COMPORTAMENTO DO ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER PARA A LOCALIDADE DE SOUSA NO ESTADO DA PARAÍBA

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1 COMPORTAMENTO DO ÍNDICE DE SEVERIDADE DE SECA DE PALMER PARA A LOCALIDADE DE SOUSA NO ESTADO DA PARAÍBA Rodrigo Cézar Limeira 1, Pedro Vieira de Azevedo 2, Wagner de Aragão Bezerra 3, Morgana Viturino de Almeida 4 RESUMO: O Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) é o índice mais utilizado no mundo para caracterizar as condições naturais de umidade do solo de uma região. A presente pesquisa objetivou o estabelecimento do ISSP com base em informações de precipitação pluvial, temperatura do ar e evapotranspiração potencial de uma localidade de Sousa no Estado da Paraíba. Utilizaram-se séries temporais de dados de temperatura do ar, obtidas a partir do software Estima T, com os correspondentes valores da evapotranspiração potencial, estimados pelo método empírico de Hargreaves. Os componentes do balanço hídrico de Palmer, seus valores médios mensais, os coeficientes adimensionais, os parâmetros climáticos e o ISSP respectivamente, para a localidade de Sousa, foram obtidos com o auxílio de um software criado na linguagem de programação Visual Basic. Os resultados obtidos são representativos da variabilidade climática da localidade estudada e são coerentes com aqueles obtidos por Palmer (1965) para o Estado de Iowa nos Estados Unidos da América. ABSTRACT: The Palmer severity drought index (PSDI) is the most world used index to characterize the natural conditions of soil moisture of a region. The present research had the objective of establishing the PSDI on a base of rainfall, air temperature and potential evapotranspiration informations for the location of Sousa in Paraíba State. The times series of air temperature were obtained from software Estima T, with the corresponding values of potential evapotranspiration estimated by the Hargreaves empical method. The components of the Palmer water balance such as monthly average values, adimensionais coefficients, climatic parameters and PSDI respectably, for the location of Sousa, were obtained with the aid of software created in the programming language Visual beginner s all purpose symbolic instruction code. The results show to be representative of the climatic variability of the studied location and coherent with those obtained by Palmer (1965) for the State of Iowa in the United State of America. Palavras Chave: linguagem de programação, escoamento superficial, coeficientes adimensionais INTRODUÇÃO A seca é um dos mais complexos fenômenos naturais que atinge milhões de pessoas em várias partes do mundo e provoca prejuízos da ordem de bilhões de dólares em vários países. Nos EUA, por exemplo, os prejuízos variam de 6 a 8 bilhões de dólares por ano, enquanto no Brasil ainda não há estimativa razoável dos danos provocados pela seca. Ela afeta, principalmente, a agricultura, transporte, recreação e turismo, silvicultura e hidrelétricas. Aproximadamente 80% da área do Estado da Paraíba estão inseridas no semi-árido nordestino, dentre dessa grande área situa-se a localidade de Sousa no Sertão da Paraíba, 1 Aluno do Curso de Mestrado em Meteorologia da UACA/CTRN/UFCG, rodrigocezarlimeira@yahoo.com.br, Endereço: Av. Aprígio Veloso, 882 Tel. (83) , Cep: , Bodocongó, Campina Grande - PB 2 Professor da UACA/CTRN/UFCG, pvieira@dca.ufcg.edu.br 3, 4 Instituto Nacional de Meteorologia, Brasília DF, waragão@yahoo.com.br, morganavalmeida@yahoo.com.br

