APLICAÇÃO DE FERRAMENTAS ESTATÍSTICAS NA ANÁLISE DA PLUVIOMETRIA NO MUNICÍPIO DE SÃO PAULO

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1 APLICAÇÃO DE FERRAMETAS ESTATÍSTICAS A AÁLISE DA PLUVIOMETRIA O MUICÍPIO DE SÃO PAULO Vasques, R. S 1, Silva F. M. A, Vasques E. R 3, Barja P. R. n 1 Hifumi nº 911, Urbanova, São José dos Campos, São Paulo, Hifumi nº 911, Urbanova, São José dos Campos, São Paulo, 3 Universidade de São Paulo, Departamento de Geografia, Avenida Professor Lineu Prestes nº 338, Cidade Universitária, São Paulo, n Hifumi nº 911, Urbanova, São José dos Campos, São Paulo, Resumo O índice pluviométrico indica a quantidade de chuva por metro quadrado em determinado local e em determinado período. O objetivo deste trabalho é comparar, por meio de análise estatística, os dados pluviométricos obtidos nos meses de Junho de 015 e Junho de 016, verificando os possíveis motivos que causam a diferença no volume de precipitações, de um ano para outro. A metodologia incluiu a pesquisa dos dados de pluviometria no município de São Paulo e o cálculo de parâmetros estatísticos como média aritmética, desvio padrão e coeficiente de variação, ilustrando uma aplicação prática dos conceitos aprendidos em sala de aula. Palavras-chave: clima, estatística, pluviometria, São Paulo Área do Conhecimento: Engenharias Introdução O índice pluviométrico é calculado em milímetros (mm) e indica a quantidade de chuva por metro quadrado em determinado local e em determinado período. Quando se diz que, em certo local, em um dia, choveu 5 mm, significa que, se neste lugar tivesse uma caixa de um metro quadrado de base, o nível de água dentro dela teria atingido, naquele dia, 5 mm (IPE, 016). Isto quer dizer, que naquele determinado tempo, choveu 5 litros de chuva por metro quadrado. A quantidade de chuva que ocorre em um determinado período pode ser medida a partir de dois tipos de aparelhos: o pluviômetro, que mede a quantidade acumulada de chuva que cai em um período de 4 horas; o pluviógrafo, que mede continuamente, podendo variar o período entre uma medição e outra até 5 segundos. Se em 1 m² chover de 1,1 mm a 5 mm por hora, a chuva é considerada fraca; para volumes, de 5,1 a 5 mm é considerada moderada; de 5,1 a 50 mm é forte; e a partir de 50 mm é muito forte (DUTRA e SMIRDELE, 01). O objetivo principal do presente trabalho foi efetuar a comparação, por meio de análises estatísticas, dos dados pluviométricos referentes ao município de São Paulo nos meses de junho de 015 e junho de 016, discutindo os possíveis motivos para a diferença observada quanto ao volume de precipitações. O trabalho também representa uma aplicação prática da disciplina de Estatística, presente no currículo da maioria dos cursos universitários. Foram escolhidos os meses de junho de 015 e de 016 como amostras para este artigo pois, os mesmos, apresentam valores de precipitações (chuvas) bem diferentes. O mês de junho, de 016, foi considerado atípico no município de São Paulo, pois contabilizou 06,3 mm de chuva (muito forte). Das 1 horas do sábado, dia quatro de junho até às 9 horas do domingo, dia cinco 1

