DIFERENÇAS EM MICROESCALA NO REGIME DE PRECIPITAÇÃO NO NORDESTE: LITOTAL E SEMI-ÁRIDO

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1 DIFERENÇAS EM MICROESCALA NO REGIME DE PRECIPITAÇÃO NO NORDESTE: LITOTAL E SEMI-ÁRIDO Eulina Maria de Moura 1 ; Victor Moisés de Araújo Medeiros 2 RESUMO- Inseridas no Projeto IBESA (Implantação de Bacias Experimentais no Semi-Árido), as bacias experimentais do rio Guaraíra, no litoral paraibano, e de Serra Negra do Norte, na região semi-árida do Rio Grande do Norte, registram os valores de precipitação em ínfimos intervalos de tempo, em diversos postos distribuídos ao longo dessas bacias. Este trabalho visa analisar e comparar o comportamento de uma série de eventos chuvosos, bem como, detectar padrões relacionais tais como: duração dos eventos, montante precipitado, intensidade, hora de início e número de eventos por dia, e suas inter-relações, a fim de estabelecer bases científicas para a construção de um modelo estocástico de precipitação, e ainda avalia a variabilidade espacial desses eventos em microescala. Observou-se que mais de 60% dos eventos analisados tiveram totais precipitados inferiores a 10 mm, em ambas as bacias, onde também ocorreram apenas 1 ou 2 eventos por dia em 70% dos dias, os quais se iniciam, com mais freqüência, à noite na bacia do semi-árido, e de madrugada, na bacia litorânea; e que, apesar da pequena área de drenagem (4,17 e 5,84 km 2 ) e distância entre seus postos na ordem de 2 km, essas bacias apresentam uma variabilidade espacial de até 100% num evento. ABSTRACT- Inserted in the IBESA Project (Experimental Basins implementation in the Semi Arid Area), the Guaraíra experimental basin, in the coastal region of Paraíba, and Serra Negra do Norte basin, in the semi arid of Rio Grande do Norte, measured rainfall data in small intervals, in many rain gauge stations distributed along these basins. This paper analyses and compares the comportment of storms occurs series, as well as, detects some features, considering the duration of storms, rain amount, intensity, the initial hour of storm and the daily number of storms occurs, to give the basis for the construction of a stochastic precipitation model, and still analyses the microscale spatial variability of these storms. Results show that more than 60% of this storm occurs have rain amount less than 10 mm, in both basin, where occurred only 1 or 2 storms in 70% of the days, which begin, more frequently, at night in the semi arid basin, and at dawn in the coastal basin; and that, although the small areas ( 4,17 and 5,84 km 2 ) and the distance between yours stations were about 2 km, these basins show a spatial variability of until 100% during one storm. PALAVRAS-CHAVES: Projeto IBESA, modelo de precipitação, variabilidade espacial 1 Engenheira Civil UFPB, Mestranda em Engenharia Sanitária LARHISA/UFRN, Bolsista do CNPq/CTHidro Brasil,. eulinamm@yahoo.com.br 2 Engenheiro Civil UFRN, Mestre em Engenharia Sanitária LARHISA/UFRN,. victormoises@pop.com.br

