ANÁLISE DA VARIABILIDADE ESPAÇO-TEMPORAL DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA DO BAIXO RIO PARAÍBA/PB

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1 ANÁLISE DA VARIABILIDADE ESPAÇO-TEMPORAL DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA DO BAIXO RIO PARAÍBA/PB José Carlos Dantas Universidade Federal da Paraíba Nádja Melo de Oliveira Universidade Federal da Paraíba Maria Israelita Cecília Alexandre da Silva Universidade Federal da Paraíba Richarde Marques da Silva Universidade Federal da Paraíba Resumo: Este trabalho analisou a variação espaço-temporal da precipitação na Bacia do Baixo Rio Paraíba, no período entre 1997 e Para a realização desse estudo foram utilizados dados mensais de precipitação de seis postos pluviométricos administrados pela Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba AESA, sendo eles: Cruz do Espírito Santo, Gurinhém, Itabaiana, João Pessoa/Marés, Pilar e Sapé. Os dados foram analisados mediante técnicas estatísticas (média, anomalia anual das chuvas, desvio padrão e coeficiente de variação) e espaciais em ambiente SIG, para estudar o comportamento da precipitação em escala mensal e anual. Verificou-se que na escala mensal o período chuvoso ocorre entre os meses de abril e julho, sendo o mês de junho o mais significativo, e os meses mais secos estão concentrados entre setembro e dezembro. A precipitação média na bacia é de mm, e os anos de 2000 e 2011 foram os mais chuvosos na bacia, registrando precipitação anual é igual a e mm. Os resultados mostram um decréscimo na precipitação total anual no sentido lesteoeste, resultado da influência do oceano na concentração dos maiores valores de precipitação na região próxima ao litoral. Os menores totais pluviométricos se localizam na porção oeste da bacia e apresenta precipitação média de 800 mm. Essa mesma porção da bacia possui o maior valor de coeficiente de variação (0,37). Palavras-chave: Precipitação, variabilidade espaço-temporal, bacia hidrográfica. INTRODUÇÃO

2 A precipitação se constitui como um importante elemento natural responsável pelo desenvolvimento de ecossistemas, bem como da sociedade. O caráter variável da chuva tanto em escala temporal como em escala espacial está relacionado com a atuação da chamada circulação geral da atmosfera, que ocorre em todas as regiões da Terra de forma distinta, dependendo das características físicas de cada área. A circulação geral da atmosfera está associada à distribuição desigual da energia solar no planeta, em que as baixas latitudes recebem mais energia do que as médias e altas latitudes. Esta irregularidade de repartição da energia proveniente do sol é ocasionada pelo movimento de rotação da Terra. Porém, há a transferência deste excesso de energia das regiões equatoriais para as temperadas e polares por efeito das correntes atmosféricas e oceânicas, estabelecendo assim uma espécie de equilíbrio no balanço de energia do planeta (MENDONÇA e DANNI-OLIVEIRA, 2007, p. 84). Os fenômenos da circulação da atmosfera também irão ocorrer no âmbito da Bacia do Baixo Rio Paraíba (BBRP), apresentando uma tendência na variabilidade das chuvas que acompanha a dinâmica climática da região litorânea do Nordeste do Brasil concentrando os maiores totais pluviométricos na porção leste e diminuindo estes valores à medida que se chega a oeste da região, consequência da atuação de sistemas atmosféricos diversos, como bem apontam Ferreira e Mello (2005). Estudos sobre a variabilidade da precipitação muitas vezes podem se tornar uma tarefa difícil de realizar, sobretudo considerando as propriedades genéticas desses fenômenos. Diversos trabalhos já estudaram a distribuição espaço-temporal das chuvas, como por exemplo, Silva et. al. (2010), que analisaram a variabilidade da chuva na Bacia do Rio Tapacurá, Estado de Pernambuco. No estudo observaram o aumento da precipitação na direção oeste para leste, apresentando uma média anual de 800 mm para a primeira e 1650 mm para a segunda. Os autores ainda apontam que a evolução mensal da precipitação na bacia mostra uma concentração dos maiores totais pluviométricos entre os meses de março a julho, provocada pela umidade oriunda da Amazônia que somada à atuação de frentes frias intensificam a convecção nessa época do ano na região.