2 de junho, foram registrados 57,4 mm de chuva. Conforme dados da Climatempo (016), a média climatológica, que são valores calculados a partir de um série de dados de 30 anos observados, apresentou, no mês de junho, 50 mm de precipitação, no município de São Paulo comprovando a atipicidade do valor pluviométrico no ano de 016. Metodologia Para a elaboração deste trabalho, foram pesquisados os dados de pluviometria do município de São Paulo, nos meses de junho de 015 e de junho de 016, sendo este último considerado um mês atípico devido aos altos índices pluviométricos registrados. A fonte dos dados coletados foi o site da Defesa Civil do Estado de São Paulo (016). A partir dos dados obtidos, calculou-se as médias, os desvios padrões e os coeficientes de variação, conforme CRESPO (009). A média aritmética é uma medida de tendência central: procura determinar o ponto em torno do qual os dados distribuem-se. Para efetuar os cálculos, basta dividir a soma dos valores da tabela pelo número de valores obtidos. A média aritmética foi calculada por meio da seguinte equação: x = fi. xi, onde: x = média aritmética = somatória fi = frequência absoluta da medida Xi xi = medida obtida = número total de elementos do conjunto O desvio padrão é a medida mais comum da dispersão estatística e apresenta o quanto de variação ou dispersão existe em relação à média. Um baixo desvio padrão indica que os dados tendem a estar próximos da média; um desvio padrão alto indica que os dados estão mais dispersos. O desvio padrão define-se como a raiz quadrada da variância e é expresso com a mesma unidade de medida dos dados experimentais. Por fim, o coeficiente de variação é a relação entre o desviopadrão e a média cuja principal qualidade é a capacidade de comparação de distribuições diferentes (CRESPO, 009). A equação utilizada para cálculo do desvio padrão foi: ( ) ( ) S = fi. xi - fi. xi, onde: S = desvio padrão = somatória fi = frequência absoluta da medida Xi xi = medida obtida = número total de elementos do conjunto A equação do coeficiente de variação é: CV = S x * 100, onde: CV = coeficiente de variação S = desvio padrão x = média aritmética Resultados

3 A figura 1 apresenta os dados pluviométricos do mês de junho de 015 e a figura, apresenta os dados pluviométricos do mês de junho de 016. Figura 1 Dados de precipitação pluviométrica (junho/015) Precipitação (mm) Dias do mês Fonte: Elaborado pelos autores, a partir de dados da Defesa Civil do Estado de São Paulo (016) Figura Dados de precipitação pluviométrica (junho/016) Precipitação (mm) Dias do mês Fonte: Elaborado pelos autores, a partir de dados da Defesa Civil do Estado de São Paulo (016). Quanto aos parâmetros estatísticos avaliados, foram obtidos os seguintes resultados: i) a média de precipitação pluviométrica no mês de junho de 015 foi 0,68 mm, enquanto no mês de junho de 016 foi 6,88mm (aproximadamente de 10 vezes maior); ii) o desvio padrão, em junho de 015, foi 1,84 mm e o de junho de 016 foi 16,83 mm (também cerca de 10 vezes superior); iii) o coeficiente de variação em 015 foi 7% e, em 016, foi 44% (mesma ordem de grandeza). Discussão a meteorologia, identifica-se, através dos resultados dos modelos matemáticos, as condições climáticas afim de determinar, principalmente, o risco de ocorrência de eventos extremos (secas ou enchentes), para que a Defesa Civil local possa agir preventivamente, com ações eficazes para minimizar os riscos para a população. a figura 1, é possível perceber que choveu em apenas seis dias no mês de junho de 015, distribuídos da seguinte forma: dois dias no início do mês, dois dias na metade do mês e dois dias no final do mês. A máxima precipitação pluviométrica registrada foi de 9,0 mm. A figura mostra a quantidade de chuva em junho de 016. Choveu 06,3 mm (valor acumulado) durante sete dias seguidos; a precipitação foi de 1,41 mm por hora, considerada fraca, conforme Dutra e Smirdele (01), porém apresentando como peculiaridade o fato de se apresentar concentrada nestes dias do mês, numa distribuição bastante diferente do ano anterior. 3

