Lacunaridade da Direção do Vento em Estações Meteorológicas de Pernambuco

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1 Lacunaridade da Direção do Vento em Estações Meteorológicas de Pernambuco Leandro Ricardo Rodrigues de Lucena 1 Danila Maria Almeida de Abreu Silva 1 Tatijana Stosic 1 1 Introdução Segundo MUNHOZ E GARCIA (2008) e BUENO et al.(2011), os ventos são formados pelos gradientes de pressão atmosférica gerando assim deslocamento de massas de ar em relação à superfície terrestre, sofrendo influências também de movimento e rotação terrestre. O vento é de vital importância para dinâmica do planeta, facilitando trocas de calor, de dióxido de carbono e do vapor d água entre a atmosfera e a vegetação, sendo fundamental na agricultura por sua influência em estudos de controle à propagação de doenças, polinização de flores e práticas com quebra-vento, outro aspecto positivo é a geração de fonte de energia (SANTANA et al., 2008 e MUNHOZ E GARCIA, 2008). A direção do vento é uma variável bastante sensível a variação no tempo e espaço, isso ocorre em função da situação geográfica, da rugosidade da superfície, do relevo, da vegetação e do clima da época do ano (MUNHOZ E GARCIA, 2008). MUNHOZ E GARCIA (2008) verificaram em seu estudo que na maior parte do ano há predominância dos ventos vindos do sudeste (SE), com exceção no período de dezembro a fevereiro onde o vento sopra na região noroeste (NW). SANTANA et al. (2008) em estudo realizado em Cuiabá, MT observou que a direção predominante do vento na primavera e no verão encontra-se no norte - nordeste (N e NE), já no outono e inverno há predominância na direção sul - sudoeste (S-SO). BUENO et al. (2011) em estudo realizado na região de Lavras, Minas Gerais observou que a direção predominante do vento é leste (E) seguida de oeste (W) nos meses de fevereiro a novembro, já nos meses de janeiro e dezembro a direção predominante se inverte oeste (W) seguida de leste (E). SILVA et al. (1997) concluiu em seu estudo que a direção do vento em Pelotas-RS é leste (E) para o período compreendendo a primavera e o verão, no outono é sudeste (SE) e no inverno a direção predominante é nordeste (NE). SILVA et al. (2002) em seu estudo de potencial eólico em 77 localidades do Nordeste brasileiro verificou que o vento predomina na direção leste (E). Diante da importância da direção do vento este estudo tem por objetivo caracterizar a direção do vento em nove estações do estado de Pernambuco. 1 Programa de pós-graduação em Biometria e Estatística Aplicada- Departamento de Estatística e Informática (DEINFO) - Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE)- Recife, PE- Brasil. leandroricardo est@yahoo.com.br 1

2 2 Material e métodos Foram utilizados dados de direção e velocidade do vento observado entre janeiro de 2008 a fevereiro de Os dados são provenientes de nove estações (Recife, Caruaru, Arcoverde, Garanhuns, Surubim, Floresta, Ibimirim, Serra Talhada e Cabrobó) da rede climatológica do estado de Pernambuco operadas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os dados foram coletados pelo Instituto Nacional de Meteorologia-INMET e medidos através de anemógrafos universais Fuess instalados a 10 metros acima da superfície do solo. Os valores de direção e velocidade do vento foram registrados por meio de anemogramas de hora em hora. 2.1 Lacunaridade MANDELBROT (1982) introduziu uma medida chamada de lacunaridade, esta medida é bastante explorada em fenômenos climáticos e ecológicos (MARTINEZ et al., 2007). A lacunaridade é uma medida que avalia a quantidade e distribuição do tamanho de lacunas dentro de um conjunto de dados (MANDELBROT, 1982). Valores grandes de lacunaridade implicam em grandes tamanhos de lacunas, os pequenos valores seguem uma distribuição mais uniforme dos dados e menores tamanhos de lacunas (MANDELBROT, 1982). MARTINEZ et al. (2007) utilizou a lacunaridade para caracterizar regimes pluviométricos na Península Ibérica. Através da análise de lacunaridade MARTINEZ et al. (2010) descreve o comportamento mensal do índice de oscilação do atlântico norte. Para caracterizar a direção do vento, a lacunaridade é uma medida da distribuição dos segmentos, definido como a sequência de horas consecutivas que o vento se encontra em uma determinada direção, e as lacunas definido como sequência de horas consecutivas que o vento não se encontra numa determinada direção. Foi utilizada a análise de lacunaridade em oito diferentes direções do vento. Do ponto de quantitativo, temos que n(s,r) é o número de janelas móveis de tamanhos r(horas) contendo s segmentos(horas que não se encontra na direção determinada). A função de probabilidade é definida como p(s,r) = n(s,r)/n(r), N(r) é o número total de janelas de tamanho r, M 1 (r) = r s=1 s p(s,r) e M 2(r) = r s=1 s2 p(s,r) são definidos como o primeiro e segundo momento da distribuição. A lacunaridade é definida pelo quociente L(r) = A lacunaridade pode ser estimada através do seguinte modelo: M 2(r) [M 1 (r)] 2 (1) L(r) = αr β ε; onde, ε N(0,σ 2 ) (2) 2