3 Silva et. al. (2011) estudando a variabilidade das precipitações na região Nordeste do Brasil em escala anual e intra-anual encontraram os maiores valores de Número de Dias de Chuva (NDC) na zona costeira da região, desde o Estado da Bahia até o Estado do Maranhão, representando valores que variam entre 70 e 170 dias de chuva. Também observaram que os maiores valores de coeficiente de variação, tanto da precipitação quanto do NDC, se encontram na porção semiárida da região e estão associados à alternância de períodos chuvosos e secos, ocasionados pela atuação dos fenômenos de La Niña e El Niño, respectivamente. Streck et. al. (2009) estudaram o comportamento das chuvas no município de Santa Maria/RS e evidenciaram a relação entre a variabilidade interdecadal e interanual da precipitação com a influência da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), no qual concluíram que as décadas com chuvas acima do normal estão associadas à fase quente da ODP, consequentemente quando ocorre a fase fria do fenômeno o inverso acontece. Ainda afirmam que a ocorrência de grandes anomalias de precipitação no período analisado estão ligadas à atuação do El Niño Oscilação Sul (ENOS), sobretudo em escala anual. Dessa forma, este trabalho tem como objetivo analisar a variabilidade espaçotemporal das chuvas na região da BBRP entre o período de 1997 e 2013, expondo as características climáticas da área, dando ênfase à distribuição da precipitação e aos processos que lhe dão origem. MATERIAL E MÉTODOS A Bacia do Baixo Rio Paraíba está localizada no Estado da Paraíba entre as coordenadas W, W e S, 7º S. Essa bacia compreende uma área de aproximadamente km² e esta inserida em uma zona de transição entre a Mesorregião da Mata Paraibana e a Mesorregião do Agreste Paraibano (Figura 1).

4 Figura 1. Localização da BBRP juntamente com a sua rede de drenagem e altimetria O clima da região é do tipo 3b, clima tropical litorâneo do Nordeste oriental, de acordo com a classificação de Mendonça e Danni-Oliveira (2007). Segundo os autores, essa unidade climática registra elevadas temperaturas durante todo o ano, com média oscilando entre 23ºC e 26ºC. Já a pluviosidade na bacia apresenta uma precipitação média anual que oscila entre 350 a 1800 mm (valores que decrescem no sentido E-W), concentrando as maiores quantidade de chuva entre os meses de abril a julho (ARAÚJO e SILVA, 2011). Quanto à geomorfologia da bacia, esta é marcada pela presença de três unidades predominantes: os Baixos Planaltos Costeiros (relevo tabuliforme) esculpidos em rochas sedimentares, em sua grande parte na Formação Barreiras, e condicionando o desenvolvimento de uma vegetação do tipo cerrado devido à acidez dos solos nos topos desse relevo; os vales que acompanham a organização da rede de drenagem e possibilitam o desenvolvimento de uma vegetação arbórea (principalmente Mata Atlântica); e a Depressão Sublitorânea, localizada na porção oeste da bacia e que

5 estabelece o contato entre o substrato cristalino e o sedimentar, o que irá refletir na vegetação, sendo esta do tipo arbustiva (CARVALHO, 1982). A distribuição geográfica dos postos utilizados para o desenvolvimento do estudo também podem ser vistos na Figura 1. Para a realização desse estudo foram utilizados dados de precipitação mensais do período de janeiro de 1997 a dezembro de 2013, coletados em seis postos pluviométricos administrados pela Agência Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba (AESA). A partir do tratamento dos dados realizou-se a análise espacial e temporal da precipitação na bacia, aplicando técnicas estatísticas como: (a) anomalia anual das chuvas, (b) média, (c) desvio padrão e (d) coeficiente de variação. Para a espacialização da precipitação foi usado o método de interpolação denominado de Krigagem para representar a variabilidade espacial das chuvas na bacia através de softwares de SIG com base nos resultados obtidos pelas técnicas estatísticas citadas. Assim, para observar a variação temporal da ocorrência de anos com anomalias (acima ou abaixo da média histórica) no período estudado utilizou-se o cálculo de anomalia de chuva para cada ano em todos os postos da bacia. O cálculo de anomalia de chuva é obtido por: A = (x-x i ) sendo: A = total de precipitação do ano com anomalia; x = média anual do período estudado; x i = total de precipitação para cada ano. Os resultados obtidos a partir do tratamento dos dados, como gráficos e figuras, serão apresentados a seguir, ao passo em que será feita uma análise dos fatores condicionantes das características encontradas na bacia. RESULTADOS E DISCUSSÕES O comportamento das precipitações na BBRP se faz de forma bastante heterogênea, se tratando da variabilidade anual. A Figura 2 mostra a distribuição em

