XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 2002

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1 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 ESTUDO DE MUDANÇA CLIMÁTICA EM TRÊS LOCALIDADES DO NORDESTE DO BRASIL Vicente de Paulo Rodrigues da Silva, Adelgício Farias Belo Filho, Renilson Targino Dantas e João Hugo Baracuy da Cunha Campos Universidade Federal da Paraíba, Centro de Ciências e Tecnologia, Departamento de Ciências Atmosféricas Av. Aprígio Veloso, 882, Bodocongó, Campina Grande, PB, CEP: vicente@dca.ufpb.br ABSTRACT Monthly climatological data of wind speed, maximum and minimum air temperature, relative humidity and sunshine hours from weather stations located in Petrolina, PE, Campina Grande, PB, and João Pessoa, PB, were used for obtaining the monthly reference evapotranspiration (ET o ) according to the Penman-Monteith method. Analysis of the aridity bias index (ABi) time serie, along the studied periods, showed climatic change at those sites. The ET o values were calculated as a function of the minimum temperature (ETo) MinT and relative humidity (ETo) ru and introduced in the model for obtaining ABi. The results showed that in Petrolina the aridity bias index presents a decreasing behavior, due to great extension of the irrigated areas in the vicinities of that city. According with the results, Campina Grande and João Pessoa are susceptible to climatic change process. INTRODUÇÃO A extinção das florestas, através do desmatamento, as queimadas, o uso inadequado e a degradação do solo pelo homem provocam reduzida quantidade de vapor de água que retorna à atmosfera pelo processo de evapotranspiração. A interferência antropogênica no meio ambiente, constitui-se numa das maiores causas do processo de desertificação em várias regiões do mundo. Esse complexo fenômeno, que envolve, entre outras causas, processos naturais e humanos, depende de uma multiplicidade de fatores e constitui-se num cenário quase irreversível. Além disso, a mudança climática é essencialmente resultante da ação do homem sobre os ecossistemas, no sentido da rotura dos seus equilíbrios funcionais e ecológicos. A degradação dos ecossistemas é muito rápida, enquanto sua recuperação é lenta e acompanhada da perda de biodiversidade (PIMENTA, 1998). A mudança climática exerce forte influência nos processos de desertificação pelo seu impacto na vegetação, no solo e no ciclo hidrológico. Por outro lado, de acordo com SILVA (1998), a modificação da composição da atmosfera, através do aumento da concentração de gás carbônico, metano, óxido nitroso e outros fluorcarbonetos, poderá provocar o aquecimento global do planeta, e, como conseqüência, poderá aumentar o nível médio do mar. Atualmente um dos grandes problemas que aflige a humanidade é a possibilidade de uma mudança climática global, com conseqüências imprevisíveis nos recursos naturais, particularmente na qualidade e na quantidade da água potável. As alterações do meio ambiente, decorrentes da ação devastadora do homem, têm sido analisadas através de índices que buscam sumarizar informações acerca das condições da baixa pluviosidade e seus efeitos potenciais sobre o clima. Neste sentido, vários pesquisadores têm desenvolvido metodologias, que variam de acordo com o grau de complexidade, na tentativa de quantificar as alterações climáticas (ROY, 1965; PALMER, 1965; e BHALME & MOOLEY, 198). Baseado no contexto acima, e considerando o reduzido número de pesquisas sobre esse assunto no Brasil, o presente trabalho objetiva verificar a ocorrência de mudança climática em três localidades do Nordeste do Brasil. MATERIAL E MÉTODOS Neste trabalho foram utilizados dados climatológicos mensais de velocidade média do vento, à altura de 2, m (Km/dia), temperatura máxima média (ºC), temperatura mínima média (ºC), umidade relativa média (%), insolação média (horas) das estações climatológicas de Petrolina, PE ( 9º 9'S, 4 º22"W, 365,5 m), no período de 1975 a 2; de Campina Grande, PB (7º 16'S, 36 º14"W, 49 m), no período de 1964 a 1991; e, de João Pessoa (7º 7'S, 34º 53"W, 5 m), no período de 1961 a O índice de tendência de aridez (IT a ) mensal de cada uma das três localidades estudadas foi obtido de acordo com a seguinte expressão (ALLEN et al., 1998): (ET o) ur IT a = - 1 (1) (ET ) o T min 117