3 Figura 1: Rosa dos ventos das diferentes estações meteorológica de Pernambuco. 3 Resultados e discussões O vento na cidade do Recife é bastante predominante na direção sudeste (SE) atingindo 34.2% dos ventos desta região. Avaliando o agreste de Pernambuco nota-se que na cidade de Caruaru a predominância do vento é na direções sul (S) com 36.3% de frequência, já nas estações de Garanhus e Arcoverde a predominância do vento é na direção sudeste (SE) com 38,1% e 53,7 respectivamente, enquanto que na estação de Surubim o vento predominante é na direção leste (E) com 38,0%. Quanto ao sertão de pernambucano as estações de Ibimirim e Floresta o vento predomina na direção sudeste (SE) com 35,6% e 47,3%, já as estações de Serra Talhada e Cabrobó o vento predomina na direção sul (S) com 44,8% e 41,2%, respectivamente, Figura 1. Na análise de lacunaridade observa-se que na estação do Recife os menores valores de lacunaridade são observados na direção sudeste (SE) e maiores na direção norte (N). Em relação ao agreste pernambucano observa-se que menores valores de lacunaridade são encontrados nas regiões entre o leste (E) até o sul (S) e maiores valores de lacunaridade nas direções desde o oeste (W) até o norte (N). Na região do sertão do estado de Pernambuco os menores valores de lacunaridade são encontrados nas direções do sudeste (SE) e sul (S) e maiores desde o sudoeste (SW) até o noroeste (NW), Tabela 1 e Figura 2. 3

4 Tabela 1: Expoente de lacunaridade β. Estação/Direção N NE E SE S SW W NW Recife -0,26-0,28-0,23-0,25-0,26-0,34-0,37-0,47 Caruaru -0,50-0,30-0,21-0,20-0,20-0,35-0,57-0,67 Garanhuns -0,43-0,32-0,24-0,24-0,30-0,52-0,74-0,61 Arcoverde -0,40-0,32-0,18-0,17-0,31-0,67-0,61-0,50 Surubim -0,57-0,31-0,22-0,21-0,27-0,46-0,61-0,62 Ibimirim -0,43-0,27-0,37-0,18-0,18-0,55-0,60-0,59 Floresta -0,32-0,32-0,29-0,19-0,31-0,56-0,57-0,51 Serra Talhada -0,23-0,29-0,49-0,28-0,15-0,34-0,52-0,38 Cabrobó -0,42-0,32-0,33-0,19-0,19-0,45-0,51-0,45 Figura 2: Lacunaridade empirica L(r) em função do tamanho da janela r de todas as estação de Pernambuco. 4

5 4 Conclusão Na cidade do Recife a predominância do vento nas direções leste (E) e sudeste (SE), para o agreste pernambucano a direção em que o vento predomina é a mesma do Recife e no sertão de Pernambuco o vento predomina nas direções leste (E) até o sul (S). A lacunaridade é uma medida fidedigna para avaliar a direção do vento. Pequenos valores de lacunaridade são ocasionados com a presença de vento na localidade e grandes valores de lacunaridade são ocasionados por falta de vento em uma determinada direção. 5 REFERÊNCIAS BUENO, R.C.; CARVALHO, L.G.; VIANELLO, R.L.; MARQUES, J.J.G.S.M. Estudo de rajadas de ventos e direções predominantes em Lavras, Minas Gerais, por meio da distribuição gama. Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v.35, n.4, p , INMET- Instituto Nacional de Meteorologia. Disponível em:. Acesso em : 17 de setembro de MANDELBROT, B.B. The fractal geometry of nature. Freremann, San Francisco, USA, MARTINEZ, M.D.; LANA, X.; BURGUEÑO, A.; SERRA, C. Predictability of the monthly North Atlantic Oscillation index based on fractal analyses and dynamic system theory. Nonlinear Processes in Geophysics, v.17, p , MARTINEZ, M.D.; LANA, X.; BURGUEÑO, A.; SERRA, C. Lacunarity, predictability and predictive instability of the daily pluviometric regime in the Iberian Peninsula. Nonlinear Processes in Geophysics, v.14, p , MUNHOZ, F.C.; GARCIA, A. Caracterização da velocidade e direção predominante dos ventos para a localidade de Ituverava-SP. Revista Brasileira de Meteorologia, v.23, n.1, p.30-34, SANTANA, F.B.; ARRUDA, P.H.Z.; FARIA, J.L.B.; NOGUEIRA, J.S. Estudo preliminar da velocidade e direção dos ventos, em Cuiabá, MT, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia. Santa Maria, v.16, n.2, p , SILVA, J.B.; ZANUSSO, J.F.; SILVEIRA, D.L.M. Estudo da velocidade e direção dos ventos em Pelotas, RS. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.5, n.2, p , SILVA, B.B.; ALVES, J.A.; CAVALCANTI, E.P.; DANTAS, R.T. Potencial eólico na direção predominante do vento no Nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.6, n.3, p ,