ESTUDO CLIMATOLÓGICO DA PRECIPITAÇÃO DIÁRIA NO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL. Humberto Conrado (1); Ilia Kim; Solismar Damé Prestes

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1 ESTUDO CLIMATOLÓGICO DA PRECIPITAÇÃO DIÁRIA NO ESTADO DO RIO GRANDE DO SUL Humberto Conrado (1); Ilia Kim; Solismar Damé Prestes (1) Prof. Assistente, Dept. de Meteorologia - Fac. de Meteorologia - Universidade Federal de Pelotas. ABSTRACT The work was used the data of the daily precipitation for the period in five station in the state of the Rio Grande do Sul of Brazil. The analysis of the daily precipitation's has been made by frequencies of the classes for years and season. The analysis demonstrated that of the precipitation the small intensity more occurred in the east and the north part of the region than in the other parts. Seasonal variations of frequencies was found only in the small areas in the north and west of the state. There were calculated conditional probabilities the occurrence of rain one day for condition occurrence of rain in the previous day. The analysis of the conditional probabilities showed are most in the northeast of the state (over of 70%). Introdução A climatologia da precipitação no Rio Grande do Sul tem sido estudada e descrita em termos de valores anuais e mensais(backer et all,1992; Kim, 1996; Nery e Vargas,1994; Nery et all,1996), entretanto em termos de precipitação diária, destaca-se apenas o estudo de Da Silva e Amaral (1991), que estimaram as probabilidades de persistência de chuvas diárias para o desenvolvimento de um modelo de simulação de chuvas diárias. Assim, um estudo climatológico da precipitação diária no Rio Grande do Sul é relevante para caracterizar o regime de chuvas no Rio Grande do Sul, melhor compreender os fenômenos atmosféricos na região, requisitos necessários para o desenvolvimento de métodos estatísticos de previsão do tempo de curto prazo. Também, entre outros benefícios, possibilita um melhor planejamento das atividades humanas. Neste estudo, dois procedimentos de análise foram aplicados. Um consistindo no levantamento de freqüências de ocorrência de precipitação diária, e outro na estimativa de probabilidades de ocorrência de dias consecutivos com precipitação. Metodologia e Dados Dados de precipitação diária usados neste trabalho compreendem onze estações meteorológicas no Rio Grande do Sul, pertencentes a rede de estações do INMET e estação Agroclimatológica de Pelotas, sendo selecionadas param apresentação cinco localidades, onde duas estão situadas na parte norte do estado (Bom Jesus e Iraí), uma no oeste (Uruguaiana), uma no leste (Porto Alegre) e uma no sul (Bagé). As estações foram escolhidas considerando fatores geográficos (latitude, altitude, relevo e continentalidade) e particularidades subregionais quanto ao regime da precipitação diária. O período de dados disponível para o estudo compreende de 1961 à 1996, totalizando 36 anos.

2 As análises de freqüências de ocorrência de precipitação diária foram calculadas por intervalos de classes, sendo estes intervalos foram definidos, quanto ao número e seus limites, à partir do critério 1+3,3 log N, onde N é o número total de casos. As análises de freqüência de ocorrência de dias consecutivos com precipitação foram calculadas apenas sobre todo o período da série, sendo também considerado como quantidade mínima de precipitação significativa o valor de 0.1mm. Probabilidades condicional de ocorrência de um dia de chuva tendo chovido no dia anterior (P c ) foram estimadas como: P c = n c / N t, onde n c é o número de dias com chuva tendo chovido no dia anterior, e N t é o número total de dias com chuva, tendo chovido ou não no dia anterior. Probabilidades condicionais de chover diariamente