2 INTRODUÇÃO As séries históricas de dados de precipitação utilizados nos modelos hidrológicos são formadas de informações sobre o total precipitado diariamente, sem que haja disponibilidade de informações em uma menor escala de tempo, principalmente na região Nordeste, onde existe uma evidente escassez de postos pluviométricos com capacidade de registrar dados de chuva em intervalos de tempo tão pequenos quanto se deseja, importantes quando se quer elaborar uma simulação precisa de processos físicos envolvidos em fenômenos tais como: a infiltração, a evaporação, o balanço de energia e a erosão. Esses processos diferem caso um total diário de chuva ocorra sob a forma de um evento ao longo de todo o dia, ou, por exemplo, sob a forma de três eventos chuvosos distintos. Eles ainda diferem, significativamente, dependendo da distância entre os eventos chuvosos de um dia, ou mesmo, dos horários de acontecimento desses eventos. Porém não são totalmente aleatórios, eles obedecem a certos padrões que tem a ver com os processos meteorológicos regionais e também locais (MOURA, 2004a). No âmbito do Projeto IBESA (Implantação de Bacias Experimentais no Semi-Árido Nordestino) diversas estações hidroclimatológicas foram instaladas em bacias experimentais monitoradas por sete universidades, cujos grupos de Recursos Hídricos formam a REHISA (Rede de Hidrologia do Semi-Árido), objetivando a realização de balanços hídricos em bacias experimentais, para orientar o desenvolvimento de modelos hidrológicos distribuídos com base física para a Região. Neste trabalho é analisado e comparado o comportamento da precipitação em duas bacias experimentais inseridas no projeto IBESA, a saber, a bacia do Rio Guaraíra, localizada no litoral da Paraíba, e a bacia de Serra negra do Norte, no Semi-Árido do Rio Grande do Norte. Aproveitandose dos registros pluviométricos efetuados em intervalos de 1 e 5 minutos nos postos das respectivas bacias, foi possível realizar este estudo como forma de orientar a construção de um modelo estocástico de precipitação diária, quando se dispuser de séries mais longas de dados, haja vista que o projeto teve início em Além dessa análise, faz parte dos resultados deste trabalho uma verificação da variabilidade espacial da precipitação, fundamental para a estimativa do efeito pepita, tendo em vista a pequena área dessas bacias.

3 MATERIAL E MÉTODOS Localização das bacias em estudo A bacia do rio Guaraíra está localizada em uma região do município de Pedras de Fogo, na Paraíba, em propriedade da agroindústria GIASA Gramame Agro Industrial S.A, entre as latitudes 9.190,80 km e 9.195,25 km e longitudes 274,50 km e 277,00 km (coordenadas UTM). Ela é uma sub-bacia da bacia hidrográfica do rio Gramame (ver figuras 1 e 2) que tem uma importância fundamental para o abastecimento humano da Grande João Pessoa GJP, pois nela se encontra o açude Gramame-Mamuaba com 56 milhões de m 3. É uma bacia litorânea que apresenta características da região semi-árida, inclusive com vegetação semelhante à encontrada na região semi-árida, e de grande representatividade em relação às bacias encontradas no litoral nordestino, desde o Estado de Alagoas até o Estado do Rio Grande do Norte. Sua proximidade da cidade de João Pessoa constitui uma importante vantagem operacional. Figura 1 Localização da bacia representativa do rio Gramame no Estado da Paraíba Figura 2 - Localização da bacia experimental do rio Guaraíra na bacia do rio Gramame

4 A bacia experimental de Serra Negra do Norte foi instalada na Estação Ecológica do Seridó ESEC-Seridó, coordenadas 6 15 S e O, no município de Serra Negra do Norte, inserida 100% no semi-árido do Rio Grande do Norte (ver figuras 3 e 4), dentro da Bacia Hidrográfica do açude Campus, contribuinte do riacho Logradouro, da bacia do rio Sabugi, este afluente do rio Seridó. O rio Seridó, por sua vez, é afluente pela margem direita do rio Piranhas-Açu. Figura 3 Localização da bacia hidrográfica do rio Seridó no Estado do Rio Grande do Norte Figura 4 Delimitação da bacia de Serra Negra do Norte, rede de drenagem e coordenadas

5 Instrumentação A bacia do rio Guaraíra possui uma área de 5,84 km 2, onde foram instaladas quatro estações pluviométricas, duas estações fluviométrica e uma estação climatológica. As estações pluviométricas instaladas são equipadas com um pluviômetro digital e uma sonda TDR (Time Domain Reflectometry), ambas ligadas a um datalogger. Os dados medidos são armazenados a cada 60 minutos no datalogger, alimentado por bateria e painel solar. No entanto, na ocorrência de chuvas estas são registradas a cada minuto. A localização das estações foi escolhida de modo a garantir uma boa distribuição na bacia e em locais livres de obstrução. Ela está representada na figura 5. L E G E N D A : L im ite d e b a c ia P o n te C u rs o d á g u a L im ite m u n ic ip a l P o s to P lu v io m é tric o P ie z ô m e tro Figura 5 Localização dos pluviômetros e da estação climática na bacia experimental do rio Guaraíra. Já a bacia experimental de Serra Negra do Norte tem uma área de drenagem da ordem de 4,17 km 2, e assim como na bacia experimental da Paraíba, foram instalados equipamentos de medição e registros automáticos, a saber, uma estação meteorológica automática completa, 3 estações pluviométricas, uma estação linimétrica e uma estação fluviométrica. As estações pluviométricas seguem o mesmo modelo das estações da bacia do rio Guaraíra descritas anteriormente, tendo uma única diferença na programação dos dataloggers instalados, que seguem uma programação para o registro dos dados de precipitação a cada três horas e somente na

