DETERMINAÇÃO DE REGIÕES HOMOGÊNEAS EM PRECIPITAÇÃO PELO COEFICIENTE PLUVIOMÉTRICO E DEFINIÇÃO DE POS TOS REPRESENTATIVOS

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1 11.77 DETERMINAÇÃO DE REGIÕES HOMOGÊNEAS EM PRECIPITAÇÃO PELO COEFICIENTE PLUVIOMÉTRICO E DEFINIÇÃO DE POS TOS REPRESENTATIVOS Hélio dos satos Silva Beate Frak Palmira T. R. Rizzo PROJETO CRISE UNIVERSIDADE REGIONAL DE Caixa Postal 7-E Blumeau-SC. BLUMENAU-FURB R E S U M O Este trabalho apreseta uma metodologia para a determiação de regiões homogêeas em precipitação através do Coeficiete Pluviométrico (CP%), visado a defiição de um posto represetativo de cada região. A difereça do CP% em relação a 100 é chamada de resíduo. Seu sial é positivo ou egativo. Cosidera-se uma região homogêea a área de abragêcia dos postos que apresetam a mesma seqüêcia de siais ao logo do ao. O posto cujo CP% apreseta a meor varia ção em relação à média da região é cosiderado o represetativo.

2 II INTRODUÇÃO A idetificação de regiões homogêeas em precipitação é um problema com o qual o pesquisador freqüetemete se depara, pricipalmete quado está estudado uma região com dados escassos e ecessi ta apoiar suas coclusões as similaridades existetes com outra r~ gião mais favorecida de dados. A aálise deveria ser feita apeas com base a variável hidrome teorológica em questão (evaporação, precipitação, e outras) pois duas regiões distitas podem ser cosideradas homogêeas quato a uma variável mas ão o ser com respeito à outra. Etretato, a escassez de dados ão permite uma cofrotação direta, motivo pelo qual os trabalhosos estudos de regioalização, se utilizam relações físicas existetes etre a variável em questão e outras mais facilmete de se coseguir (Strobel, 1987). Por outro lado, quado se tem diversos postos de coleta de da~ dos uma região, de modo que seja relativamete alta a desidade de iformações, a ecessidade de se eleger um posto como represetativo traz obviamete uma simplificação as etapas de estudo, pricipalmete tedo sido a região determiada como homogêea a variável em questão, através de algum método cosistete. Um estudo da climatologia da precipitação pluviométrica foi desevolvido a Uiversidade Regioal de Blumeau (FURB), com o apoio da Fudação Baco do Brasil, através do seu Fudo de Icetivo à Pesquisa Cietífica (FIPEC). A aálise da precipitação esse estudo Silva et alii, 1988 (a) foi feita sob vários potos de vista: distribuição espacial e temporal, valores médios mesais e auais, variabilidade, comportameto regioal devido às ifluêcias da topografia, da proximidade com o mar e dos sistemas sióticos de grade escala (FIPEC-4, 1988). Para o Vale do Itajaí foram rigorosamete selecioados 47 postos e determiadas, prelimiarmete, 7 (sete) regiões homogêeas em precipitação (Frak et alii, 1986), através de cálculos de correlação cruzada etre os postos. Neste caso, foram assumidos os fatores R? 0.80 e a proximidade dos postos como prepoderates, além da aalise da topografia da região. As séries utilizadas foram tomadas a sua forma origial, apeas cosistidas, porém com falhas. Num segudo mometo, as falhas foram preechidas e os cálculos de correlação cruzada refeitos, levado a uma melhor delimitação das regiões homogêeas, em úmero de 5 (cico) (FIPEC-2, 1986). Quado se deseja cohecer o comportameto regioal da precipita ção, e ão apeas as relações de quatidade, o que realmete ideti fica as áreas de abragêcia dos postos semelhates, um parâmetro utilizado é o Coeficiete Pluviométrico (CP%). Apesar de ser um ter mo matemático, o CP% carrega detro de si uma importate iformação física, que pode ser extraída tato dos seus mapas de distribuição espacial para cada mês, como da marcha aual do seu vetor gradiete (Silva et alii, 1988 (b». 2. MÉTODO PARA A DEFINIÇÃO DOS POSTOS REPRESENTATIVOS Voltado às regiões homogêeas, passaremos a aalisar agora mais uma vez o comportameto do CP%, ou melhor, do chamado resíduo, que é CP% O agrupameto dos postos que apresetam o mesmo comportameto o sial (positivo ou egativo) do resíduo ao logo

3 II.79 do ao estabelece uma reg1ao homogêea. Desta forma, ecotramos uma região homogêe~ relativamete grade abragedo o iterior da Bacia do Itajaí, duas regiões que ocupam os divisores de água à sudeste e oroeste, uma que ocupa o divisor de águas ao orte estededo-se até o litoral, e fialmete a quita região que abrage a Serra do Itajaí (divisor etre o Itajaí-Mirim e o Itajaí-Açu). Estas regiões são apresetadas o mapa da Figura 1. Observa-se aida que os postos apresetados a Tabela 1 (FIPEC 3, 1988) como "idefiidos" quato a pertecer a uma região homogêea, foram icorporados agora a primeira região, por estarem localizados detro (EID) e próximo (E3A) desta região. Para obter o posto represetativo de cada uma das reg10es homogêeas foi adotado o seguite procedimeto: (a) Sejam El, E2,... Ei,... E os postos de uma reg1ao homogêea e sejam CP il a CP i os valores de CP% para o posto i. (b) Calcula-se o CP% médio de cada posto: MEDCP. = 1 L: CP. m = 1 1m e a média geral dos CP% da região: MEDIA = í: i 1 MEDCP. = 1 (c) Calcula-se a média dos CP% de todos os postos para cada mês: MEDIA m í: CP. i 1m = 1 (d) Calcula-se o desvio do CP. 1m DESVIO. = CP. - MEDIA. 1m 1m 1m em relação à média: (e) Calcula-se a média dos desvios para cada posto: MDES. = 1 í: m = 1 DESVIO. )/ 1m