2 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 em que (ET ) ur e (ET ) Tmin foram obtidas, respectivamente, utilizando-se a umidade relativa e a temperatura mínima do ar no cálculo da pressão real de vapor. Esse índice é baseado no pressuposto que em regiões áridas e semi-áridas o ar não satura à temperatura mínima (T min ). Dependendo do local, a T min pode ser maior que a temperatura do ponto de orvalho (T po ) e a diferença entre elas pode chegar até 2 ou 3 ºC. Se essa diferença for pequena, o IT a tende para zero, caso contrário ele assume valores diferentes de zero. Assim, o valor do IT a maior que zero caracteriza tendência de ressecamento ambiental e menor que zero de umedecimento do ar atmosférico ao longo do tempo. Essa metodologia servirá de base para analisar o comportamento temporal do IT a médio para períodos anuais, secos e chuvosos de Petrolina, PE, Campina Grande, PB, e João Pessoa, PB. A evapotranspiração de referência mensal (ET ), determinada com base na umidade relativa - (ET o ) ur e na temperatura mínima (ET o ) Tmin, foi obtida pelo método de Penman-Monteith, considerando-se a resistência estomática de 7 s/m -1, 23% de albedo e a altura da grama fixada em,12m, dada pela equação (ALLEN et al., 1994): ET = 9 U + γ e e T γ (1 +,34 U ) 2,48 (R n - G) ( s a) 2 (2) em que ET o é a evapotranspiração de referência (mmdia -1 ), R n é a radiação solar (MJm -2 dia -1 ), G é o fluxo de calor no solo (MJm -2 dia -1 ), γ é o fator psicométrica (KPa ºC -1 ), T é a temperatura média do ar (ºC), é a declinação da curva de saturação do vapor da água (KPa ºC -1 ), U 2 é a velocidade do vento a 2 m acima da superfície do solo (ms - 1 ), e a é a pressão real do vapor (KPa) e e s é a pressão de saturação do vapor (KPa). De acordo com ALLEN et al. (1998) o fluxo de calor no solo em períodos diários é relativamente baixo e pode ser desprezado (G ). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os dados climatológicos mensais da umidade relativa do ar das localidades estudadas indicaram que os períodos úmidos e secos em Petrolina, PE, são de fevereiro a abril e de setembro a novembro, respectivamente; e, em Campina Grande, PB, são de maio a julho e de novembro a janeiro, respectivamente. Os períodos úmidos e secos de João Pessoa, PB, são os mesmos de Campina Grande, ou seja, de maio a julho e de novembro a janeiro, respectivamente (Tabela 1). Os comportamentos temporais da temperatura média do ar, umidade relativa do ar e do índice de tendência de aridez (IT a ) de Petrolina, Campina Grande e João Pessoa são apresentados nas Figuras de 1 a 3. A temperatura e a umidade relativa do ar em Petrolina mantiveram-se praticamente inalterada ao longo do período estudado (Figuras 1a e 1b). O índice de tendência de aridez, entretanto, para os períodos seco (Figura 1d) e anual (Figura 1e), apresentou comportamento decrescente, indicando que nesse período ocorreu acréscimo de umidade do ar devido a grande expansão do perímetro irrigado da região do Submédio rio São Francisco. No trimestre úmido (Figura 1c), que em Petrolina corresponde aos meses de fevereiro a abril, o IT a apresentou comportamento estacionário, certamente porque a temperatura mínima do ar se aproximou suficientemente da temperatura do ponto do orvalho, ou seja, o ar condensou à temperatura mínima nessa região e época do ano. Tabela 1 - Totais médios mensais da umidade relativa do ar em Petrolina, Campina Grande e João Pessoa. Médias mensais da umidade relativa do ar Localidades Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Petrolina - PE 68,5 68,9 71,8 72, 69,5 68,9 67,1 62,6 58,6 56,3 59,5 65,3 C. Grande - PB 75,7 76,9 8, 83,5 85, 87, 85,6 83, 79,3 76,2 74,8 75,8 João Pessoa - PB 72,5 73,7 75,7 78,3 8,5 81, 8,2 77,4 74,2 73,6 73,3 73,1 Observa-se consistência no comportamento temporal da temperatura média e da umidade relativa do ar em Campina Grande (Figuras 2a e 2b) e em João Pessoa (Figuras 3a e 3b), ou seja, o aumento da temperatura, ao longo do período estudado, foi acompanhado pela redução da umidade relativa do ar. Analisando o impacto da mudança climática nas Filipinas, JOSE et al. (1996) observaram tendência crescente da temperatura em vários locais do país. Nas localidades de Campina Grande e João Pessoa o índice de tendência de aridez apresentou comportamento crescente, nos períodos úmidos (Figuras 2c e 3c), secos (Figuras 2d e 3d) e anuais (Figuras 2e e 3e). Isso sugere a ocorrência de ressecamento ambiental, provocado, possivelmente, pela urbanização dessas cidades. Apesar dos 118