6 hipótese de chuva a cada 5 minutos. A localização das três estações pluviométricas pode ser observada na figura 6. Figura 6 Localização das estações pluviométricas na bacia de Serra Negra do Norte Metodologia de Análise Aproveitando-se os registros de precipitação efetuados em intervalos de 1 e 5 minutos, nos diversos postos pluviométricos distribuídos em cada bacia experimental, foi analisado o comportamento dos eventos chuvosos registrados no peíodo compreendido ente 01 de Outubro de 2003 e 31 de Julho de 2004, abrangendo, assim, o período de estiagem e o período dito chuvoso. Neste trabalho um evento chuvoso é definido como um evento onde a precipitação é superior a 1mm., e apresenta seu início ou o seu término separado de mais de 30 min do evento anterior ou do evento posterior, respectivamente. É uma análise qualitativa dos dados, realizada no sentido de orientar a construção de um modelo de precipitação diária, quando se dispuser de séries históricas mais longas, baseando-se na análise dos seguintes parâmetros: duração do evento, montante precipitado, hora inicial do evento e número de eventos por dia, assim como suas interrelações. Esses parâmetros foram também comparados entre as duas bacias. Analisou-se também a variabilidade espacial desses eventos chuvosos sobre ambas as bacias, a partir de uma crítica visual dos resultados apresentados em tabelas e curvas, sem uso de ferramentas estatísticas, apenas utilizando o método comparativo.

7 RESULTADOS Análise da variabilidade temporal da precipitação No período de observação, de 01 de Outubro de 2003 até o 31 de Julho de 2004, 212 eventos chuvosos foram observados na Bacia do Rio Guaraíra, em 89 dias com chuva, com totais precipitados variando de 1,27 mm para os menores eventos até 130,30mm para o maior evento (entre o dia 31 de Janeiro e o 1º de fevereiro 2004). O maior evento observado é também aquele que apresentou a maior duração, 8 horas e 36 minutos. A maior intensidade observada neste período foi de 49,75 mm por hora, em um evento chuvoso que durou 34 minutos com total precipitado de 28,19 mm no dia 31/05/2004. Na Bacia experimental de Serra Negra do Norte, durante o mesmo período de observação, foram registrados apenas 59 eventos chuvosos, distribuídos em 44 dias. Os totais precipitados variaram de 1,27mm até 164,846mm (maior evento, ocorrido entre os dias 17 de janeiro e 18 de janeiro de 2004). Da mesma forma que a Bacia do rio Guaraíra, o maior evento também foi o que apresentou maior duração (1h e 45min). A maior intensidade observada foi de 43,56mm/h, com duração de 35 min e total precipitado de 25,4mm, no dia 31/01/2004, mostrando valores bastante próximos aos da outra bacia comparada. Nas figuras 7 e 8 estão representados os histogramas dos totais acumulados nos eventos chuvosos em cada bacia. Histograma Freqüência % Mais Precipitação Figura 7 Histograma dos totais precipitados por evento da Bacia do Rio Guaraíra (PB)