consecutivamente n dias (P n ) foram estimadas como: P n = n n / N 1, onde n n é o número de casos que choveu diariamente consecutivamente até o n-ésimo dia, e N 1 é o número inicial de dias com chuva. Resultados De acordo com o tamanho da amostra aplicado ao critério já mencionado e considerando as ocorrências extremas de precipitação para as diversas localidades disponíveis, definiu-se um total de oito classes. Considerando a precipitação mínima como sendo de 0.1mm, as classes ficaram assim definidas: de 0.1 a 8.0, de 8.1 a 16.0, de 16.1 a 24.0, de 24.1 a 32.0, de 32.1 a 40.0, de 40.1 a 48.0, de 48.1 a 56.0 e maior que 56.0mm. As análises de freqüência de quantidade de precipitação são calculadas sobre todo o período da série e por estação do ano, sendo o verão compreendido pelo período de dezembro a fevereiro, o outono de março a maio, o inverno de junho a agosto e a primavera de setembro a novembro. Na tabela 1 estão analisadas as freqüências absolutas de ocorrência de precipitação diária por intervalos de classe (coluna F) e as respectivas freqüências relativas ao total de casos (coluna f r ). As análises de freqüência de precipitações diárias, mostram primeiramente um padrão sobre o Rio Grande do Sul, caracterizado de acordo com o descrito na literatura especializada (Brooks & Carruthers, 1953), por uma distribuição gama, apresentando as maiores freqüências nas classes com baixos índices de precipitação. Na linha P, que apresenta para localidade a porcentagem de dias com precipitação com relação ao total de dias (com e sem cada chuva), podemos ver que, na maior parte do Rio Grande do Sul a porcentagem do número de dias com chuva sob o total situa-se entre 30 e 40%, ocorrendo porcentagens próximas a 50% em localidades situadas no norte do estado, enquanto que, valores menores que 30% são encontrados no oeste do estado. Isto em parte vem é decorrência do fato das localidades no norte do estado apresentarem normais anuais de precipitação maiores. Por outro lado, também pode estar associado com o tipo de chuva, uma vez que as localidades no leste do estado estão mais sujeitas a presença de precipitações mais leves e freqüentes, sugerindo ocorrência de chuvas oriundas de nuvens estratiformes. F f r F f r F f r F f r F f r 0.1 a , , , , ,3 8.1 a , , , , ,9 16,1 a 24, , , , , ,0 24,1 a 32, , , , , ,1 32,1 a 40, , , , , ,5 40,1 a 48, ,7 78 1, ,3 95 2,0 98 3,5 48,1 a 56,0 69 1,7 65 1,2 99 1,6 52 1,1 61 2,2 56, ,9 88 1, ,0 68 1, ,7 P 30,8 49,1 47,7 36,4 24,6 Tabela 1 - Freqüências de ocorrência de precipitação diária por intervalos de classe (F) e respectivas frqüências relativas ao total de casos com precipitação(f r ). P é a porcentagem de dias com chuva com relação ao total de dias (com e sem chuva). As localidades são: Bom Jesus - BJS, Iraí - IRA, Uruguaiana - URG, Porto Alegre - POA e Bagé BGE.

3 Isto pode ser verificado nas freqüências relativas (f c ) da classe entre 0.1 e 8.0mm, onde os menores valores, próximo de 50%, são encontrados no oeste do estado, sendo que os valores sobem para em torno de 60% no leste e são maiores que estes nas duas localidades do norte do estado. O contrário é verificado nas classes acima de 40,0mm, ocorrendo porcentagens maiores no oeste do estado em relação ao leste, ou seja, precipitações diárias mais intensas e prolongadas, o que sugere maior presença de chuvas do tipo convectiva. Os aspectos sazonais estão analisados na Tabela 2, pelas freqüências absolutas de ocorrência de precipitação diária por intervalos de classe (coluna F) e pelas respectivas freqüências relativas ao total de casos (coluna f r ). Analisando primeiramente a porcentagem do número total de dias de chuva em relação ao total de dias do período (com e sem chuva) indicado na linha P em cada estação do ano, verifica-se