Estudo comparativo da distribuição de precipitação no Estado do Amapá para o ano de 2009: dados de pluviômetros versus estimativas por satélites

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1 Estudo comparativo da distribuição de precipitação no Estado do Amapá para o ano de 009: dados de pluviômetros versus estimativas por satélites Leandro Rodrigues de Souza, ilzele de Vilhena Gomes, aurinete de Jesus Barreto 3, Magaly de Fátima Correia 4 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB. leandrophisico@hotmail.coma. Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB. nilzele@gmail.com. 3 Universidade Federal do Rio Grande do orte, atal R. netebarreto@gmail.com. 4 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande PB. magaly@dca.ufcg.br ABSTRACT: This study aims to analyze the spatial-temporal distribution of rainfall in the State of Amapá, via satellite estimates of rainfall and rainfall data from gauges in surface and assess the performance of the algorithm to estimate rainfall 3B43 for this region for the year 009. The application of this algorithm results from a combination of estimates in multisatellite channel microwave and infrared measurements with rain gauges at stations from conventional surface. Comparative analysis of precipitation in the State showed that the precipitation estimated by the 3B43 algorithm for precipitation measured by rain gauges showed differences mainly in the coastal region of the state. However, in a more objective analysis results indicate that o 3B43 algorithm is similar the precipitation measured at the surface at a station located in the town of Laranjal do Jari for the year 009. Palavras Chave: Precipitação, 3B43, Amapá. - ITRODUÇÃO A região Amazônica caracteriza-se por não possuir homogeneidade espacial e temporal em seu regime pluviométrico. É a região brasileira com o maior total pluviométrico anual observado, apresentando grande concentração de umidade, principalmente na parte orte, sendo notável no litoral amapaense, na foz do Rio Amazonas e no setor ocidental da Região, onde a precipitação excede 3000 mm/ano (IMER, 989). A melhor compreensão da variabilidade da precipitação auxilia no planejamento da ação de combate à degradação do meio ambiente, fornecendo elementos para a preservação e desenvolvimento sustentável de uma região de modo a lidar com episódios adversos. Entretanto, a baixa densidade da rede de pluviômetros e o difícil acesso em certos lugares não permitem que haja uma melhor descrição da distribuição pluviométrica espacial e temporal na América do Sul, por isso são utilizadas alternativamente, estimativas de precipitação por satélites (EGRI & ADLER, 00; MOTA, 003). Estudos preliminares para o Estado do Amapá utilizando uma média de anos de dados de precipitação mostraram que os dados estimados através de satélite obtiveram um bom desempenho em relação aos dados obtidos através de pluviômetros (AMAAJÁS et al., 009). este contexto o estudo tem como objetivo analisar a distribuição espacial e temporal da precipitação no Estado do Amapá através de estimativas por satélite e dados de pluviômetros para o ano de 009 e verificar se os resultados obtidos concordarão com os resultados prévios. - MATERIAIS E MÉTODOS O estudo presente utiliza a estimativa de precipitação 3B43. Este algoritmo é proveniente de uma combinação entre estimativas multi-satélites no canal de microondas, canal infravermelho e as análises de pluviômetros do Global Precipitation Climatology Centre (GPCC) baseados em medições de pluviômetros em superfície, maiores detalhes do

2 algoritmo descritos em Huffman et al., (007). O 3B43 tem como resolução temporal, acumulados mensais de precipitação (mm) e estão organizados espacialmente em ponto de grade com resolução de 0,5º 0,5º de latitude e longitude. Os dados de pluviômetros utilizados neste trabalho são provenientes de estações meteorológicas, hidrológicas e agrometeorológicas, pertencentes à rede híbrida de coletas de dados, admistradas pelos seguintes orgãos: Instituto acional de Meteorologia, Agencia acioanal de Águas, Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos e do úcleo de Hidrometeorologia do Amapá presente na Tabela. Tabela Estações Meteorológicas distribuídas no estado do Amapá. ESTAÇÃO LATITUDE LOGITUDE Estirão Cricou 3,7-5,9 Macapa 0,05-5,50 Ret. Santa Isabel 3,05-5,37 São Francisco 0,58-5,6 Tartarugal Grande,39-5,06 Iratapuru 0,40-5,75 Pacui 0,96-50,86 Santana 0,04-5,0 Oiapoque 3,8-5,86 Tartarugalzinho 0,70-5,4 Porto Grande,46-50,9 Macapa -0,05-5, Porto de Moz -,73-5,5 Serra do avio 0,90-5,00 O estudo comparativo foi feito em duas etapas: ) Análise espaço-temporal da precipitação para Estado do Amapá: comparação entre a precipitação mensal do ano de 009 através dos dados observados convencionalmente em superfície (PLUV) e os dados do algoritmo 3B43 de 4 estações distribuídos nos municípios amapaenses indicados na Figura. ) Análise da precipitação ponto à pixel: comparação entre os valores de quatro pontos de grades da estimativa 3B43 com os dados medidos convencionalmente nos pluviômetros em superfície de quatro municípios Oiapoque, Laranjal do Jarí, Tartarugalzinho e Macapá utilizando os totais mensais do período de janeiro a dezembro de 009. A comparação entre os valores da precipitação estimada e PLUV foi feita com base no coeficiente de correlação linear calculado pela Equação. PMi PEi ( PMi )( PEi ) () r = PMi ( PEi ) PMi ( PEi ) Em que é igual a (meses), PM é a precipitação medida em superfície através dos pluviômetros e PE é a precipitação estimada através do algoritmo 3B RESULTADOS De forma geral, o estado do Amapá possui alta pluviosidade distribuída diferentemente ao longo do ano e de seu território. De acordo com imer (989), no Estado do Amapá, o período seco corresponde ao trimestre setembro outubro-novembro (SO) e que o período chuvoso no trimestre de março-abril-maio (MAM), sendo que os trimestres de dezembro-janeiro-fevereiro (DJF) e junho-julho-agosto (JJA) representam o período de transição entre um período e outro. Esta marcha anual da precipitação e influenciada