8 Histograma Frequencia (%) 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Mais Precipitação Figura 8 Histograma dos totais precipitados por evento da Bacia de Serra Negra do Norte (RN) Pelos histogramas, nota-se que a precipitação foi inferior a 10 mm em 64% dos eventos ocorridos na bacia experimental do Rio Grande do Norte, e em 75% dos da bacia experimental da Paraíba. Nota-se também uma grande similaridade no total de eventos com precipitações superiores a 10 e inferiores a 30 mm nas duas Bacias. Resumidamente, ambos os histogramas mostram claramente uma assimetria a esquerda da distribuição dos totais precipitados, indicando haver um número bem maior de pequenos eventos. Na Bacia do Rio Guaraíra, dos 212 eventos chuvosos analisados, 10 eventos são incompletos, o que significa que iniciam num dia e terminaram no outro. Já na Bacia de Serra Negra do Norte, dos 59 eventos registrados apenas 1 foi incompleto. Sendo assim, a maioria dos eventos chuvosos, em ambas as bacias, são completos, isto é, ocorrem integralmente durante um dia. Determinou-se que um evento inicia de madrugada, quando a hora inicial se situa entre 0:01 horas e 5:30 horas, que ele inicia de manhã quando a hora inicial se situa entre 5:31 horas e 11:00 horas, que ele inicia no meio dia solar quando inicia ente 11:01 horas e 14:00 horas, que inicia a tarde quando inicia entre 14:01 e 17:30 e a noite quando inicia entre 17:31 e meia noite. Desta forma, os eventos completos foram classificados quanto ao seu início, calculando-se a representatividade percentual daquela classe, assim como valores estatísticos da mesma, conforme é mostrado nas tabelas 1 e 2, referentes à Bacia do Rio Guaraíra e à de Serra Negra, respectivamente.

9 Tabela 1 Classificação dos eventos quanto a hora de início na bacia experimental do riacho Guaraíra (PB) Início Nº de eventos Porcentagem relativa ao nº total Precipitação média (mm) Desvio-padrão (mm) Precipitação máxima (mm) Precipitação mínima (mm) Madrugada 63 31,19% 6,54 6,53 27,94 1,27 Manha 61 30,20% 7,44 9,77 56,38 1,27 Meio dia 21 10,40 12,083 16,57 56,64 1,27 Tarde 25 12,38 6,84 6,84 27,43 1,27 Noite 32 15,84 7,55 9,83 44,19 1,27 Tabela 2 Classificação dos eventos quanto a hora de início na bacia experimental de Serra Negra do Norte (RN) Início Nº de eventos Porcentagem relativa ao nº total Precipitação média (mm) Desvio-padrão (mm) Precipitação máxima (mm) Precipitação mínima (mm) Madrugada 6 10% 3,51 2,43 7,11 1,27 Manhã 3 5% 3,47 3,60 7,62 1,27 Meio dia 4 7% 18,28 18,36 39,37 2,03 Tarde 20 34% 11,10 11,24 41,15 1,27 Noite 25 43% 20,83 33,20 164,846 1,27 Comparando as duas tabelas, observa-se que a maioria dos eventos chuvosos tem início de madrugada (31%) e pela manhã (30%) na bacia experimental da Paraíba, enquanto que na bacia do Rio Grande do Norte, a maioria dos eventos se inicia à tarde (34%) e, principalmente, à noite (43%), sendo este último também o horário de ocorrência das precipitações mais elevadas. A variação da precipitação média com o período de início da chuva ficou mais evidente na bacia experimental do Rio Grande do Norte, onde se observa claramente valores de precipitação média maiores no período da tarde, meio dia solar e noite (ordem crescente), e desvios-padrões elevados. Já pela manhã e de madrugada, tanto a precipitação média quanto os desvios-padrões são muito baixos. As tabelas 3 e 4 mostram as diferenças sazonais de comportamento da precipitação, indicando mensalmente os números de eventos que ocorreram nos diversos períodos iniciais considerados. Esta análise se torna importante devido ao fato de os movimentos de massas de ar que dão origem às precipitações no litoral do Nordeste variarem ao longo do ano. As células em verde indicam as maiores porcentagens em cada mês. Observa-se na tabela correspondente a Bacia do Rio Guaraíra que nos meses de Outubro, Novembro e Fevereiro, os eventos chuvosos preferencialmente se iniciam de madrugada; nos meses de maio a julho, iniciam