2 microrregião muito afetada pela variação dos parâmetros climatológicos, causada pela influência de fatores atmosféricos de larga escala, dentre eles o El Niño. Essa região, assim como todo semi-árido nordestino, se caracteriza pelas grandes adversidades naturais, sobretudo na variação dos parâmetros climatológicos. Vários índices têm sido desenvolvidos objetivando quantificar os aspectos climatológicos das secas, os quais objetivam medir o quanto à precipitação, para um dado período de tempo, tem se desviado da normal climatológica. Embora nenhum dos principais índices seja inerentemente superior aos demais para todas as circunstâncias, alguns índices são melhor ajustáveis do que outros para certos usos. Por exemplo, o índice de severidade de seca de Palmer (ISSP), amplamente utilizado pelo Departamento de Agricultura dos Estados Unidos da América para determinar quando financiar a assistência de emergência à seca é melhor quando aplicado para grandes áreas com topografia uniforme. Esse índice de seca foi desenvolvido para medir o desvio do suprimento de água ao solo. Sendo criado com base no conceito de suprimento-demanda da equação do balanço hídrico no sistema solo-planta-atmosfera, considerando mais do que o déficit de precipitação pluviométrica para localidades específicas. A presente pesquisa objetivou analisar o comportamento do Índice de Severidade de Seca de Palmer e da umidade do solo para a localidade de Sousa no Sertão do Estado da Paraíba, com base nas informações de precipitação pluvial, evapotranspiração e temperatura do ar, da referida localidade. MATERIAL E MÉTODOS Foram utilizadas séries temporais mensais de dados de precipitação pluvial, evapotranspiração potencial e temperatura do ar de 1964 a 1998 para a localidade de Sousa, cujas coordenadas geográficas são: (-6.75 s w 200 m). Foram adquiridas junto ao banco de dados do Departamento de Ciências Atmosféricas da UFCG, as séries temporais de precipitação da localidade tratada na pesquisa. A temperatura mensal do ar (média, mínima e máxima) da localidade de estudo foi obtida através do software Estima T do Departamento de Ciências Atmosféricas da UFCG, em função da latitudeφ, longitude λ e elevação h da localidade, dos coeficiente de regressão a,..., e 0 a 9 das Anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (ATSM) do oceano Atlântico Cavalcanti & Silva (1994): T = a + aλ + a φ + a h + a λ + a φ + a h + a λφ + a λh + a φh + ASST (1) j ij i

3 A evapotranspiração potencial da localidade de estudo foi obtida pelo método de Hargreaves & Samani (1985). Gerou-se em seguida um software na linguagem de programação Basic que calcula: os componentes mensais do balanço hídrico de Palmer, seus valores médios mensais, os coeficientes adimensionais, os parâmetros climáticos e o ISSP da localidade de estudo mediante o ajuste regional do modelo, o qual é dado pelas equações (4) e (5). Apresentam-se à abaixo as principais equações utilizadas na modelagem do ISSP. A Equação (2) representa a quantidade de precipitação necessária para atender às demandas médias de evapotranspiração ET, mm; recarga R, mm; escoamento superficial RO, mm e perda de água do solo L, mm, expressa pela seguinte equação: P i = ET + R + RO - L (2) A deficiência ou excesso hídrico foi calculado pela seguinte equação: d = P P i (3) Em que: d - deficiência hídrica (-) ou excesso (+), mm; P - precipitação do mês considerado, mm; P i - precipitação calculada para o referido mês, mm. O fator de ponderação regional proposto por Palmer (1965) e adaptado para o Estado da Paraíba, pode ser obtido a partir da seguinte equação: K = 21,87 12 i= 1 K ' ( D. K' ) m i PE + R + RO (4) Onde: K' = 1,5.log10 + 2,80 / D+ 0,50 P+ L (5) Em que: D é o valor médio absoluto das deficiências hídricas (-) ou excessos (+). Os demais termos já foram apresentados anteriormente.o índice de anomalia de umidade (Z), proposto por Palmer (1968), foi obtido por: Z = dk (6) Após calcular o índice Z para determinado mês (i), o Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) foi calculado pela seguinte equação: ISSPi = ISSPi 1 + Zi / 3 0,103SSP i 1 (7)

4 Tabela 1. Classificação das condições secas e úmidas da região. Índice (ISSP) Classificação 4,00 Extremamente úmido 3,00 a 3,99 Muito úmido 2,00 a 2,99 Moderadamente úmido 1,00 a 1,99 Ligeiramente úmido 0,99 a -0,99 Aproximadamente normal -1,00 a -1,99 Ligeiramente seco -2,00 a -2,99 Seca moderada -3,00 a -3,99 Seca severa -4,00 Seca extrema Fonte: Palmer (1965). RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados gerados com o programa de cálculo do ISSP, para a localidade de estudo apresentam-se disponíveis nas Figuras a seguir: Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) (a) Anos Figura 1a - Comportamento médio anual do Índice de Severidade de Seca de Palmer para Sousa - PB. O ISSP médio anual em Sousa variou de muito úmido, 1964, a muito seco, 1980.