3 principalmente pelo deslocamento norte e sul da Zona de Convergência Intertropical (RAO E HADA, 990), além disso, os maiores totais pluviométricos na região costeira do Amapá estão associados com a formação das Linhas de Instabilidade que podem ou não se propagar em direção ao interior do Estado (COHE, 995). a análise comparativa para o ano de 009 durante o trimestre DJF os maiores acumulados de precipitação estão confinados na parte oriental do Estado tanto nos dados observados em pluviômetros (Figura a) quanto nos dados do algoritmo 3B43 (Figura b). Entretanto nota-se que existem certas discrepâncias quanto aos valores especialmente no mês de fevereiro onde o 3B43 mostra uma superestimação nos valores de precipitação na região central do Estado em relação ao observado em superfície. (a) (c) (b) (d) Figura. Precipitação mensal total do ano de 009 no Estado do Amapá medida através de pluviômetro para os meses: (a) de dezembro-janeiro-fevereiro, (b) de março-abril-maio; e estimada pelo algoritmo 3B43 para os meses: (c) de dezembro-janeiro-fevereiro, (d) de março-abril-maio. (a) (c) (b) (d) Figura. Precipitação mensal total do ano de 009 no Estado do Amapá medida através de pluviômetro para os meses: (a) de junho-julho-agosto, (b) de setembro-outubro-novembro; e estimada pelo algoritmo 3B43 para os meses: (c) de junho-julho-agosto, (d) de setembrooutubro-novembro. o trimestre MAM de 009 mostrou diferenças importantes entre a proveniente de pluviômetros o algoritmo o 3B43 sendo que este último superestima, de forma geral, a

4 precipitação na faixa litorânea e não representa de forma clara a variabilidade espacial existente nessa região, ou seja, o forte gradiente observado nessa faixa na figura c apresenta- se fraco na mesma região na figura d. As Figuras 3a e 3b representam a precipitação medida através de pluviômetros e estimada por satélites, respectivamente durante o período de transição do ano de 009 (trimestre JJA). Em todos os meses deste período o 3B43 (Figura 3d) não representou de forma satisfatória a precipitação em relação a PLUV (Figura 3c), com exceção a parte ocidental do Estado a qual apresenta uma certa similaridade entre as duas fontes de dados para este ano. Durante o trimestre seco (SO) o algoritmo 3B43 permanecee mostrando discrepâncias entre as duas diferentes fontes de dados, entretanto o mês de novembro apresenta sua distribuição espacial de precipitação qualitativamente similar entre o PLUV e o 3B43, com exceção do oeste do Amapá que apresenta a precipitação superestimadaa do 3B43 em relação a do PLUV. Em uma análise pontual, a Figura 3 mostra a precipitação total mensal medida nos pluviômetros e estimada pelo 3B43 para os quatro municípios analisados nestee estudo no estado do Amapá para o ano de 009. Verifica-se que na média o algoritmo 3B43 apresentaa discrepâncias em relação aos dados medidos pontualment te nos municípios de Oiapoque, Tartarugalzinho e Macapá, entretanto para o município de Laranjal do Jarí a precipitação estimada estevee de forma relativamente similar a precipitação medida no pluviômetro. Sugere-se que isto ocorra devido a precipitação está mais homogeneamente distribuída nessa região, e dessa forma a precipitação na estação é representati iva a precipitação estimada para o pontoo de grade no qual o município está inserido. Figura. Precipitação total mensal medido nos pluviômetro os (barras verdes) e estimada pelo 3B43 (barras marrons) para os municípios Amapaenses durante o ano de 009. Tabela - Coeficiente de correlação entre a precipitação média medida nas PCDs e a precipitação média estimada pelo algoritmo 3B43 para os municípios pernambucanos (janeiro/003 a maio/009) Município Coeficiente de correlação(r) Oiapoque 0,743 Laranjal do Jarí 0,960 Tartarugalzinho 0,85 Macapá 0,838 A Tabela mostra o coeficiente de correlação linear (r) obtidos entre a precipitação estimada pelo 3B43 e a precipitação medida através de pluviômetros para os nove municípios analisados. O município que obteve a melhor correlação entre as duas fontes de dados de precipitação foi Laranjal do Jari, com o valor de 0,96, e os demais municípios tiveram valores

