IDENTIFICAÇÃO DE TENDÊNCIAS CLIMÁTICAS NAS SÉRIES DE PRECIPITAÇÃO E TEMPERATURA. UFPEL Departamento de Meteorologia - PPGMet

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1 IDENTIFICAÇÃO DE TENDÊNCIAS CLIMÁTICAS NAS SÉRIES DE PRECIPITAÇÃO E TEMPERATURA Morgana Vaz da Silva 1, Luciana Cardoso Neta 2, Cláudia Rejane Jacondino de Campos 3 1 UFV-Pós-Graduação em Meteorologia Agrícola - morganapel@gmail.com 1 2,3 UFPEL Departamento de Meteorologia - PPGMet RESUMO: Objetivou-se com esse trabalho a identificação de possíveis tendências climáticas anuais em séries de precipitação pluviométrica, temperatura máxima e mínima para as cidades de Pelotas, Porto Alegre e Santa Maria no período de 1961 a Os dados foram obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Foi utilizado o teste não-paramétrico de Mann para identificação de tendências. Os resultados indicaram tendência positiva de temperatura mínima para as cidades de Pelotas e Santa Maria, por outro lado, a cidade de Porto Alegre apresentou tendência positiva para temperatura máxima. Já a precipitação não indicou tendência em nenhuma das localidades analisadas. ABSTRACT: The objective this work was to identify possible trends in a series of annual climatic rainfall, maximum and minimum temperatures to Pelotas, Porto Alegre and Santa Maria cities from 1961 to The data were obtained from the National Institute of Meteorology (INMET). We used the nonparametric to identify trends. The results indicated positive trend in minimum temperature to Pelotas and Santa Maria cities, on the other hand, the Porto Alegre city had positive trend for maximum temperature. The precipitation did not indicate any trend in the cities analyzed. 1. INTRODUÇÃO Nas últimas décadas os pesquisadores tem se dedicado aos estudos de alterações climáticas e suas conseqüências para a humanidade. Segundo o IPCC (2007) (Intergovernmental Panel on Climate Change), no século XX houve um aumento de 0,74 C na média da temperatura global, sendo este aumento mais pronunciado na última década (0,76 C). As causas dessa variação podem ser de ordem natural e/ou antropogênica. No Brasil, a temperatura média aumentou aproximadamente 0,75 C até o final do século XX, considerando a normal climatológica ( ) de 24,9 C (Marengo et al. 2007). Em 2007 o IPCC, por meio de modelos matemáticos baseados em dados registrados nos Oceanos, Biosfera e Atmosfera, indicou um aumento entre 1,8 C e 6,4ºC da temperatura global até o final do século XXI. Yevjevich (citado por Back, 2001) define tendência em uma série temporal como uma mudança sistemática e contínua em qualquer parâmetro de uma dada amostra, excluindo-se mudanças

2 periódicas ou quase periódicas. A tendência climática é uma mudança caracterizada por um suave acréscimo ou decréscimo nos valores médios no período de registro. O é um dos testes mais utilizados para analisar mudanças em séries climatológicas. A identificação de alterações nos registros meteorológicos e de grande importância, para as tomadas de decisão que dizem respeito ao planejamento agrícola de uma região. O Rio Grande do Sul que é um Estado essencialmente agrícola necessita destes estudos para evitar quebras de safra. 2. OBJETIVOS O objetivo deste trabalho foi a identificação de possíveis tendências climáticas nas séries de precipitação pluviométrica, temperatura máxima e mínima para as cidades de Pelotas, Porto Alegre e Santa Maria, pertencentes ao Estado do Rio Grande do Sul. 3. MATERIAL E MÉTODOS Neste trabalho foram utilizados dados de precipitação pluviométrica, temperatura máxima e mínima do período de 1961 a 2010, obtidos do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). As estações analisadas foram de Pelotas, Porto Alegre e Santa Maria pertencentes ao Estado do Rio Grande do Sul. Na tabela 1 são mostradas a localização e altitude de cada estação. Tabela 1 Localização das estações meteorológicas utilizadas Estação meteorológica Latitude Longitude Altitude (m) Pelotas -31,78-52,42 13 Porto Alegre -30,02-51,18 46 Santa Maria -29,70-53,70 95 Para a identificação de tendências climáticas aplicou-se o teste de, proposto inicialmente por Sneyers (1975), que é uma análise estatística não-paramétrica, que considera a hipótese de estabilidade de uma série temporal, isto é, a sucessão de valores ocorre de forma independente e a sua distribuição de probabilidade permanece sempre a mesma (série aleatória simples). Os dados da série são ordenados a partir do primeiro ano de observações até o último ano da série a ser estudada. O valor de Yi, para cada tempo ti, é comparada com todos os outros dados coletados no tempo tj (j > i) subsequentes. Em seguida, calculou-se a estatística S de da seguinte forma:

