MONITORAMENTO DA PRECIPITAÇÃO NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE PE UTILIZANDO A TÉCNICA DOS QUANTIS. 3

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1 MONITORAMENTO DA PRECIPITAÇÃO NA REGIÃO METROPOLITANA DO RECIFE PE UTILIZANDO A TÉCNICA DOS QUANTIS Lais Alves Santos 1 3, José Ivaldo Barbosa de Brito Estudante de Meteorologia, Universidade Federal de Campina Grande - lais_lg@hotmail.com.br 3 2 Professor Associado da Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas. Universidade Federal de Campina Grande - jibdebrito@yahoo.com.br 4 RESUMO: O objetivo deste trabalho é mostrar o uso da técnica dos quantis para o monitoramento da precipitação mensal, da estação chuvosa e anual da Região Metropolitana do Recife no estado de Pernambuco. Foram utilizados 4 postos pluviométricos, cada um com 45 anos de dados de precipitação ( ). Os quantis calculados foram os de ordem 15, 35, 50, 65, 85 além da média climatológica. A categorização dos períodos estudados, com relação ao total pluviométrico, X, foi feito da seguinte forma: Muito Seco (X< Q 15 ), Seco (Q 15 < X< Q 35 ), Normal (Q 35 < X<Q 65 ), Chuvoso (Q 65 <X<Q 85 ) e Muito Chuvoso (X > Q 85 ). Como exemplo de monitoramento da precipitação foi utilizado dois anos: um ano considerado chuvoso (2004) e outro considerado seco (1999). Os resultados mostraram a eficácia do monitoramento da precipitação com base na técnica dos quantis. ABSTRACT: The purpose of this work is to show that the quantiles technique can be used for monitoring of the monthly, rainy season and annual precipitation in the Metropolitan Region of Recife in Pernambuco. Precipitation data from 4 weather stations, with 45 years of data ( ) have been used. It was obtained the Quantiles of order 15, 35, 50, 65, 85 and the climatology. The categorization of the annual precipitation, X, was done as follows: Very Dry (X < Q 15 ), Dry (Q 15 <X< Q 35 ), Normal (Q 35 <X<Q 65 ), Rainy (Q 65 <X<Q 85 ) and Very Rainy (X > Q 85 ). As an example of rainfall monitoring was used two years: one year rainy (2004) and another dry (1999). The results showed the effectiveness of rainfall monitoring technique based on quantiles. INTRODUÇÃO A Região Metropolitana do Recife (RMR), localizada no extremo leste do estado de Pernambuco, compreende 14 municípios, que são: Abreu e Lima, Araçoiaba, Cabo de Santo Agostinho, Camaragibe, Igarassu, Ilha de Itamaracá, Ipojuca, Itapissuma, Jaboatão dos Guararapes, Moreno, Olinda, Paulista, Recife e São Lourenço da Mata. Essa área faz parte da mesorregião da Zona da Mata/Litoral que é uma região pluviometricamente homogênea de