5 menores que 0,9 e Oiapoque foi o município que apresentou o menor r, demonstrando neste a a marcha anual de 009 apresentou uma fraca correlação entre as duas fontes de dados analisadas neste trabalho. 4 - COCLUSÕES A comparação entre a precipitação estimada através do algoritmo 3B43 e a PLUV distribuição espaço-temporal de precipitação com discrepâncias, hora subestimando, hora superestimando a precipitação no Estado do Amapá. Qualitativamente a distribuição apresentou certa similaridade, porém quantitativamente o algoritmo 3B43 não representou com fidelidade a distribuição de chuvas ao longo do ano de 009, o principalmente na região costeira do Estado, não corroborando com os resultados obtidos por Amanajás et al (009). Em uma analise mais objetiva dos quatro municípios escolhidos o qual obteve o melhor resultado foi Laranjal do Jarí localizado a sudoeste do Amapá. Esse resultado pode está ligado a homogeneidade da distribuição espacial da precipitação na região, no qual o valor pontual medido através do pluviômetro é representativo a grade utilizada na estimativa do algoritmo 3B43. Sugere-se que os desvios entre o valor da precipitação média estimada e PLUV estejam associados: com a metodologia empregada, que compare os dados pontuais dos pluviômetros com uma média numa área de ¼ de grau de latitude e longitude; a possível ocorrência de diferentes padrões de precipitação em diferentes pontos intragrade; e a diferença na natureza de sistemas precipitantes formados sob as distintas superfícies e épocas do ano. Sugere-se que estudos adicionais sejam realizados para avaliar melhor a aplicabilidade do algoritmo. AGRADECIMETOS: Os autores agradecem a CAPES e ao Instituto de Pesquisas Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá/úcleo de Hidrometeorologia e Energias Renováveis pela disponibilização dos dados para a realização deste estudo. REFERÊCIAS BIBLIOGRÁFICAS AMAAJÁS, J. C., M. D. L.; GOMES,. V.; BRAGA, C. C.; CUHA, A. C. Avaliação da Previsão de precipitação do Modelo Eta no leste do ordeste do Brasil para o período chuvoso de 006. In : III Simpósio Internacional de Climatologia, 009, Canela RS. COHE, J. C. P.; SILVA DIAS, M. A. F; OBRE C. A. Environmental conditions associated with Amazonian squall lines: A case study. Monthy Weather Review, Boston, v. 3, n., p , ov GOMES,. V.; MOTA G. V.; OLIVEIRA, R. A. J. Estudo comparativo da distribuição espaço-temporal da precipitação na Amazônia oriental. In: XV Congresso Brasileiro de Meteorologia, 008, São Paulo. Anais do XV Congresso Brasileiro de Meteorologia, 008. HUFFMA, G. J; ADLER, R. F; BOLVI, D. T; GU, G; ELKI, E. J; BOWMA, K. P; HOG, Y; STOCKER, E. F; WOLFF, D. B. The TRMM Multi satellite Precipitation Analysis: Quase-Global, Multi-Year, Combined-Sensor Precipitation Estimates at Fine Scale. Journal of Hydrometeorology, v. 08,. 0, Feb, 007. MOTA, G. V: Characteristics of rainfall and precipitation features defined by the tropical rainfall measuring mission over South America. Utah: University of Utah, f. Tese (Doutorado em Meteorologia), - University of Utah, Utah, 003. EGRI, A. J.; ADLER, R. F. A TRMM-calibrated infrared rainfall algorithm applied over Brazil.. Journal of Geophysical Research, Washington, v. 07, n. D0, p , Ago. 00 IMER, E. Climatologia do Brasil. SUPRE/IBGE. Volume 4, 989. RAO, V.B.; HADA, K. Characteristics of rainfall over Brazil: annual variations and connections with Southern oscillations. Theoretical and Applied Climatology, ew York, v. 4, p.8-9, Jun. 990.