que à exceção da localidade de Iraí, as porcentagens de dias com chuvas em cada localidade caracterizam-se por não apresentarem oscilação anual pronunciada. Esta ausência de variação estacional nas freqüências totais de precipitações diárias é reflexo do regime anual de chuvas da região, caracterizado por uma distribuição aproximadamente uniforme ao longo do ano. Isto decorre da ação o ano todo sobre a região de sistemas do tempo, principalmente frontais. A despeito disto, observa-se uma oscilação na intensidade das precipitações diárias na parte oeste do estado, uma vez que a freqüência de precipitações diárias maiores que 40,0mm são mínimas no inverno, compreendendo 4,9% na soma das três classes superiores, aumentando pela primavera e verão para 11,5 e 13,8% respectivamente, até o máximo no outono de 15,7%. Quanto a variação estacional observada na localidade de Iraí, esta é caracterizada por freqüências de precipitações diárias maiores no outono e inverno e menores na primavera e verão. Observa-se também que esta oscilação é acompanhada por oscilação idêntica nas precipitações diárias na classe de menor intervalo de precipitação (0,1 a 8,0mm). Assim, nesta parte do estado, os períodos de outono e inverno são DJF 0.1 a , , , , ,3 8.1 a , , , , ,9 16,1 a 24,0 92 9, , , ,7 62 9,2 24,1 a 32,0 52 5,6 86 6,1 76 6,0 59 5,1 54 8,0 32,1 a 40,0 29 3,1 41 2,9 61 4,8 33 2,8 39 5,8 40,1 a 48,0 30 3,2 22 1,6 32 2,5 18 1,5 30 4,5 48,1 a 56,0 14 1,5 14 1,0 23 1,8 14 1,2 19 2,8 56,1 39 4,2 17 1,2 48 3,8 11,9 44 6,5 P 29,0 52,0 40,6 36,5 24,5 MAM 0.1 a , , , , ,2 8.1 a , , , , ,7 16,1 a 24,0 91 9, , ,1 78 7,2 64 9,2 24,1 a 32,0 61 6,4 44 3,1 70 4,4 66 6,1 45 6,5 32,1 a 40,0 38 4,0 30 2,1 47 2,9 37 3,4 33 4,7 40,1 a 48,0 30 3,1 16 1,1 34 2,1 20 1,8 29 4,2 48,1 a 56,0 20 2,1 16 1,1 22 1,4 11 1,0 17 2,4 56,1 36 3,8 21 1,5 42 2,6 12 1,1 63 9,1 P 29,0 50,2 49,1 32,8 24,2 JJA 0.1 a , , , , ,7 8.1 a , , , , ,6 16,1 a 24, , , , ,2 64 8,6 24,1 a 32,0 43 3,9 65 4,8 77 4,0 88 6,9 42 5,6 32,1 a 40,0 38 3,4 41 3,0 46 2,4 48 3,8 28 3,7 40,1 a 48,0 20 1,8 23 1,7 36 1,9 35 2,8 14 1,9 48,1 a 56,0 21 1,9 19 1,4 24 1,3 12,9 5,7 56,1 39 3,5 29 2,1 47 2,5 25 2,0 17 2,3 P 34,0 48,2 59,0 38,7 24,7 SON 0.1 a , , , , ,1 8.1 a , , , , ,0 16,1 a 24, , , , ,6 65 9,3 24,1 a 32,0 68 6,8 53 4,2 74 5,9 59 4,9 59 8,4 32,1 a 40,0 30 3,0 37 3,0 51 4,0 42 3,5 26 3,7 40,1 a 48,0 29 2,9 16 1,3 35 2,8 22 1,8 27 3,8 48,1 a 56,0 12 1,2 15 1,2 29 2,3 14 1,2 19 2,7

4 56,1 42 4,2 20 1,6 47 3,7 20 1,6 35 5,0 P 31,0 46,0 41,3 37,1 24,8 Tabela 2 Freqüências de ocorrência de precipitação diária por intervalos de classe (F) e respectivas freqüências relativas ao total de casos com precipitação (f r ) em cada estação do ano, sendo: verão(djf) dez/jan/fev, outono(mam): mar/abr/mai, inverno(jja): jun/jul/ago e primavera(son): set/out/nov. P é a porcentagem de dias com chuva com relação ao total de dias (com e sem chuva) em cada estação do ano. caracterizados por chuvas mais freqüentes e leves, enquanto que na primavera e verão as chuvas diárias são menos freqüentes porém mais intensas e duradouras. Uma vez que Iraí situa-se no estremo norte do Rio Grande do Sul, este comportamento pode estar associado a um padrão subregional que se estenda pelo estado de Santa Catarina. Análises de freqüências de ocorrência consecutiva de dias com precipitação (coluna F) são apresentadas na Tabela 3, junto com as respectivas probabilidades condicional de ocorrência de um dia de chuva com relação a freqüência de ocorrência associada ao dia anterior (coluna P c ) e as probabilidades de ocorrência de determinado número de dias consecutivos de chuva (coluna Pn). As probabilidades condicionais são significativamente altas, com valores geralmente em torno de 50%, porém porcentagens mais elevadas são