10 preferencialmente pela manhã, e nos outros meses, a repartição entre os períodos é mais equilibrada. Na tabela seguinte, verifica-se que na Bacia de Serra Negra, nos meses de março, abril e julho os eventos se iniciam com bastante freqüência à noite; e nos meses de fevereiro, maio e junho, eles iniciam mais à tarde. Nota-se, portanto, uma grande diferença entre a hora de início dos eventos chuvosos nas duas bacias então comparadas. Nada se deve concluir a respeito do mês de Janeiro que teve, no ano 2004, um comportamento atípico. É importante citar que nos meses de outubro, novembro e dezembro não ocorreram eventos superiores a 1 mm na bacia de Serra Negra do Norte, e que, portanto, esses meses não entraram na contagem e análise dos eventos dessa bacia. Tabela 3 Período inicial dos eventos chuvosos por mês Bacia do Rio Guaraíra (PB) total de eventos madrugada manha meio dia solar tarde noite outubro % 3 30% 2 20% 1 10% 1 10% novembro % 0 0% % 0 0% dezembro % 6 30% % 1 5% janeiro % % % 0 0% % fevereiro % % % 0 0% 4 21% março % 6 30% % 7 35% abril % % 4 25% 0 0% % maio % % % % 3 13% junho % 16 40% 4 10% 8 20% % julho % % % % % total Tabela 4 Período inicial dos eventos chuvosos por mês Bacia de Serra negra do Norte (RN) total de eventos madrugada manha meio dia solar tarde noite janeiro ,52% 2 9,52% 1 4,76% 6 29% 10 47,62% fevereiro ,08% 0 0,00% 1 7,69% 6 46% 3 23,08% março 7 0 0,00% 0 0,00% 1 14,29% 1 14% 5 71,43% abril 5 0 0,00% 0 0,00% 1 20,00% 1 20% 3 60,00% maio ,33% 0 0,00% 0 0,00% 2 67% 0 0,00% junho 6 0 0,00% 1 16,67% 0 0,00% 3 50% 2 33,33% julho 3 0 0,00% 0 0,00% 0 0,00% 1 33% 2 66,67% total % 3 5% 4 7% 20 34% 25 43%

11 As tabelas 5 e 6 descrevem o número de eventos que ocorrem por dia em função do mês. Tabela 5 Número de eventos por dia e percentagem relativa Bacia do Rio Guaraíra (PB) Mês Total dias Eventos por dia chuvosos 1 % 2 % 3 % > 4 % Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Total Tabela 6 Número de eventos por dia e percentagem relativa Bacia de Serra negra do Norte (RN) Mês Total dias Eventos por dia chuvosos 1 % 2 % 3 % > 4 % Janeiro Fevereiro Março Abril Maio Junho Julho Total Na Bacia do Rio Guaraíra verifica-se que em 48% dos dias chuvosos, houve apenas um evento ao longo do dia, e em 28% dos dias ocorreram 2 eventos, totalizando 76% dos dias de chuva, desse período de observação, onde ocorreram 1 ou 2 eventos em um dia. Na Bacia de Serra Negra, já em 70% dos dias que choveu, ocorreu apenas 1 evento no dia todo, e em 25% dos dias, ocorreram 2 eventos. Apenas no mês de março houve, com mais freqüência, 2 eventos por dia. Verifica-se também que, ao contrário da bacia experimental do Rio Grande do Norte, a Bacia do Guaraíra apresentou um número considerável de 21 dias onde ocorreram mais de 3 eventos por dia. Com relação à duração média desses eventos, a tabela 7 mostra que na Bacia do Guaraíra os eventos são mais longos nos meses de abril, maio e julho, enquanto que nos meses de fevereiro, março e junho, eles são mais curtos que os da Bacia de Serra Negra do Norte. Sendo janeiro/2004 o mês cujas durações média dos eventos foram assaz similares.