3 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 resultados sugerirem que Campina Grande e João Pessoa são susceptíveis ao processo de mudança climática, eles devem ser vistos com cautela porque as construções de edifícios no entorno das estações climatológicas dessas localidades podem ter provocado a formação de ilhas de calor e, consequentemente, interferência nas medições dos parâmetros ambientais. Temperatura do ar ( C) a) Temperatura do ar Umidade Relativa (%) b) Umidade relativa do ar ,4,15,2 c) Período úmido,1 d) Período seco -,2 -,4,5 -,6 -,5 -, , ,1,5 e) Período anual Figura 1- Comportamento temporal da: a) temperatura do ar, b) umidade relativa do ar e dos índices de tendência de aridez, nos períodos c) úmido, d) seco e e) anual, em Petrolina, PE. -,5 -,

4 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, a) Temperatura do ar 9 b) Umidade relativa do ar Temperatura do ar ( C) Umidade relativa (%) ,5 c) Período úmido -,4 d) Período seco -,1 -,15 -,8 -,2 -,12 -, , ,4 -,8 -,12 e ) Período anual Figura 2 - Comportamento temporal da: a) temperatura do ar, b) umidade relativa do ar e dos índices de tendência de aridez, nos períodos c) úmido, d) seco e e) anual, em Campina Grande, PB. -,16 -,

5 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, Temperatura do ar ( C) a) Temperatura do ar Umidade relativa (%) b) Umidade relativa do ar 2 7,18,12 c) Período úmido,3,25 d) Período seco,6 -,6,2,15,1,5 -,12 -,18 -,5,16,12,8,4 -,4 e) Período anual Figura 3 - Comportamento temporal da: a) temperatura do ar, b) umidade relativa do ar e dos índices de tendência de aridez, nos períodos c) úmido, d) seco e e) anual, em João Pessoa, PB. -, CONCLUSÃO Os resultados aqui apresentados permitem concluir que o índice de tendência de aridez em Petrolina, PE, apresentou comportamento temporal crescente. Isso indica que nas últimas décadas houve um aumento acentuado no conteúdo de umidade do ar devido, possivelmente, a grande expansão do perímetro irrigado na região do Submédio rio São Francisco. As localidades de Campina Grande e João Pessoa, do Estado da Paraíba, são susceptíveis ao processo de mudança climática. Entretanto, esse resultado deve ser visto com cautela porque as construções de edifícios no entorno das estações climatológicas dessas localidades podem ter provocado a formação de ilhas de calor, e consequentemente, interferência nas medições dos parâmetros ambientais. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ALLEN, R.G.; SMITH, M.; PEREIRA, L.S.; et al. An update for the calculation of reference evapotranspiration. ICID Bulletin, New Delhi, v.43, n.2, p. 35-9, ALLEN, R.G.; PEREIRA, L.S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop Evapotranspiration. Guidelines for computing crop water requirements, FAO Irrigation and Drainage. Paper 56, 3p, BHALME, H.N.; MOOLEY, D.A. Large Escale Drought / Floods and Monson Circulation, Mon. Wea. Rev., v.8, p ,

6 XII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Foz de Iguaçu-PR, 22 JOSE, A. M.; FRANCISCO, R.V.; CRUZ, N. A A study on impact of climate variability/change on water resources in the Philippines. Chemosphere, v.33, n.9, p , PALMER, W.C. Meteorological Drought. Res. Paper n.º. 45. US Werther Bureau, 58 pp. [Noaa Library and Information Services]. Division, Washington, DC, 2852, PIMENTA, M.T.; SANTOS, M.J.; RODRIGUES,R. A Susceptibilidade à Desertificação. Revista Florestal, v.xi, n.1, p , SILVA, V.P.R.; COELHO, M.S. Análise de tendência das séries de precipitação pluvial do Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.2, n.1, p , ROOY, M.P.VAN. A Rainfall maly Index Independent of Time and Space. Notos, v.14, n.1, 14p