4 Conforme divulgado pela imprensa (G1 SÃO PAULO, 016), a média da precipitação pluviométrica do mês de junho de 016 foi dez vezes maior que a média no mesmo mês no ano de 015, confirmando as informações de que, em 016, a quantidade de chuvas foi atípica. Estas variações de chuvas de um ano para o outro ocorreram e ocorrem porque a chuva está ligada diretamente à temperatura e controlá-la é uma das mais importantes tarefas do envelope gasoso da Terra. Este envelope atua como um termostato, que regula o calor que a superfície terrestre recebe e emite. Essa troca de calor provoca o movimento das massas de ar, que podem conter maior ou menor quantidade de vapor. Assim, elas determinam, em cada região, se vai ou não haver precipitações (IPE, 016). As mudanças térmicas são constantes na atmosfera. As temperaturas aumentam e diminuem e, em geral, diminui 6,4 graus a cada quilômetro de altura. É na troposfera que esse processo influencia o clima. Esta camada possui mais de 75% do peso total do ar, quase toda umidade e a maior parte da poeira e se coloca em movimento sob a ação do sol. Quando ela se aquece, o ar fica um pouco mais rarefeito e se expande, sobe até as camadas mais altas e geladas da troposfera e esfria à medida que ganha altura. É este fenômeno que se observa antes de começar uma tempestade (REDAÇÃO SUPER, 1994).. A maior parte da umidade da Terra encontra-se nos oceanos, que ocupam 70% da superfície e respondem por 84% da água atmosférica. Os raios solares evaporam a água dos oceanos e, por ser mais leve que o ar, o vapor vai para as camadas altas da atmosfera e ali permanece enquanto houver calor. Se a atmosfera concentrar muito vapor, ocorre saturação, ou seja, ar carregado de chuva. A quantidade de vapor contida em determinado volume de ar dividido pelo máximo valor possível de vapor que este volume de ar pode conter resulta no grau de umidade, em porcentagem (%) (REDAÇÃO SUPER, 1994). As chuvas por propagação ocorrem quando as massas de ar quente sobem e esfriam à medida que sobem; com isso, o vapor de água contido no ar esfria e se precipita. Estas chuvas decorrem de nuvens brancas, densas e algodoadas, chamadas cúmulos. Quando há muita umidade, o branco torna-se cinza-escuro, a nuvem chama-se cúmulo-nimbo e verte sua carga de forma intensa, acompanhada de tormenta, raios e granizo. As chuvas de convergência, que também geram pancadas fortes, ocorrem quando as massas de ar sobem com a ajuda dos ventos, chamados alísios. Também ocorrem precipitações causadas por montanhas no caminho das massas de ar: para atravessá-las, o ar tem que subir, o vapor resfria-se e, quando chega do outro lado da montanha, a nuvem está completamente vazia. A seca, ao contrário, ocorre quando o ar desce para a superfície, o que impede a formação de nuvens (REDAÇÃO SUPER, 1994). Voltando aos resultados experimentais, pode-se notar que o mês com maior precipitação (junho de 016) chegou a apresentar valores uma ordem de grandeza acima daqueles do ano anterior. Este aumento reflete-se também nas medidas de dispersão, pois observa-se que o desvio padrão em 016 é também cerca de 10 vezes maior que o calculado para junho de 015. o entanto, o aumento conjunto de média e desvio padrão implica, como demonstrado pelos resultados estatísticos, numa manutenção do coeficiente de variação em patamar semelhante, nos dois períodos analisados. Conclusão Pode-se dizer que o conjunto de variáveis envolvidas e que atuam sobre a atmosfera podem gerar variações bastante altas nas precipitações (chuvas), seja na escala de semanas, meses ou mesmo de um ano para outro, como demonstrado no presente estudo. Muitas são as variáveis envolvidas na ocorrência de chuvas; destas, é possível destacar a temperatura como a variável mais significativa. A meteorologia está cada vez mais desenvolvida em termos tecnológicos; entretanto, ainda não apresenta formas efetivas de controle da temperatura, que é o que permitiria regular as precipitações; este segue sendo um desafio na pesquisa em meteorologia. O presente trabalho demonstra a relevância da Estatística como ferramenta de análise, capaz de permitir avaliações comparativas e embasar discussões a respeito de temas ambientais, entre outros. Referências 4

5 CLIMATEMPO. Climatologia. São Paulo SP Disponível em: Acesso em: 01 out CRESPO, A. A. Estatística Fácil. 19. ed. São Paulo: Ed. Saraiva, 009. DEFESA CIVIL DO ESTADO DE SÃO PAULO. Meteorologia. Dados observados Disponível em: Acesso em: 5 ago DUTRA, R.; SMIRDELE, G. Entenda as unidades de medida de chuvas e cheias. Ciência UEF, 01. Disponível em: Acesso em: 5 ago G1 SÃO PAULO. SP tem madrugada com mais chuva do que média histórica de junho Disponível em: Acesso em: 5 ago IPE. Instituto acional de Pesquisas Espaciais - Como se mede o índice de chuva? 016. Disponível em: Acesso em: 5 ago REDAÇÃO SUPER. O Clima está mudando? Super Interessante, ed. 78, Disponível em: Acesso em: 01 out

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