CLIMATOLOGIA E VARIABILIDADE INTERANUAL DA VELOCIDADE DO VENTO EM SANTA MARIA, RS

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1 CLIMATOLOGIA E VARIABILIDADE INTERANUAL DA VELOCIDADE DO VENTO EM SANTA MARIA, RS Nereu Augusto Streck 2, Luana Fernandes Gabriel, Simone Erotildes Teleginski Ferraz, Arno Bernardo Heldwein ¹ Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), Avenida Roraima,000, , Santa Maria, RS, Brasil. 2 nstreck2@yahoo.com.br RESUMO: Esse trabalho apresenta a climatologia e a variabilidade da velocidade do vento associada ao fenômeno ENOS em Santa Maria, RS. Foram calculadas estatísticas descritivas, gráficos de caixa e para detectar periodicidades na série foi utilizada a densidade espectral. As maiores velocidades do vento ocorrem às 5 horas e as menores às 2 horas. A primavera é a estação do ano com maiores magnitudes na velocidade do vento em todos os horários e na média, seguida do inverno, verão e outono. Há sinal do fenômeno ENOS na velocidade do vento. Anos de El Niño apresentam maior magnitude na velocidade do vento e anos Neutros menor magnitude. Assim, o fenômeno ENOS é uma das causas da variabilidade interanual da velocidade do vento na região de Santa Maria, RS. ABSTRACT: The climatology and the association of variability of Wind speed with ENSO is presented for Santa Maria, RS, Brazil. Descriptive statistics, box charts and power spectral density were calculated. The highest wind speed occurred at 3 PM and the lowest occurred at 9 PM. Spring is the season with highest wind speed in all measurement times and on a daily basis, followed by winter, summer and fall. There is an ENSO signal on wind speed. Wind speed is higher in El Niño years and lower in Neutral years. Therefore, ENSO is one of the causes of interannual variability of wind speed at Santa Maria, RS. INTRODUÇÃO O vento tem efeito sobre o consumo de água das plantas, além de transportar CO 2, vapor d água e pólen. Dependendo da magnitude da velocidade do vento (a partir daqui tratado por velocidade do vento, por simplicidade) este pode causar prejuízos em vários setores da economia, como destruição de estabelecimentos rurais e urbanos, estufas plásticas (Streck et al., 998), embora também possa ser usada como fonte de energia (eólica) na geração de energia elétrica. Assim, é importante determinar a climatologia e a variabilidade interanual em séries históricas de velocidade do vento. O fenômeno El Niño Oscilação Sul (ENOS) é um fenômeno de grande escala que acontece na região do Oceano Pacífico Equatorial e que afeta o Tempo e o Clima em diversos locais do Globo Terrestre (Cane, 200). O El Niño se caracteriza por um aquecimento acima da

2 normal das águas do Oceano Pacífico Equatorial próximo à costa Peruana, enquanto a La Niña se caracteriza pelo fato da água nesta região do Oceano Pacífico apresentar temperatura abaixo da normal climatológica. As fases quente e fria do ENOS são fenômenos cíclicos de duração variável e de ocorrência aperiódica. Normalmente, o fenômeno inicia no início do segundo semestre de um ano e termina no final do primeiro semestre do ano seguinte (Grimm et al., 2000). No Brasil, o impacto da fase quente e da fase fria do ENOS se dá principalmente sobre a precipitação pluviométrica das regiões Sul e Nordeste (Grimm et al.,998). Além da precipitação, outros elementos meteorológicos como a velocidade do vento podem ter sinal do ENOS na variabilidade interanual. OBJETIVO O objetivo desse trabalho foi fazer a climatologia e associar a variabilidade interanual da velocidade do vento com o fenômeno ENOS em Santa Maria, RS. METODOLOGIA O local de estudo é Santa Maria, RS (latitude: 29 o 43 S, longitude: 53 o 43 W e altitude: 95m). Santa Maria está localizada na região fisiográfica da Depressão Central do Estado do Rio Grande do Sul. O clima da região, segundo a classificação de Köppen, é Cfa, que significa Subtropical úmido sem estação seca definida com verões quentes (Moreno, 96). Os dados utilizados neste estudo de velocidade do vento foram registrados a 0 m de altura em um anemômetro de canecas do período 968 a 975 e no anemógrafo universal, de 976 a 2009, instalado na Estação Climatológica Principal do Instituto Nacional de Meteorologia (8º DISME), localizada no Campo Experimental do Departamento de Fitotecnia da Universidade Federal de Santa Maria, Santa Maria, RS. Foram calculadas as estatísticas descritivas média, valor mínimo, valor máximo, desvio padrão e coeficiente de variação. Foi realizada a classificação, intensidade e duração em meses do fenômeno ENOS de conforme metodologia usada por Paula et al. (200). Foram feitos gráficos de caixa, com mediana (percentil 50) e percentis 0, 25, 75 e 90 de velocidade do vento em anos de El Niño, La Niña e Neutros e as periodicidades (ciclos ou oscilações e suas freqüências) foram testadas com o método da função densidade espectral de potências calculada com o Teorema de Wiener sobre os totais mensais desses elementos usando-se lags de 0 anos para detectar ciclos anuais, sendo os harmônicos considerados significativos quando os valores da densidade espectral são superiores aos valores de probabilidade de 95% pelo teste do qui-quadrado (Souza et al., 2009). RESULTADOS 2

