2. DADOS E METODOLOGIA

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1 Influência dos fenômenos de el niño e la niña na precipitação da bacia do rio Uruguai. Marcos Bohrer, Claudinéia B. Saldanha, Rita de Cássia Marques Alves Centro Estadual de Pesquisas em Sensoriamento Remoto e Meteorologia CEPSRM/UFRGS Porto Alegre/RS marcos.bohrer@ufrgs.br ABSTRACT In the state of Rio Grande do Sul, the rainfall pattern is fairly regular and the precipitation is well distributed throughout the year. The aim of this study was to evaluate the spatial and temporal precipitation distribution in the Uruguay River basin from the determination of homogeneous regions, based on the seasonality of the rainfall pattern. It was used values of 47 meteorological stations that belong to ANA (Water National Agency), from 1975 to 2005, and values of Pacific Sea Surface Temperature collected from the National Oceanic and Atmospheric Administration, from observed anomalies for different niños regions (niño 1 +2, niño 3, niño 4, niño 3 +4). The methodology used was cluster analysis that seeks to group data elements based on the similarity between them. To form those regions it was used complete linkage method, which applies the maximum distance with the tendency to form compact groups, where the noises delay to be incorpored in the groups. To split the series into three data categories it was used the tertiles technique. From the analysis of results it was found that the studied region showed five homogeneous regions. Knowing the time series of each region it was possible to verify the regional variability in precipitation, indicating the regions that had values above and below the climatological normal. Keywords: homogenous regions, precipitation, cluster analysis. 1. INTRODUÇÃO O desenvolvimento de metodologias confiáveis dos regimes hidroclimatológicos em escala regional é de extrema importância para suprir deficiências da área e tomar decisões no planejamento e utilização desses recursos, seja no campo energético, agrícola ou até mesmo urbano (MELO et al., 2005). Lyra (2006) determinou as regiões homogêneas para o estado de Estado de Táchira (Venezuela) baseando-se nas sazonalidades pluviais de precipitação mensal para determinar os períodos secos e úmidos na região. Outros trabalhos relacionam os índices de precipitação com a temperatura, classificando os períodos em secos e úmidos, podendo definir assim um padrão normal (dados de precipitação é semelhante aos da média) de precipitação (GALVANI e LUCHIARI, 2004). Alguns autores têm mostrado fortes indicadores da influencia que os Ninõs exercem sobre os índices pluviométricos do estado do Rio Grande do Sul. Certos autores destacam que o fenômeno desempenha um papel extremamente influente na variabilidade interanual na precipitação tanto do estado (SANSIGOLO e NERY, 1998) como da América do Sul subtropical (COELHO e AMBRIZZI, 2000). Picos de aquecimento/resfriamento do oceano Pacífico são relacionados com as anomalias da precipitação. Em vista disso, o presente trabalho visa analisar o comportamento da precipitação nas cinco regiões homogêneas das 47 estações meteorológicas da ANA na Bacia do rio Uruguai frente aos eventos de Niños no período de 1975 até DADOS E METODOLOGIA No presente estudo foram utilizados dados mensais de precipitação de 47 estações meteorológicas da ANA (Agência Nacional de Águas) na Bacia do rio Uruguai, no período de

2 1975 a A distribuição espacial das estações meteorológicas selecionadas, para a realização deste estudo, pode ser observada na Figura 1. Latitude Longitude Figura 1 Localização dos postos pluviométricos das ANA (Agência Nacional de Águas) separadas por regiões homogêneas de acordo com os dados de precipitação. Para verificar o agrupamento das regiões homogêneas de acordo com a precipitação foi utilizada a análise de clusters que apresentam a vantagem de reduzirem o espaço multidimensional a uma medida de distância entre os objetos, representando esta em um espaço bidimensional, muito mais simplificado do que o espaço multidimensional (Mardia et al., 1995). A análise de cluster busca agrupar elementos de dados baseando-se na similaridade entre eles. Os grupos são determinados de forma a obter-se homogeneidade dentro dos grupos e heterogeneidade entre eles, como resultado da análise de agrupamento, tem-se o dendograma, que apresenta o arranjo entre os objetos em uma escala de distância. Este arranjo indica apenas afinidade entre os grupos, não definindo nenhuma ordenação entre estes. As distâncias são medidas e utilizadas para a representação dos pontos na estrutura de similaridade, representando o menor espaço entre dois pontos, sendo utilizada neste trabalho a medida da distância euclidiana entre dois vetores. Depois de calcular a distância é utilizado o método aglomerativo, onde cada elemento inicia-se representando um grupo, e a cada passo, um grupo ou elemento é ligado a outro de acordo com sua similaridade, até o último passo, onde é formado um grupo único com todos os elementos, utilizou-se o método de ligação completa ( complete linkage) que emprega a distância máxima tendo a tendência de formar grupos compactos, nos quais os ruídos demoram a ser incorporado nos grupos. A variabilidade da precipitação foi analisada a partir das séries temporais mensais para cada uma das regiões homogêneas. As séries foram subdivididas em 3 categorias (abaixo da normal, normal e acima da normal), ordenando-se do menor para o maior e dividindo a série em tercis onde abaixo do primeiro limite é considerado como categoria abaixo da normal (seco), acima do segundo limite foi considerado como categoria acima da normal (chuvoso) e entre esses dois limites, situa-se a categoria normal. Para cruzar os índices de precipitação observada com os eventos de niños ocorridos no período de 1975 até 2005, utilizaram-se os dados da ocorrência dos últimos eventos disponíveis no CPTEC (Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos) e das anomalias na superfície do oceano Pacífico, adquiridos no site da NOAA (National Oceanic e Atmospheric Administration). A partir desses dados, fez-se análise da precipitação observada em cada uma das regiões homogêneas para o tempo de duração de cada evento.

