CICLOS CLIMÁTICOS NA PRECIPITAÇÃO DO CARIRI/CENTRO SUL E REGIÃO METROPOLITANA DE FORTALEZA

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1 CICLOS CLIMÁTICOS NA PRECIPITAÇÃO DO CARIRI/CENTRO SUL E REGIÃO METROPOLITANA DE FORTALEZA Antonio Edgar Mateus 1 Iuri Moreira Costa 1 Djane Fonseca da Silva 2 Resumo Através das Análises de Ondeletas objetivou-se examinar aspectos da variabilidade pluviométrica de duas macrorregiões do Ceará, bem como determinando as escalas temporais dominantes e ciclos, gerando previsão climática. Concluiu-se que duas macrorregiões sofrem influencia das variações e escalas sazonais, interanuais e decadais. Comprovou-se que sazonalidade, ENOS, Dipólo do Atlântico, Ciclo de manchas solares e Oscilação Decadal do Pacífico. Assim, foi possível prever os máximos de precipitação para cada região: Região Metropolitana de Fortaleza, em 2014 e 2024 e na Região Cariri/Centro Sul, em 2018 e Palavras chaves: Análises de Ondeletas; ENOS; Oscilação Decadal do Pacífico 1. Introdução As secas severas no NEB, objeto de inúmeros estudos por seus impactos sociais e econômicos, têm sido relacionadas à ocorrência do El Niño. Entretanto, a relação entre El Niño e as secas no NEB não é unívoca (Kane; Trivedi; 1988; Kane, 1992; Kane, 1997). Por exemplo, Kane (1997) mostrou que dos 46 El Niño (fortes e moderados) do período de , somente 21 (45%) estiveram associados à secas severas em Fortaleza, por exemplo. As ocorrências simultâneas de El Niño e secas no NEB se limitam a alguns eventos específicos. Isso se deve ao fato de que a precipitação nessa região é também fortemente relacionada às anomalias de temperatura da superfície do mar (ATSMs) do Atlântico tropical. Moura e Shukla (1981) mostraram que para alguns anos, os eventos de secas do NEB estão associados a um dipolo meridional de ATSMs no Atlântico tropical. 1 Alunos do curso de Agronomia, bolsistas FUNCAP, Universidade Federal do Ceará (UFC/Campus Cariri), Juazeiro do Norte (CE), Brasil, aedgarmateus@hotmail.com; iurimoreiracosta@hotmail.com; 2 Orientadora da Pesquisa, Profª Universidade Federal do Ceará (UFC/Campus Cariri), Juazeiro do Norte, CE, Brasil,. djane.fonseca@cariri.ufc.br 1

2 Assim, o objetivo do presente trabalho é, através da Análise de Ondeletas, estudar a variabilidade pluviométrica de duas macrorregiões do estado do Ceará, examinando aspectos da variabilidade pluviométrica de cada região, bem como determinando as escalas temporais dominantes e ciclos, gerando previsão climática. 2. Material e Métodos 2.1 Dados Serão utilizados dados de precipitação mensal para as duas macrorregiões do estado do Ceará: 1- Região Metropolitana de Fortaleza (RMF); e 2- Cariri/Centro Sul. Todos os dados foram obtidos através da Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME) e seus períodos são de 1974 a Análise de Ondaletas (AO) O termo ondeleta refere-se a um conjunto de funções com forma de pequenas ondas geradas por dilatações (a) e translações (b) de uma função simples ψ(t) de variável real t, algumas vezes chamada de ondeleta-mãe. As funções derivadas da ondeleta-mãe são denominadas ondeletas filhas, ou simplesmente ondeletas (Weng e Lau, 1994; Torrence e Compo, 1998). Esta função deve ser quadraticamente integrável dentro de um intervalo real, ou espaço [L 2 (Ʀ)], ou seja, deve apresentar energia finita. A ondeletamorlet é complexa e possui características semelhantes às de sinais meteorológicos, tais como simetria ou assimetria, e variação temporal brusca ou suave. Segundo a literatura, este é um critério para escolha da função ondeleta (Weng e Lau, 1994; Morettin, 1999).A função de Morlet é dada pela seguinte expressão: ψ(t) = e o Em que: e 2 i 2 t s, onde t é o tempo, s é a escala da ondeleta e 0 é uma freqüência não dimensional. Todos esses parâmetros são introduzidos no script de programação do Software Matlab. (1) 3. Resultados e Discussão Segundo a literatura, citados em Da Silva (2003), períodos de aproximadamente 21 anos, podem estar relacionados com ciclos de atividade solar, variações de atração gravitacional entre Terra-Lua-Sol ou variações internas do sistema Terra-oceanoatmosfera. Já os de 11 anos são associados ao ciclo de manchas solares (Kerr, 1996 e Molion, 2005). 2