12 Tabela 7 Comparação entre a duração média dos eventos em cada bacia Duração média da chuva Bacia de Serra Negra do Norte Bacia do Rio Guaraíra outubro 1h 22min novembro 20 min dezembro 1 h 6 min janeiro 1h e 47 min 1 h 49 min fevereiro 1 h e 21 min 45 min março 1h e 12 min 35 min abril 59min 1h 9 min maio 41min 1h 13 min junho 1 h e 29min 1 h 5 min julho 51min 1h 47 min Análise da variabilidade espacial dos eventos chuvosos Procurando analisar se os eventos chuvosos que ocorrem durante um dia diferem sensivelmente entre as estações, foram observados dois dias chuvosos na bacia do rio Guaraíra, com totais precipitados superiores a 30 mm, sendo um no período de estiagem (mês de dezembro) e o outro no período chuvoso (mês de junho), registrando a hora inicial de cada evento, a sua duração e total precipitado, em cada uma das cinco estações monitoradas nessa bacia. Sendo que, no primeiro período, a estação 4 não foi considerada, pois apresentou falhas e no segundo período, a estação 5 apresentou falhas e a estação 4 tinha sido roubada. Já na bacia de Serra Negra do Norte, esta mesma análise foi feita em cinco eventos aleatórios ocorridos nos dias 30/01/04, 31/01/04, 04/02/04 e 15/02/05, sendo que no dia 31/01/04 houve dois eventos distintos, espaçados de 2h e 25 min. Os totais precipitados diferem ao longo de um mesmo evento nas três estações pluviométricas instaladas nessa bacia. Os resultados obtidos na bacia do rio Guaraíra estão apresentados nas tabelas 8 e 9. No primeiro período, correspondente ao dia 28/12/2003 foram registrados sete eventos chuvosos em todas as estações, exceto na estação 03 que apresentou um evento chuvosos a mais do que as outras, porém trata-se de um evento sem importância (total 1,27mm e duração 24 minutos). Comparando os demais eventos entre as estações, nota-se que eles possuem um comportamento bastantes parecido quanto aos inícios, as sua durações e os seus totais precipitados, sendo esta última variável que apresenta maiores diferenças. No segundo evento, que ocorreu no mês de Junho, na estação chuvosa, os resultados da análise se mostram mais diferenciados, principalmente com relação ao total precipitado em cada evento. Verifica-se que a estação 3 apresenta precipitações de maior magnitude que as outras estações e que essa diferença aumenta quanto maior for a chuva. Segundo um estudo de Moura et al (2004b) a bacia do rio Guaraíra apresenta grande variabilidade espacial da sua precipitação orientada no sentido sul-norte (as estações ao sul da bacia, como a estação 3 (ver figura 5), registram chuvas mais intensas que as localizadas ao norte, como as estações 1 e 5) para as chuvas

13 de maior amplitude, principalmente quando a precipitação é devida às ondas de leste com possíveis efeitos de brisas marítimas, que são as massas de ar que originam as precipitações na estação chuvosa. Esse resultado é bastante surpreendente uma vez que se observa uma diferença de 62,23 mm em um mesmo dia chuvoso (17/06/2003) entre estações localizadas em uma bacia de área de 5,84 km 2 e distancidas de, no máximo, de 3km (maior distância entre as estações pluviométricas da bacia, correspondendo a distância entre as estações 1 e 3). Essa diferença no total precipitado tornase mais espantosa no quarto evento ocorrido nesse dia, quando o pluviômetro da estação 3 registrou um total de 116,59 mm, enquanto que o da estação 1 registrou apenas 69,34 mm. Tabela 8 Comparação dos eventos chuvosos no dia 28/12/2003 entre as estações pluviométricas da bacia do riacho Guaraíra. O primeiro valor é o início do evento (h:min); o segundo é a duração (h:min) e o terceiro é a quantidade precipitada (mm). Estação Nº de eventos Eventos :05 0:24 1,27 1:21 0:37 7,11 1:21 0:38 9,91 1:23 0:21 4,06 1:14 0:38 7,62 2:33 1:42 13,72 2:32 1:27 13,21 2:34 1:23 14,48 2:26 1:24 8,89 4:59 1:01 11,18 4:54 1:07 9,65 4:38 1:32 9,91 4:53 1:01 10,16 6:48 0:40 12,95 6:52 0:34 10,67 6:49 0:44 18,54 6,45 0:37 11,94 8:06 0:18 5,59 8:01 0:20 5,59 8:03 0:24 4,57 8:00 0:14 4,57 9:07 1:05 4,32 9:10 1:08 5,59 9:12 0:59 4,06 9:02 1:03 4,06 11:22 0:18 1,27 11:21 0:08 1,02 11:00 0:48 2,79 11:18 0:07 1,52 Tabela 9 Comparação dos eventos chuvosos no dia 17/06/2003 entre as estações pluviométricas da bacia do riacho Guaraíra. O primeiro valor é o início do evento (h:min); o segundo é a duração (h:min) e o terceiro é a quantidade precipitada (mm). Estação Nº de eventos Eventos :49 0:58 1,78 1:02 2:27 3,05 1:01 2:45 5,84 6:15 0:26 2,54 6:18 0:27 5,33 5:59 0:59 8,89 7:49 1:08 2,29 7:47 1:08 4,57 17:47 6:13 69,34 16:45 7:15 81,53 12:51 11:08 116,59