3 Para analisarmos qual das regiões de niños exerce uma maior influência na precipitação, fezse uma análise multivariada das componentes principais. Na tabela 3 são apresentados os autovetores de cada um dos modos das componentes principais, para cada região homogênea de estudo. Nelas é possível observar que são necessárias duas componentes principais para explicar 75% ou mais da variância das variáveis observadas, sendo concentradas assim em duas dimensões as informações anteriormente diluídas em duas variáveis. A primeira componente explica em torno de 65% da variância total das variáveis. A segunda componente explica 19% da variância total das variáveis. 3. RESULTADOS Com relação à precipitação observada na bacia (Tabela 1), podemos notar que a maioria das estações meteorológicas apresenta precipitação dentro do normal. O número de estações com precipitação acima e abaixo da normal são praticamente iguais, demonstrando assim que a precipitação nessa área foi homogênea. Tabela 1 número de estações que apresentaram precipitação acima, dentro e abaixo da normal. Precipitação Bacia do Rio Uruguai Acima da Normal 95 Dentro da Normal 179 Abaixo Normal 98 Com relação aos últimos eventos ENOS (Tabela 2), pode-se observar que as regiões homogêneas da bacia do rio Uruguai apresentam distintos comportamentos de precipitação. Como o evento de 1975, observado na tabela, a região um apresenta quatro meses com índices de precipitação observada abaixo da normal, enquanto a região dois, apenas dois meses. O fator mais relevante do estudo da tabela é a influência dos El Niños e das La Niñas na precipitação observada. Pode-se ressaltar que, em eventos de aquecimento das águas do Pacífico, encontramos, em determinados casos, uma quantidade de meses com média de precipitação dentro do normal superando a quantidade de meses com precipitação acima da normal, exceto nos eventos de e caracterizados como eventos fortes a precipitação apresentou valores acima da normal climatológica. Em determinados eventos, como o de 1990, pode ser observado, na região um, nenhum mês com precipitação acima do normal, e na região quatro, o número de meses com precipitação abaixo do normal supera o dentro e acima da normal. Tabela 2 Eventos ENOS e suas respectivas influências na precipitação das regiões homogêneas. R1 R2 R3 R4 R5 Evento Duração Ac. De. Ab. Ac. De. Ab. Ac. De. Ab. Ac. De. Ab. Ac. De. Ab. 75 La Niña El Niño El Niño El Niño La Niña La Niña El Niño La Niña El Niño

4 94-95 El Niño La Niña El Niño La Niña El Niño El Niño Precipitação acima do normal (Ac.), Precipitação dentro do normal (De.), Precipitação abaixo do normal (Ab.) Na tabela 3, a segunda componente representa as principais características no processo de precipitação observada, destacando-se a variável Niño 4, que apresentam variações inversamente proporcionais, ou seja, com o aumento da temperatura nessa região do Pacífico, ocorre a diminuição da precipitação observada. A precipitação está explicada na segunda componente em todas as regiões. Tabela 3 - Variáveis da componente principal que influenciam na precipitação observada. R1 R2 R3 R4 R5 Variáveis CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 CP1 CP2 NINO NINO NINO NINO Pobs Var. Exp(%) Var. acm(%) Componente Principal 1 (CP1), Componente Principal 2 (CP2) 4. CONCLUSÕES A partir da análise dos índices de precipitação para a bacia do rio Uruguai, foi possível separá-la em regiões homogêneas e analisar o comportamento de cada região. Concluindo que para esta região, nem sempre em anos de El Niño a precipitação apresenta valores acima da normal climatológica e em anos de La Niña o regime de precipitação não apresenta muita variação, com a maioria dos meses dentro da normal climatológica. Portanto anos de anomalias extremas de precipitação não estão diretamente ligadas aos eventos El Niño e La Ninã. Outro fator extremamente importante é a influência, inversamente proporcional à precipitação observada, exercida pela região quatro do Pacífico na bacia estudada. 5. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS MARDIA, K.V.; KENT, J.T.; BIBBY, J.M Multivariate analysis. London: Academic Press, 518p. COELHO, C. A. S.; AMBRIZZI, T. Determinação dos padrões de precipitação sobre a América do Sul em associação à TSM da bacia do Pacífico Equatorial durante períodos extremos de ENOS através da utilização de técnicas estatísticas multivariadas. In: CBMET, 11., 2000, Rio de Janeiro. Congresso Brasileiro de Meteorologia. São Paulo: Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2000 Anais, SANSIGOLO, Clovis A.; NERY, Jonas T.. Análise de Fatores Comuns e Agrupamentos das Precipitações nas Regiões Sudeste e Sul do Brasil. In: CBMET, 10., 1998, Brasília. Anais do Congresso Brasileiro de Meteorologia, Anais., 1998, 1998.

5 MELO, J.; Júlio C. F. Determinação de regiões homogêneas quanto à distribuição. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, Pb, n., p , 16 nov GALVANI, E., LUCHIARI, A. Critérios para classificação de anos com regime pluviométrico normal, seco e úmido. In: SBCG, 6., 2004, Aracaju/se. Anais do Simpósio Brasileiro de Climatologia Geográfica, Anais, p LYRA, Gustavo Bastos et al. Regiões homogêneas e funções de distribuição de probabilidadeda precipitação pluvial no Estado de Táchira, Venezuela. Pesquisa Agropecuária Barsileira, [s. I. ], n., p , fev INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Dados. Disponível em: < Acesso em: 10 abr AGÊNCIA NACIONAL DE ÁGUAS. Dados. Disponível em: < Acesso em: 15 jan NATIONAL OCEANIC AND ATMOSPHERIC ADMINISTRATION. Dados. Disponível em: < Acesso em: 19 dez