4 11.80 (f) Calcula-se o DAM. 1. desvio absoluto médio para cada posto: L: m = 1 IDESVIO. 1.m - MDES I 1. (g) Calcula-se o desvio padrão para cada posto: L: (DESVIO. _ MDES.) 2 1~ m OP i ~ = 1 1.m 1. [ 11 (h) Calcula-se os parâmetros: MDES. DAM 1. MDES. e ~1. 1. (i) O poto que revela o meor valor dos coeficietes calculados o item (h) é o que melhor represeta o comportameto da chuva da região. Verifica-se o etato que o mesmo posto apreseta também o valor médio do CP% (MEDCP) mais próximo da MEDIA. Estes cálculos mostram (FIPEC-5, 1988) que para as regiões homogêeas 2 e 3, os passos (c) até (h) podem ser suprimidos, bastado a comparação dos MEDCP com a MÉDIA para defiir o posto represetativo. É assim que se procedeu com as Regiões 4 e 1. A região 5 dispesa tal aálise por se costituir de apeas um posto. 3. ANÁLISE DOS RESULTADOS O procedimeto descrito a seção aterior defie itidamete os postos represetativos das regiões 2 e 3, equato que o caso das regiões 1 e 4 aparecem dois postos com o mesmo valor de MEDCP próxi mo da MÉDIA. Resumido, o critério adotado para selecioar os postos represetativos é o seguite: (a) Toma-se como represetativo o posto cujo MEDCP mais se aproxima da MÉDIA da região; (b) Se houver dois ou mais postos com o parâmetro MEDCP coicidete se optará pelo posto cuja série de dados é mais loga. Sedo assim, defiimos como represetativos os seguites postos: Região 1 - ElD Região 2 - E8A Região 3 - E9H Região 4 - E3C Região 5 - EIL A Figura 2 apreseta um mapa da bacia com as regiões homogêeas e seus postos pluviométricos represetativos.

5 11.81 Como foi visto ateriormete, as reg~oes homogêeas obtidas pela aálise da correlação cruzada etre as séries auais de todos os 46 postos estudados tiveram uma boa cocordâcia com as regiões homogêeas obtidas pela aálise do coeficiete CP%. É iteressate observar, fialmete, que a cocordâcia ocorreu com o resultado da correlação cruzada, obtido ateriormete, das séries sem as falhas preechidas, o que deu margem a uma reflexão sobre a \'alidade do preechimeto de falhas ~ em séries temporais (Frak et alii, 1988). AGRADECIMENTOS Agradecemos ao meteorologista Dirceu L. Severo e ao hidrólogo Aderar Cordero pelas proveitosas discussões que icorporam este trª balho. Agradecemos aida ao Baco do Brasil S.A. - FIPEC pelo supor te fiaceiro da pesquisa. 1. FIPEC -2. Estudo Climatológico da Bacia do Itajaí e Implatação de Aálise Objetiva do Tempo para o Estado de Sata Cataria. Relatório Parcial 2 2. Blumeau, out/ FIPEC FIPEC - 4. idem. idem. Relatório Parcial 2 3. Blumeau, mai/87. Relatório Parcial 2 4. Blumeau, fev/ FRANK., B. et alii. Estudo Climatolóqico da Bacia do Itajaí: Resultados Prelimiares. Aais do IV Cogresso Brasileiro de Meteorologia. Br3sília (DF), 20-24, out (1) FRANK, B. et alii. Validade do Preechimeto de Falhas em Séries Temporais. V Cogresso Brasileiro de Meteorologia. Rio de Jaeiro, 7-11, ovembro/ SILVA, H.S.,.et alii. Estudo Climatológico da Precipitação a Bacia do Itajaí - Sata Cataria. V Cogresso Brasileiro de Meteorologia. Rio de Jaeiro, 7-11, ovembro/ SILVA, H.S. et alii. Aálise da Distribuição Espacial e Temporal do Coeficiete Pluviométrico para a Bacia do Itajaí-sC. V Cogresso Brasileiro de Meteorologia. Rio de Jaeiro, 7-11, ovembro/ STROBEL, O. M., Idetificação de Regiões Hidrologicamete Homogêeas Através de Aálise Fatorial de Compoetes Pricipais. Revista Brasileira de Egeharia, 2 1, vol. 5, ABHRH, Cader o de Recursos Hídricos, Rio de Jaeiro (RJ),

6 ESCA LA GRÁFICA O 25 ~ 1~ IOOKm E3 E3 I H H CP N (3 \".ACIA DO RIO AJAf.,. aacla DO 11.0 ITAJA' I, I "$OUISA 'II"'''CIA~ "(l,.o...co DO IilUsu.. I " AT."vh DO 1111 'UNOO Dl INCe.vo.. I'UOulU "itcnlco-cll",iplca ',.rrel Flg. I PlSOU'S. 'INANCIADA "(LO 'ANCO 00."ASIl.. S... at...c:. DO SI:U ""'NOO OI,"'[NOIIO.. HSOU"-ll TtC'UC.O CllNlícA C,.'-f:C I REGiÕES HOMOGENEAS POSTOS REPRESENTATIVOS Flg. 2