6 escala anual das chuvas na bacia utilizando o método de anomalia de chuvas. A partir desta observação pode-se notar que os anos de 1998, 1999, 2001, 2006 e 2010 registraram os maiores desvios negativos em relação à média histórica. Os anos de 2004, 2009, e, sobretudo, em 2000 e 2011, foram os anos com os maiores valores acima da média histórica. Figura 2. Anomalia das chuvas na BBRP para o período entre 1997 e 2013 A variabilidade interanual das chuvas na BBRP pode estar relacionada à atuação de fenômenos de El Ñino e La Ñina, como visto em Araújo e Silva (2011) que estudando a dinâmica das precipitações na região do Baixo Paraíba a partir do Índice de Anomalia de Chuva (IAC) observaram uma considerável influência desses fenômenos no período analisado, o que explicaria o ano de 1998 ter registrado totais pluviométricos tão baixos em relação à média. Vale destacar ainda que, o El Ñino de 1997/1998 acarretou grandes perdas na produção agrícola do Nordeste do Brasil. Segundo Teracines (2000) este evento ocasionou uma perda de R$ 1,8 bilhão na produção agrícola do ano de 1998 em relação ao ano de A Paraíba apresentou uma queda de 58,6% de produção, ficando atrás apenas do Piauí, o qual registrou 61,3% de decréscimo.

7 Em escala espacial o comportamento das precipitações na bacia segue a tendência da dinâmica das chuvas na região costeira do Nordeste brasileiro. Dessa forma, com base na figura 3 podemos observar um decréscimo notável de pluviosidade à medida que se chega as áreas mais interioranas da bacia. Assim, vemos que nas áreas localizadas a oeste (abrangendo praticamente metade da bacia) estão concentrados os menores totais de precipitação, variando entre 725 e mm. Em contrapartida, o extremo leste da bacia registra os maiores valores de pluviosidade, que variam de 1301 a mm. Figura 3. Variabilidade espacial das chuvas na BBRP em escala anual no período entre 1997 e 2013 Essa distribuição espacial presente na bacia pode estar atribuída à proximidade da porção leste em relação ao oceano, o que lhe condiciona à atuação de diversos sistemas atmosféricos responsáveis por provocar chuvas nessa região. Ferreira e Mello (2005) estudando a atuação desses sistemas na região Nordeste apontaram para a influência das ondas de leste como um dos principais fatores da produção de chuvas na região, sobretudo na Zona da Mata. Os autores ainda observam que as brisas marítimas

8 e terrestres somadas aos ventos alísios também contribuem para a configuração pluviométrica na linha de costa do Nordeste brasileiro. Com isso, vemos que a distribuição da precipitação na bacia ocorre de forma heterogênea, apresentando uma variabilidade notável. A Figura 4 expõe o desvio padrão da precipitação total anual para a BBRP no período em análise. A dispersão dos valores segue a mesma tendência do comportamento da distribuição espacial das chuvas na bacia, havendo um decréscimo dos totais pluviométricos no sentido leste-oeste, com um desvio padrão mínimo de 250 mm e um desvio padrão máximo de 445 mm. Figura 4. Desvio padrão da precipitação total anual para a BBRP no período entre 1997 e 2013 A Figura 5 apresenta os valores do coeficiente de variação (CV) calculado para a BBRP. Os resultados encontrados indicam uma variabilidade baixa ( ) para a série estudada, em se tratando do coeficiente de variação. A partir da análise da figura vemos que os maiores valores de CV estão presentes na porção oeste da bacia, contrastando com resultados encontrados no cálculo da média anual da precipitação,

9 mostrando que as áreas com os menores totais pluviométricos possuem os maiores valores de CV. No caso da variabilidade das precipitações em nível mensal, as médias calculadas para essa escala destacam os meses de abril a julho como sendo o período chuvoso da série analisada, correspondendo a 60% do total anual registrado na bacia (Figura 6). Por outro lado, os meses de setembro, outubro, novembro e dezembro apresentam os menores valores de pluviosidade, os quais sendo somados não atingem nem 100 mm do total de precipitação anual média. Figura 5. Coeficiente de variação da precipitação total anual para a BBRP para o período entre 1997 e 2013