14 Na bacia experimental de Serra Negra do Norte, mesmo tendo uma área de 4,17 km 2, ainda menor que a área da bacia do rio Guaraíra, os dados observados da precipitação em três pontos da bacia revelaram diferenças nos valores da distribuição espacial da chuva. As figuras 9 a 13 descrevem os registros observados nos três pluviógrafos para cinco eventos. Neles o gráfico de barras descreve o percentual da precipitação em cada estação com relação ao total precipitado no intervalo de cinco minutos, além dos valores acumulados de precipitação de cada posto. Percentual pluviométrico da estação 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Figura 9 Distribuição espacial da precipitação evento do dia 30/01/ Precipitação Acumulada (mm)

15 Percentual pluviométrico da estação 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Figura Tempo 10 Distribuição (min) espacial da precipitação Pluv. 01 1º evento Pluv. 02 do dia 31/01/04 Pluv. 03(%) Precipitação Acumulada (mm) Percentual pluviométrico da estação 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Precipitação Acumulada (mm) Figura 11 Distribuição espacial da precipitação 2º evento do dia 31/01/04

16 Percentual pluviométrico da estação 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Figura 12 Distribuição espacial da precipitação evento do dia 04/02/ Precipitação Acumulada (mm) Percentual pluviométrico da estação 100% 90% 80% 70% 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Figura 13 Distribuição espacial da precipitação evento do dia 15/02/ Precipitação Acumulada (mm)

17 Observa-se, de um modo geral, a ocorrência de registros de chuva mais altos na estação 2 em relação às demais. A maior diferença na distribuição espacial foi observada no evento 4, onde se verificou que o pluviômetro da estação 3 registrou 20% da chuva total na bacia, enquanto que as outras estações registraram, aproximadamente, 40%. É interessante ressaltar que a distância dessa estação 3 para as demais é ínfima, da ordem de 1,8 km para a estação 1 e 0,74 km até a estação 2. Verifica-se que, ao contrário da bacia do rio Guaraíra, os menores e mais freqüentes eventos possuem maior variabilidade espacial, e que não há um padrão para a distribuição da precipitação ao longo da bacia, sendo, portanto, um processo puramente estocástico. A fim de uma melhor visualização do comportamento da chuva, nos diferentes postos instalados nas duas bacias, as figuras 14 e 15 a seguir mostram a variabilidade espacial da precipitação a partir de dados diários, compreendidos entre os meses de maio a julho, na bacia do rio Guaraíra, e entre os meses de março a julho, na bacia de Serra Negra do Norte. Na primeira figura, percebe-se claramente a ratificação do resultado obtido na análise feita por evento chuvoso para a bacia experimental da Paraíba, onde a estação 3 apresenta quase todos os dias valores precipitados superiores aos demais, com grande defasagem nas maiores chuvas. Observa-se também que as estações 1 e 5 quase sempre apresentam valores próximos. Estas duas estações são relativamente próximas entre si e situadas na porção norte da bacia. No gráfico seguinte, correspondente a bacia de Serra Negra, os dados diários de precipitação revelam quase que uma sobreposição nas curvas das estações 2 e 3, sendo a estação 1 aquela onde ocorre as menores chuvas. Porém, assim como na análise anterior, não é possível definir um padrão de comportamento da precipitação nas estações, quer seja ao longo dos períodos de chuva ou estiagem (neste a escassez de chuva inviabiliza a análise da sua variabilidade, sendo raras aquelas com totais superiores a 1 mm), quer nos totais acumulados.