2 Pernambuco e que, segundo Santos (2011), apresenta um período máximo de chuva (estação chuvosa) de abril a julho representando, aproximadamente, 60 % da chuva anual. Os sistemas atmosféricos que produzem chuvas na RMR, no período da estação chuvosa, são: os Sistemas Frontais (em menor freqüência), os Distúrbios Ondulatórios de Leste (DOL) e as Brisas Marítimas e Terrestres. Segundo Da Silva et al (2004) a técnica dos quantis é um método estatístico muito útil para o monitoramento de diversas situações de interesse da meteorologia e da climatologia e vem sendo empregada, no Brasil, pela FUNCEME - Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos - para o monitoramento das chuvas no estado do Ceará. Sendo assim, o uso da técnica dos quantis é interessante no monitoramento de possíveis variações climáticas com base em quantis calculados para intervalos consecutivos de tempo (XAVIER et al 2002). O objetivo deste trabalho é, utilizando a técnica dos quantis, elaborar réguas quantílicas para os meses componentes da estação chuvosa da RMR (abril-maio-junho-julho) a fim de que se torne possível o monitoramento pluviométrico do comportamento mensal do período chuvoso e do próprio período chuvoso. MATERIAL E MÉTTODOS No presente trabalho foram utilizados dados de precipitação total mensal de 4 postos pluviométricos localizados na RMR. Os foram cedidos pelo Laboratório de Meteorologia de Pernambuco (LAMEPE) no formato.txt. As quatro séries temporais compreendem 45 anos de dados, com início em 1963 e término em As séries apresentaram falhas referentes à ausência de alguns valores no decorrer dos anos. A categorização da estação chuvosa (Tabela 1) foi realizada com base em Xavier et al (2002) que fizeram uso da mesma técnica dos quantis afim de categorizar os períodos chuvosos do estado do Ceará. A precipitação da RMR foi feita a partir do cálculo da média da precipitação mensal dos 4 postos utilizados. Sendo obtido assim 45 dados (referentes à série temporal ) para cada mês do ano. Em seguida foi realizado o somatório das precipitações dos meses componentes da estação chuvosa de cada ano e estimados os quantis Q 15, Q 35, Q 50, Q 65 e Q 85. Os quantis foram obtidos a partir de 5 etapas distintas, ordenadas a seguir: 1 a Etapa: disponibilização dos dados y j (precipitação) sendo N o número de observações; 2 a Etapa: ordenação crescente desses dados: y 1 < y 2 <... < y j <... < y N ; 3 a Etapa: enumerar a ordem j de cada elemento da série; 4 Etapa: determinação da ordem quantílica p j (percentil) correspondente a cada elemento da série por intermédio da equação:

3 p j = [j/(n+1)]*100 5 a Etapa: cálculo do quantil Q(p) para uma ordem quantílica p qualquer: É salutar lembrar que p j = j/(n+1) e p j+1 = (j+1)/(n+1) Q(p) = y j + {[p p j ] / [p j + 1 p j ]} * [y j + 1 y j ] Um exemplo para todas estas etapas pode ser visto na Tabela 2 RESULTADOS E DISCUSSÃO A RMR é caracterizada por uma estação chuvosa que inicia em abril e termina no mês de julho, com base na climatologia deste período (Tabela 3) pode ser verificado que o mês de junho é o mês predominantemente mais chuvoso. Na Figura 1 é observada a régua quantílica construída para o monitoramento da estação chuvosa da RMR. Também estão evidenciados os valores da precipitação total da estação chuvosa dos anos de 1999 e 2004 sendo possível então, a verificação da qualidade chuvosa nesses anos, de forma a categorizar as chuvas no período. O ano de 1999 obteve uma categorização de estação chuvosa Seco, com valor de precipitação total observado em 693,4 mm/estação. Para o mês de junho, considerado o mais chuvoso da estação, foi registrado no litoral leste de Pernambuco valores em torno de 100 mm (abaixo da média) segundo o Boletim da Climanálise. Os meses de abril, maio e julho registraram um acumulado de 80 mm, 100 mm e entre 100 e 200 mm, respectivamente, no extremo leste do Estado (CLIMANÁLISE, 1999). A estação chuvosa da RMR para o ano 2004 foi classificada como Muito Chuvoso com valor de precipitação total da estação de 1378,6 mm/estação (Figura 1). No mês de abril houve acumulados de precipitação no leste de Pernambuco variando entre 150 e 200 mm, para maio e na mesma região, os valores de precipitação foram superiores a 150 mm. O mês considerado o mais chuvoso do período, junho, esteve associado à formação de aglomerados de nuvens e a atuação da alta pressão subtropical do Atlântico Sul que foram favoráveis à ocorrência de chuvas acima da média histórica no Recife com um a precipitação total de 538,9 mm (CLIMANÁLISE, 2004). A régua quantílica para as chuvas do mês junho da RMR é mostrada na Figura 2. O menor total de precipitação para o mês de junho foi de 52,6 mm/mês observado no ano de O maior valor foi de 618,2 mm/mês, registrado no ano 2000, este valor esteve associado à atuação de distúrbios de leste que produziram acumulados de chuva entre 200 e 500 mm no litoral de Pernambuco (CLIMANÁLISE, 2000). Também são mostrados os quantis de 15, 35, 50, 65 e 85. CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos é concluído que a técnica dos quantis mostra-se eficaz e precisa no monitoramento da precipitação do período chuvoso da Região Metropolitana do Recife e