encontradas nas duas localidades do norte do Rio Grande do Sul com valores de até 70% na localidades de Bom Jesus. Com respeito às probabilidades de ocorrência de determinado número de dias consecutivos de chuva (coluna P n ), verifica-se também índices maiores nas localidades do norte do Rio Grande do Sul, alcançando valores acima de 60% para dois dias e acima de 30% para três dias consecutivos com chuva, enquanto que, valores menores que estes são encontrados no restante do estado. Esta maior probabilidade condicional de chuva diária nas localidades do norte do Rio Grande do Sul está associada a maiores freqüências de ocorrência de chuvas diária conforme foi verificado na tabela 1 e a normais anuais de precipitação também maiores nesta parte do estado. F P c P n F P c P n F P c P n F P c P n F P c P n ,3 56, ,8 66, ,3 61, ,1 57, ,3 54, ,9 29, ,7 47, ,1 36, ,6 30, ,8 29, ,1 13, ,0 34, ,6 23, ,4 14, ,4 18, ,6 8, ,7 26, ,1 14, ,0 7, ,2 13, ,1 3, ,2 6, ,4 5, ,4 3, ,3 1, ,9 1, ,6 3, ,8 3, ,1 1, ,0 0, ,7 0, ,0 2, ,0 1, ,5 0, ,4 0, ,6 0, ,9 1, ,0 0, ,7 0,5 2 20,0 0, ,0 0, ,4 1, ,0 0,5 4 40,0 0,2 1 50,0 0,1 Tabela 3 Freqüência ocorrência de dias consecutivos com precipitação (F) e respectiva probabilidade de ocorrência com relação ao dia anterior (P c ) e respectiva probabilidade de ocorrência com relação ao primeiro dia (P n ). Conclusão De um modo geral, as freqüências de chuvas diárias aumentam de sul para norte e de oeste para leste, de modo que, os valores máximos situam-se na parte nordeste do estado e os valores mínimos na parte sudoeste. Isto em parte reflete no fato das normais anuais serem maiores na parte norte e nordeste do estada e menores à sul e sudeste. A intensidade das precipitações aumenta de leste para oeste, ocorrendo portanto as maiores porcentagens de chuvas extremas no oeste do estado e as menores no nordeste. No aspecto sazonal, as freqüências de chuvas diárias variam pouco ao longo do ano e sem um padrão homogêneo para todo o estado, sendo que as variações maiores são restritas a algumas áreas do

5 estado. O extremo norte do estado, junto a fronteira com Santa Catarina, apresenta variação mais pronunciada na freqüência de dias com chuva, sendo maior no outono-inverno e menor na primaveraverão, entretanto sem quebrar o padrão que caracteriza o clima do Rio Grande do Sul como sendo de regime climático subtropical sem estação seca ou chuvosa. Também o oeste do estado apresenta uma variação estacional, porém apenas na intensidade das precipitações diárias, com menor freqüência de precipitações extremas no inverno. As probabilidades condicionais de ocorrência de um dia com chuva tendo chovido no dia anterior apresentam-se maiores na parte norte do estado, com índices de até 70%, provavelmente associadas a maior freqüência de dias com chuva verificada para esta região. Referências Brooks, C.E.P.; Carruthers, N., Handbook of Statistical Methods in Meteorology, London, Her Majesty s Stationery Office,412p. Becker, C.T; Braga, C.C. e Ceballos, J.C., Regionalização da Precipitação e Temperatura no Estado do Rio Grande do Sul a Partir da Análise de Agrupamento, VII Congresso Brasileiro de Meteorologia, v. 1, p Da Silva, J.B.; Amaral, E., Simulação Pluviométrica: Um Estudo Preliminar, Rev. Bras. Met. 6(1): Kim, I.S., Classificação dos Campos das Anomalias das Precipitações Acumuladas Mensais e Temperaturas Médias Mensais para a Região Sul do Brasil, IX Congresso Brasileiro de Meteorologia, v. 1, p Nery, J.T. e Vargas, W.M., Estrutura Estatística da Precipitação Mensal na Região Meridional do Brasil, VIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, v. 2,p Nery, J.T., Vargas, W.M. e Martins, M.L.O.F., Caracterização da Precipitação do Rio Grande do Sul, IX Congresso Brasileiro de Meteorologia, v. 1, p