3 Para a Região Metropolitana de Fortaleza (Figuras 1 e 2) a escala decadal de 20,2 22 anos também é a escala dominante na série, seguida pelas escalas de 11 e 7 anos ligadas ao ciclo de manchas solares e ao ENOS, respectivamente. A escala sazonal também apresentou a maior significância estatística (Figura 2b). A união das escalas sazonal, interanual, escala de 7 anos ligada ao ENOS e escalas decadais, nos anos de 1986 e 2000, ocasionaram aumento na precipitação local. O ciclo de aproximadamente 20 anos ocorreu de e o menor ciclo de 10 anos, de 1984 a 1994, resultantes das escalas decadais dominantes sobre a precipitação. É possível prever, a partir das análises de ondeletas, que em 2014 e 2024, na RMF, ocorram anos chuvosos e aumento no índice de Prp. Figura 1: Índice de precipitação (Prp) para Região Metropolitana de Fortaleza normalizado pelo desvio padrão. Figura 2: a) Espectro de potência de ondaleta (EPO) para Prp da Região Metropolitana de Fortaleza. Contornos sombreados correspondem a variâncias normalizadas significativas ao nível de 5%. A curva em forma de U representa o cone de influência, sob a qual o efeito de borda é importante; b) Espectro de potência global (EPG), com o contorno tracejado indicando que o EPG é significativo ao nível de confiança de 95%. A região Cariri/Centro Sul apresentou escalas dominantes de 7 e 11 anos (Figuras 3, 4a e 4b). Como citado anteriormente a escala de 7 anos é ainda sinal persistente de ENOS e ligada ao Dipolo do Atlântico, e a escala de 11 anos está ligada ao ciclo de manchas solares.a região Cariri/Centro Sul mostrou ocorrência de escala de 22 anos, sem significância estatística e de escala 3

4 sazonal, com maior significância estatística. A união das escalas temporais com períodos diferentes resultaram em altos índices de Prp na região nos anos de 1977, , 2000 e 2002 (Figura 3). Figura 3: Índice de precipitação (Prp) para Região do Cariri/Centro Sul normalizado pelo desvio padrão. Figura 4: a) Espectro de potência de ondaleta (EPO) para Prp da Região do Cariri/Centro Sul. Contornos sombreados correspondem a variâncias normalizadas significativas ao nível de 5%. A curva em forma de U representa o cone de influência, sob a qual o efeito de borda é importante; b) Espectro de potência global (EPG), com o contorno tracejado indicando que o EPG é significativo ao nível de confiança de 95%. 4. Conclusões É fato comprovado que sazonalidade, ENOS, Dipólo do Atlântico, ciclo de manchas solares e Oscilação Decadal do Pacífico influenciam as precipitações nas regiões estudadas, desta forma, com a informação de quais fenômenos climáticos ou sistemas meteorológicos influenciam diretamente cada uma das macrorregiões do Ceará, com o acompanhamento climático dos mesmos, é possível conhecer mais profundamente as variações pluviométricas de cada região, e ao mesmo tempo usar a informação para previsão climática, de risco climático e seus produtos. Com a previsão climática gerada a partir das Análises de Ondeletas, na RMF espera-se que ocorram anos chuvosos em 2014 e Já para a Região do Cariri/Centro Sul esperam-se máximos de precipitação para 2018 e

5 5. Agradecimentos Os autores agradecem à Fundação Cearense de Apoio a Pesquisa (FUNCAP - CE) pelo auxílio financeiro através de projeto aprovado no Edital BPI e pela concessão de bolsas e à Universidade Federal do Ceará (UFC) pelo apoio institucional. 6. Referências Bibliográficas DA SILVA, D. F.Influência da Variabilidade Climática Interanual na Hidrologia da Bacia do rio São Francisco, Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Meteorologia), Universidade Federal de Alagoas UFAL, KANE, R. P.; TRIVEDI, N. B. Spectral characteristics of the annual rainfall series for northeeast Brazil, Climate Change,v.13,p ,1988. KANE, R. P. El Niño and La Niña events and rainfall in NE and South Brazil, RevistaBrasileira de Geofísica.,v.10,n.2,p.49-59,1992. KANE,R. P. Prediction of droughts in North-east Brazil: Role of ENSO and use of periodicities, Internacional Journal of Climatology, v.17, p ,1997. KERR, R.A. A now dawn for sun-climate links? Science, Washington, DC, v.271, nº5254, p , MOLION, L. C. B. Aquecimento Global, El Niños, Manchas Solares, Vulcões e Oscilação Decadal do Pacífico, Revista Climanálise, MORETTIN, P. A. Ondas e Ondaletas: Da análise de Fourier à Análise de Ondaletas, EDUSP, MOURA, A. D.; SHUKLA, J. On the dynamics of droughts in northeast Brazil: observations, theory and numerical experiments with a general circulation model. Journal of the Atmospheric Sciences,v.38, p ,1981. SERVAIN, J. 1991; Simple climatic indices for the tropical Atlantic Ocean and some applications, Geophys Res, 96, WENG, H.; LAU, K. M. Wavelets, period doubling, and time-frequency localization with applincation to organization of convection over the Tropical Western Pacific. Journal of the Atmospheric Sciences, v.51, n. 17, p ,1994. TORRENCE, C.; COMPO, G. P.: A pratical guide to wavelet analysis. Bullettin of the American Meteorological Society, v.79, p.61-78,

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