4 que, essa técnica, pode ser estendida para outras localidades já que é uma técnica eficiente e de fácil utilização. Tabela 1- Identificação dos Quantis para classificação da qualidade da estação chuvosa (Fonte: Xavier et al 2002) Q 0,15 Q 0,35 Q 0,65 Q 0,85 ======= ======= ======= ======= ======= MUITO SECO SECO NORMAL CHUVOSO MUITO CHUVOSO 15% 20% 30% 20% 15% Tabela 2- Precipitação total anual em Recife PE dos últimos 20 anos em ordem crescente e com o calculo da ordem quantílica (p j ) e dos quantis Q 15, Q 35, Q 50, Q 65 e Q 85. Precipitação Valor Ordem (mm/ano) i/(n+1) Quantil (mm/ano) ,5 4, ,9 9, ,5 14,29 Q 15 = 1492, ,0 19, ,5 23, ,2 28, ,6 33,33 Q 35 = 2031, ,8 38, ,8 42, ,4 47,62 Q , ,3 52, ,0 57, ,7 61,90 Q 65 = 2413, ,5 66, ,2 71, ,6 76, ,8 80,95 Q 85 = 2548, ,1 85, ,2 90, ,4 95,24 Tabela 3 - Climatologia da precipitação mensal (mm/mês) dos quatro meses componentes da estação chuvosa da RMR. Estação Chuvosa abril maio junho julho Climatologia 219,0 238,0 281,9 256,3 AGRADECIMENTOS Ao Laboratório de Meteorologia de Pernambuco (LAMEPE) pelos dados disponibilizados.

5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CPTEC, Climanalise, v.14. Disponível em: < Acesso em 13 de agosto de CPTEC, Climanalise, v.15, n 06, junho de Disponível em: < Acesso em 13 de agosto de CPTEC, Climanalise, v.19. Disponível em: < Acesso em 16 de agosto de DA SILVA, M. C. L.; BRITO, J. I. B.; COSTA, A.M.N. Proposta de Monitoramento da Precipitação Pluvial no Estado da Paraíba Utilizando a Técnica dos Quantis. IN: XIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Fortaleza-CE. Anais CBMET. SANTOS, LAIS ALVES. Monitoramento da precipitação em Pernambuco utilizando a Técnica dos Quantis Trabalho de Conclusão de Curso (Bacharelado em Meteorologia), Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, XAVIER, T. Ma. B. S.; SILVA, J. F.; REBELLO, E. R. G. A Técnica dos Quantis e suas Aplicações em Meteorologia, Climatologia e Hidrologia em Regiões Brasileiras. Brasília-DF: Thesaurus Editora de Brasília Ltda., v p. Figura 1: Régua quantílica da RMR apresentando os valores da menor precipitação, dos quantis Q 15, Q 35, Q 50, Q 65 e Q 85 e da maior precipitação da estação do período de 1963 a 2007, e as chuvas observadas nas estações chuvosas dos anos de 1999 e Figura 2: Réguas quantílicas da RMR para o mês de junho apresentando os valores da menor precipitação, os quantis Q 15, Q 35, Q 50, Q 65 e Q 85 de junho e da maior precipitação do mês de junho do período de 1963 a 2007, elaboradas para o monitoramento das chuvas de junho da RMR.