10 Figura 6. Variabilidade sazonal da precipitação mensal da BBRP entre 1997 e 2013 De acordo com Molion e Bernardo (2002) a configuração do padrão de precipitações na porção leste do Nordeste brasileiro para o período chuvoso apresentado (abril a julho) pode estar associado com a influência de uma zona de convergência que se instala sobre a faixa litorânea da região, denominada de ZCEN. Os autores afirmam que esta zona pode ser originada tanto pelo deslocamento da Zona de Convergência da América do sul (ZCAS) para latitudes mais baixas associando-se com frentes frias quanto pela interação da convecção tropical com uma convergência de umidade que ocorre nesse período. Com isso, podemos deduzir que essa dinâmica atmosférica se aplica à Bacia do Baixo Rio Paraíba, já que esta se localiza na porção leste da região nordestina. Dessa forma, esta configuração climática na BBRP pode influenciar na dinâmica social da região, sobretudo quando se trata das atividades agrícolas. Uma anomalia negativa de chuva pode ocasionar estiagem durante um período de tempo considerável, o que irá implicar em uma diminuição na produtividade agrícola daqueles que dependem essencialmente do regime de chuvas para desenvolver a sua agricultura: o pequeno produtor. Da mesma forma que uma anomalia positiva pode provocar impactos severos tanto no viés ambiental quanto no social, como é o caso dos deslizamentos de encostas, rompimento de barragens, inundações, enxurradas de grandes magnitudes, entre outras consequências relacionadas a estes fenômenos.

11 CONSIDERAÇÕES FINAIS Diante do exposto conclui-se que a Bacia do Baixo Rio Paraíba apresenta considerável variabilidade espacial com totais de precipitação que decrescem no sentido leste-oeste, indicando a influência exercida pelo oceano na concentração dos maiores totais pluviométricos na região próxima ao litoral. Também se observa que em escala temporal o comportamento das chuvas ocorre de forma bastante heterogênea, havendo grandes discrepâncias quando se comparam alguns anos do período estudado. Os anos de 2000, 2004, 2009 e 2011 registraram os maiores totais de precipitação, enquanto que em 1998, 1999, 2001, 2006 e 2010 choveu abaixo da média histórica. Em escala sazonal os resultados apontam para o período chuvoso ocorrendo entre os meses de abril a julho, os quais registram 60% do total de precipitação anual. Os meses de setembro, outubro, novembro e dezembro apresentam os menores valores de precipitação, os quais não atingem 100 mm de precipitação média anual. Portanto, espera-se que este trabalho contribua para uma melhor compreensão das características climáticas da área em estudo, com ênfase para a distribuição da precipitação, tanto em escala espacial quanto temporal. Vale ressaltar que a delimitação utilizada no trabalho não é a delimitação oficial estabelecida pela AESA. Optou-se por essa divisão pelo fato de que os postos utilizados no estudo não iriam influenciar toda a dimensão da bacia, e por consequência disso poderiam levar a resultados incoerentes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ARAÚJO, L. E.; SILVA, D.. Influência da variabilidade climática sobre a distribuição espaço-temporal da precipitação na região do Baixo Paraíba (PB). Caminhos de Geografia, v.12, n. 37, p , CARVALHO, M. G. R. F. Estado da Paraíba: classificação geomorfológica. João Pessoa: Editora Universitária/UFPb, 1982, pp. 67.

12 FERREIRA, A. G.; MELLO, N. G. S.. Principais sistemas atmosféricos atuantes sobre a região Nordeste do Brasil e a influência dos oceanos Pacífico e Atlântico no clima da região. Revista Brasileira de Climatologia, v. 1, n.1, p , MENDONÇA, F.; DANNI-OLIVEIRA, I. M.. Climatologia: noções básicas e climas do Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2007, pp MOLION, L. C. B.; BERNARDO, SERGIO O.. Uma revisão da dinâmica das chuvas no Nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Meteorologia, v.17, n.1, p. 1-10, SILVA, R. M.; SILVA, L. P.; MONTENEGRO, S. M. G. L.; SANTOS, C. A. G.. Análise da variabilidade espaço-temporal e identificação do padrão de precipitação na Bacia do Rio Tapacurá, Pernambuco. Sociedade & Natureza, v.22, n.2, p , SILVA, V. P. R.; PEREIRA, E. R. R.; ALMEIDA, R. S. R.. Estudo da variabilidade anual e intra-anual da precipitação na região Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 27, n.2, p , STRECK, N. A.; BURIOL, G. A.; HELDWEIN, A. B.; GABRIEL, L. F.; PAULA, G. M.. Associação da variabilidade da precipitação pluvial em Santa Maria com a Oscilação Decadal do Pacífico. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 44, n. 12, p , TERACINES, E.B. Impactos Econômicos do El Niño 97/98 na Produção Agrícola Brasileira. In: Anais do XI Congresso Brasileiro de Meteorologia. Rio de Janeiro, p , 2000.