5 A condição normal predominou nos anos de 1968, 1970, 1971, 1974, 1977, 1986, 1987, 1988, 1989, 1993 e Dentre os anos chuvosos, os mais expressivos corresponderam à seqüência de 1964 a 1967, com o ISSP variando de moderadamente a muito úmido. Já nos anos de 1973, 1985, 1994 e 1995 o ISSP esteve ligeiramente úmido, e em 1984 muito úmido. A condição de seca foi observada nos anos de 1969, 1975, 1976, 1978, 1979, 1990 e 1997, classificados como ligeiramente secos. Nos anos de 1982, 1983, 1991 e 1992 observaram-se a presença de seca moderada, e nos anos de 1980 e 1998 ocorreu seca severa na referida localidade. O Comportamento médio anual do ISSP mostrou que em Sousa, há uma grande variabilidade temporal do ISSP. Dentre os valores negativos do ISSP predominou as condições de normal a ligeiramente seca. 8 Índice de Severidade de Seca de Palmer (ISSP) (b) Meses/Anos Figura 1b- Comportamento mensal/anual do Índice de Severidade de Seca de Palmer para Sousa - PB. O comportamento mensal/ anual do ISSP em Sousa, oscilou de extremamente úmido, meses de 1984, a extremamente seco, meses de De 1964 a 1967, o ISSP variou de normal a

6 extremamente úmido. De 1968 a 1977, o ISSP mensal variou de normal, 1968, 1970, 1971, 1972, 1973, 1974 e 1977, a ligeiramente seco em 1969, 1975 e Outro período úmido significativo corresponde aos meses de 1984 e 1985, com o ISSP oscilando de ligeiramente a extremamente úmido. Os períodos secos de destaque foram dos meses de 1978 a 1983, em que o ISSP variou de normal a extremamente seco, e de 1990 a 1992, com o ISSP apresentando a mesma variação. Dessa maneira, com base na analise da Figura 1b, pode-se afirmar que o ISSP em Sousa, apresentou-se mais negativo que positivo, mostrando que os períodos secos no referido local foram mais representativos que os chuvosos. O software também gerou os valores do ISSP obtidos por Palmer (1965) para o Estado de Iowa nos Estados Unidos da América, sendo em seguida adaptado as condições climáticas do Sertão do Estado da Paraíba, gerando os resultados apresentados nesta pesquisa. CONCLUSÕES O comportamento médio anual e mensal/anual do ISSP representou de forma satisfatória a precipitação observada em Sousa no período analisado. O modelo gerado na linguagem de programação Basic pode ser utilizado no cálculo do ISSP de qualquer localidade, mediante a adaptação do mesmo as condições climáticas locais. Esse estudo representa a primeira tentativa de se modelar o ISSP para o Estado da Paraíba. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS Cavalcanti, E.P.; Silva, E.D.V. Estimativa da temperatura do ar em função das coordenadas locais. In: XII Congresso Brasileiro de Meteorologia e II Congresso Latino-Americano de Ibérico de Meteorologia, Anais: Sociedade Brasileira de Meteorologia, v1, , Hargreaves, G.H.; Samani, Z.A. Reference crop evapotranspiration from temperature. Applied Engineering in Agriculture, v.1, n.2, p.96-99, Palmer, W. C. Meteorological Drought. Research Paper No. 45, U.S. Department of Commerce Weather Bureau, Washington, D.C., 65p., Palmer, W. C. Keeping track of crop moisture conditions, nationwide: the new Crop Moisture Index, Weatherwise, 21: , 1968.