18 150 Estação 01 Estação 02 Estação 03 Estação precipitação mm /5 6/5 11/5 16/5 21/5 26/5 31/5 5/6 10/6 15/6 20/6 25/6 30/6 5/7 10/7 15/7 20/7 25/7 30/7 dias Figura 14 Gráfico comparativo das precipitações diárias no período Maio a Julho 2004 na bacia do Rio Guaraíra Pluv.1 pluv. 2 pluv 3 40 total precipitado (mm) /03/04 27/03/04 09/04/04 22/04/04 05/05/04 18/05/04 31/05/04 13/06/04 26/06/04 09/07/04 22/07/04 Figura 15 Gráfico comparativo das precipitações diárias no período Março a Julho de dias 2004 na bacia de Serra Negra do Norte

19 CONCLUSÃO A bacia experimental litorânea do rio Guaraíra, no Estado da Paraíba, registrou, no período estudado de outubro de 2003 à julho de 2004, 153 eventos a mais que a bacia experimental de Serra Negra do Norte, no semi-árido do Rio Grande do Norte.Verifica-se que mais de 60% dos eventos observados tiveram totais precipitados inferiores a 10 mm, em ambas as bacias, indicando haver um número bem maior de pequenos eventos. Observa-se que a maioria desses eventos chuvosos tem início de madrugada (31%) nos meses de outubro, novembro e fevereiro, e pela manhã (30%), nos meses de maio a julho, na bacia experimental da Paraíba, não havendo, porém, uma relação entre o período de início da chuva e a variação da precipitação média em cada período do dia. Enquanto que, na bacia experimental do Rio Grande do Norte, a maioria dos eventos se inicia à tarde (34%) nos meses de fevereiro, maio e junho e, principalmente, à noite (43%), em março, abril e julho, sendo este último também o horário de ocorrência das precipitações mais elevadas nesta bacia, seguidas de desvios-padrões também altos. Nota-se, portanto, uma grande diferença entre a hora de início dos eventos chuvosos nas duas bacias então comparadas. Ao analisar o número de eventos diários, ambas as bacias ocorreram 1 ou 2 eventos, em mais de 70% do período de observado. Sendo que, na bacia do rio Guaraíra, há ocorrência de até 7 eventos por dia, fato que não ocorre na bacia de Serra Negra do Norte, onde foi registrado, no máximo, 3 eventos por dia. Um outro resultado encontrado, bastante surpreendente, foi a detecção de uma significativa variabilidade espacial da precipitação nessas bacias, cujas áreas de drenagem são da ordem de 4,17 e 5,84 km 2, e onde a maior distância entre os postos pluviométricos instalados é de, aproximadamente 2 km, na bacia de Serra Negra, e 3 km, na bacia do rio Guaraíra, confirmando, assim, os estudos que afirmam haver grande variabilidade de pequena escala tanto na região litorânea como no semi-árido nordestino. AGRADECIMENTOS Os autores deste trabalho agradecem ao MCT e à FINEP pelo financiamento do projeto IBESA através do CT-HIDRO, que permitiu a realização deste estudo.

20 BIBLIOGRAFIA MEDEIROS,V. M. A. (2005). Bacia Experimental de Serra Negra do Norte- Instrumentação, Monitoramento e Modelagem. Natal. Universidade Federal do Rio Grande do Norte. Dissertação de Mestrado. MOURA, E. M.; LUCENA, A. P.; SILANS, A. P. et al.(2004a). Bacia Experimental do Rio Guaraíra- Análise dos Eventos Chuvosos in Anais do VII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste, São Luís, Nov MOURA, E. M.; LUCENA, A. P.; SILANS, A. P. et al.(2004b). Precipitação na Região Litorânea do Nordeste: uma análise experimental da variabilidade de microescala in Anais do VII Simpósio de Recursos Hídricos do Nordeste, São Luís, Nov SILANS, A. P.; MOURA, E. M. et al. (2004). Bacia Experimental do Rio Guaraíra- PB, in Implantação de Bacias Experimentais no Semi-Árido-IBESA. Org. pela Rede de Hidrologia do Semi-Árido- REHISA, Natal-RN, pp RIGHETTO, A. M.; MEDEIROS, V. M. A. et al. (2004). Bacia Experimental de Serra Negra do Norte-RN, in Implantação de Bacias Experimentais no Semi-Árido- IBESA. Org. pela Rede de Hidrologia do Semi-Árido- REHISA, Natal-RN, pp 5-40.