3 Para séries com grande número de termos (n), sob a hipótese nula (Ho) de ausência de tendência verdadeira, S apresenta uma distribuição normal com média zero e variância: Testando a significância estatística de S para a hipótese nula, usando um teste bilateral, esta pode ser rejeitada para grandes valores da estatística z, que é dada por: Com base na análise da estatística z, é feita a decisão final de aceitar ou rejeitar Ho, ou seja, pode-se confirmar a hipótese de estabilidade dos dados ou rejeitá-la a favor da hipótese alternativa, isto é, existência de tendência nos dados. O sinal da estatística z indica se a tendência é crescente (z > 0) ou decrescente (z < 0). Em um teste bilateral para tendência, H o deve ser aceita se z Z α/2, em que o valor de Z α/2 é obtido da tabela na normal padrão. 4. RESULTADOS E DISCUSSÃO Na tabela 2 são mostrados os resultados referentes ao teste de, para cada uma das estações meteorológicas utilizadas neste trabalho. Pode-se observar que em relação à precipitação não houve tendência em nenhuma das estações meteorológicas, esses resultados concordam com os obtidos por Winke et al. (2008), que não encontraram tendências no regime de precipitação para Pelotas no período de 1931 a Por outro lado, Blain (2009) utilizando a técnica da máxima verossimilhança, detectaram tendência positiva de precipitação para Pelotas no período de 1948 a 1976 e 1977 a Em relação à temperatura mínima houve tendência positiva, para as regiões de Pelotas e Santa Maria. Esses resultados concordam com os obtidos por Winke et al. (2008); Gonçalvez e Assad (2009); Silveira e Gan (2006) que detectaram tendência positiva de temperatura mínima para diferentes regiões do Rio Grande do Sul. Apenas na Região de Porto Alegre foi detectada tendência positiva de temperatura máxima, esta tendência também foi observada por Corrêa et al. (2011). Na figura 1 é mostrada a distribuição de temperatura mínima para as cidades de Pelotas e Santa Maria, do período de 1961 a A temperatura mínima variou de 8,7 (no ano de 1995) a 15,8 (no ano de 2001) para a região de Pelotas (Fig 1a). Já para Santa Maria a temperatura mínima variou de 13,1 (em 1964) a 16,2 (em 2001) (Fig. 1b). Nota-se que a amplitude térmica mínima foi maior na região de Pelotas (7,1 C) quando comparado com a região de Santa Maria (3,1 C).

4 Na figura 2 é ilustrada a distribuição de temperatura máxima para a região de Porto Alegre, juntamente com a linha de tendência positiva. A temperatura máxima variou de 23,5 (em 1979) a 26,1 (em 1991). Tabela 2 - Resultados das análises de tendência a partir do teste de do período de 1961 a 2010 ( positiva = +S; Sem tendência = ST) Variáveis Meteorológicas Pelotas Porto Alegre Santa Maria Temperatura mínima 0,084 + S 0,091 ST 0,227 + S Temperatura máxima 0,450 ST 0,294 + S 0,380 ST Precipitação 0,109 ST 0,239 ST 0,185 ST Figura 1 Distribuição de temperatura mínima anual (linha verde), do período de 1961 a 2010 para região de: (a) Pelotas e (b) Santa Maria. A linha vermelha representa a linha de tendência positiva. Figura 2 Distribuição de temperatura máxima anual (linha verde), para região de Porto Alegre do período de 1961 a A linha vermelha representa a linha de tendência positiva. 5. CONCLUSÕES A partir dos resultados obtidos podemos concluir que foi identificada tendência positiva de temperatura mínima para as regiões de Pelotas e Santa Maria. Por outro lado, para a região de

5 Porto Alegre identificou-se tendência positiva de temperatura máxima. Já a precipitação não apresentou tendência em nenhuma das regiões estudadas. 6. AGRADECIMENTOS Os autores agradecem a CAPES (bolsa de doutorado e mestrado - 1 e 2 autor) e ao CNPq (bolsa PQ - 3 autor) 7. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Back, A. J. 2001: Aplicação de análise estatística para identificação de tendências climáticas. Revista Pesquisa Agropecuária Brasileira. 36, Blain, G. C., Kayano, M. T., Camargo, B. P., Lulu, J. 2009: Variabilidade amostral das série mensais de precipitação pluvial em duas regiões do Brasil: Pelotas-RS e Campinas-SP. Revista Brasileira de Meteorologia, 24,1, Corrêa, C. S, Rocha, A.M.M., Pinto, M. L. A., Vilaaron, M. A., Nogueira, J. A. M. e Gisler, C. A. F., 2011: Teste estatístico não-paramétrico de aleatoriedade com análise da tendência linear no estudo das séries da temperatura média, máxima e mínima mensais entre os anos de dos aeroportos internacionais de porto alegre, congonhas e galeão. IV Conferência Regional Sobre Mudanças Globais: América do Sul. Gonçalves, R. R. V. e Assad, E. D. 2009: Análise de tendências de temperatura mínima do Brasil. XVI Congresso Brasileiro de Agrometeorologia. Belo Horizonte MG. IPCC Fourth Assessment Report. (IPCC AR4) 2007: Climate Change 2007: The Physical Marengo, J. A., Nobre, C. A., Salati, e Ambrizzi, T, 2007: Caracterização do clima atual e definição das alterações climáticas para o território brasileiro ao longo do século XXI: sumário técnico. Brasília, DF: MMA, SBF, DCBio. 50. Science Basis. Working Group I Report: Silveira, V. P. e Gan, M. A. 2006: Estudo de tendência das temperaturas mínimas na Região Sul do Brasil. XIV Congresso Brasileiro de Meteorologia. Florianópolis/SC Sneyers, R, Sur l analyse statistique des séries d observations. Note Technique n.º 143, OMM, Genebra, 415. Winke, L. O. L., Damé, R. C. F., Texeira, C. F. A., Machado, A. A., Rosskoff, J. L. C., 2008: Caracterização climática e estudo de tendências nas séries temporais de temperatura e precipitação em Pelotas/RS. XVIII Congresso iniciação cientifica/ UFPEL. Pelotas /RS.