3 A Tabela contém a climatologia da velocidade do vento. A velocidade do vento na média anual é de 2,4 ms - ás 9 horas, 3,0 ms - ás 5 horas,,7 ms - ás 2 horas e 2,2 ms - na média diária. Os maiores valores de velocidade do vento são encontradas na leitura das 5 horas, nas horas mais quentes do dia, o que concorda com os resultados de Heldwein et al. (2003), de que a velocidade média das rajadas máximas horárias do vento é maior entre 0 e 8 horas. O segundo semestre do ano apresenta velocidades maiores que no primeiro semestre, sendo na média 2,9 ms - contra 2,4 ms - do primeiro semestre. A primavera é a estação do ano com maiores velocidades do vento em todos os horários e na média, seguida do inverno, verão e outono. A maior velocidade do vento às 5 horas e na primavera é devido a esse período do dia e durante esta estação ocorrer maior instabilidade térmica, pelo gradiente térmico ser mais acentuado que o gradiente adiabático, onde os fluxos convectivos verticais favorecem os movimentos de ar horizontais (Heldwein et al., 2003). O desvio padrão variou de,2 (média diária outono) á 2,6 ms - (média das 9 horas no 2º semestre) e o coeficiente de variação variou de 53,8 (média das 5 horas do verão) á, % (média 2 horas de outono). O valor mínimo sempre foi 0 ms - e o maior valor máximo foi 20 ms -, verificado em dia de vento norte, típico da região da Depressão Central do RS (Heldwein et al., 2003). Ocorreu maior variabilidade na velocidade do vento registrada ás 5h do que às 9h e 2h nas diferentes fases do ENOS (Figura ) e para a média diária, anos de El Niño apresentam maior velocidade do vento, anos Neutros menor e anos de La Niña na posição intermediária (Figura D). A densidade espectral indicou ciclos significativos de 4 a 0 anos em quase todos os meses do ano, menos em janeiro e maio. Os meses com maior número de ciclos significativos são março, abril e julho, com 6 ciclos significativos, seguido de dezembro com 5 ciclos significativos. CONCLUSÃO A velocidade do vento média diária é de 2,2m.s -, sendo no período da tarde. O segundo semestre apresenta maiores velocidades que o primeiro semestre e a primavera é a estação do ano com maiores velocidades do vento. Há sinal do fenômeno ENOS na velocidade do vento. Anos de El Niño apresentam maior velocidade do vento e anos Neutros menor. Assim, o fenômeno ENOS é uma das causas da variabilidade interanual da velocidade do vento na região de Santa Maria, RS. REFERÊNCIAS CANE, M. A. Understanding and predicting the world s climate system. In: Impacts of El Nino and climate variability on Agriculture. ASA Special Publication, Madison, 200, p

4 GRIMM, A. M. et al. Precipitation Anomalies in Southern Brazil Associated with El Nin o and La Niña Events. Journal of Climate, v., p , 998. GRIMM, A. M.; BARROS, V. R.; DOYLE, M. E. Climate variability in Southern South America associated with El Niño and La Niña events. Journal of Climate, Boston, v. 3, n. 0, p , JAN., HELDWEIN, A.B. et al. Frequência de ocorrência de ventos fortes em Santa Maria, RS. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v., p , MORENO, J. A. Clima do Rio Grande do Sul. Secretaria da Agricultura, Porto Alegre, 46p. 96. PAULA, G. M. et al. Influência do fenômeno El Niño na erosividade das chuvas na região de Santa Maria (RS). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 34, p , 200. SOUZA, M.A.; GOERGEN, R.; FERRAZ, S.E.T. Previsão de precipitação e temperatura em Santa Maria por meio de um modelo estatístico. Ciência e Natura, v.3, p.49-64, STRECK, N. A. et al. Danos físicos em estufas plásticas causados pelo vento em Santa Maria, RS. Ciência Rural, Santa Maria, v.28, p , 998. Tabela. Estatísticas descritivas (média, mínima, máxima, desvio padrão e coeficiente de variação) da velocidade do vento (ms - ) anual, semestral e sazonal nos três horários de coleta e da média diária em Santa Maria, RS, no período de

5 Velocidade vento (ms - ) 0 0. Velocidade vento (ms - ) El Niño La Niña Neutro 0.0 El Niño La Niña Neutro Velocidade vento (ms - ) Velocidade vento (ms - ) El Niño La Niña Neutro El Niño La Niña Neutro Figura. Velocidade do vento ás 9 horas (A esquerda superior), 5 horas (B direita superior), 2 horas (C esquerda inferior) e a média diária (D direita inferior) em cada fase do ENOS durante o período de em Santa Maria, RS Tabela 2. Duração dos ciclos de velocidade do vento diária média (ms - ), significativos pelo teste qui-quadrado, estimados pela análise de densidade espectral de potências para lag 0 anos na série histórica de pressão atmosférica de Santa Maria, RS, para os doze meses do ano do período