RECORRÊNCIA DE CHUVAS FORTES NA CIDADE DE SÃO PAULO

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1 RECORRÊNCIA DE CHUVAS FORTES NA CIDADE DE SÃO PAULO 5/1 1 de Setembro de 1 Departamento de Casualty & Marine Munich Re do Brasil 1. Introdução Os impactos causados por condições adversas de tempo afetam toda e qualquer atividade. Essas condições são destacadas quando uma tempestade atinge regiões populosas, causando paralisação das atividades humanas, prejuízos na economia, perdas materiais e fatais. Um dos fenômenos meteorológicos que lidera, em todo o mundo, como o causador de perdas são as enchentes ou enchentes rápidas. A compreensão do comportamento das variáveis do clima ajuda na definição de parâmetros para minimizar as perdas. O objetivo do trabalho foi desenvolver uma análise estatística para chuvas máximas na cidade de São Paulo, no período de 193 a julho de 1, relacionando freqüência e intensidade. A partir deste estudo foi possível conhecer o comportamento das chuvas intensas na cidade de São Paulo.. Dados e metodologia A intensidade da precipitação é definida como o volume de água que cai na unidade de tempo e pode ser medida num período de vários minutos ou de horas. A OMM (Organização Meteorológica Mundial) recomenda alguns critérios para se determinar a intensidade da precipitação, são eles: Quantidade de água por hora, no pluviômetro Aspecto da superfície do solo, quando é atingindo pelo fenômeno. Visibilidade horizontal. Chuvisco fraco = precipitação de no máximo de,3 milímetros por hora (mm/h). Chuva fraca = precipitação de 1,1 até 5, milímetros por hora ou no máximo,8 milímetros em 1 minutos. Chuva moderada= precipitação acima de 5,1 até 6, milímetros por hora ou no máximo 6, milímetros em 1 minutos. Chuva forte = precipitação acima de 6, milímetros por hora ou 1, milímetros em 1 minutos. A OMM recomenda alguns critérios para o calculo de normais climatológicas. Essas médias têm períodos padronizados de 3 anos, sucessivamente. No Brasil, as médias tiveram inicio a partir de Para este estudo utilizamos chuvas máximas registradas em menos de horas, a partir da série de dados da estação meteorológica oficial do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET/SP) localizada no Mirante de Santana na zona norte da cidade de São Paulo. Trabalhamos com duas séries: chuvas Página 1

2 máximas mensais, desde janeiro de 193 a julho de 1 e dados diários desde janeiro de 197 a julho de Análise estatística e resultados A base de dados utilizados é a mais completa e longa série histórica de dados observados sobre a cidade de São Paulo. A primeira figura mostra toda a série de valores máximos mensais observados entre 193 e 1. Precipitação (mm) Valores Mensais Máximos de chuva em horas entre 193 e Figura 1: Histórico de valores mensais máximos registrados entre 193 e 1 na cidade de São Paulo 3.1 Período de recorrência É possível traçar as curvas de Tempo de Retorno, que representam quantos anos é necessário para que um determinado valor de volume de chuva seja excedido. Desta forma é possível saber o tempo de recorrência para determinados valores de acumulado de chuva. O resultado da curva de tempo de recorrência será apresentado em forma de gráfico, cuja escala de anos (eixo das abscissas) está em escala logarítmica para facilitar a leitura dos dados, já que para valores mais elevados de chuva acumulada, é esperado um alto valor de tempo de recorrência. O gráfico a seguir mostra a curva de retorno para volumes de chuva acumulada em horas na cidade de São Paulo. Em seguida, o gráfico mostra o mesmo resultado, porém em escala linear. Página

3 Precipitação horas (mm) Tempo de Retorno de Precipitação Acumulada em horas na cidade de São Paulo (83781) ,1, Número de anos Figura : Tempo de Retorno de chuva acumulada horas na cidade de São Paulo, com base nos dados diários do Mirante de Santana, INMET Página 3

4 Apresentamos na tabela a seguir, com base nos cálculos estatísticos da série histórica, os resultados de tempo de retorno para chuvas entre e 19 milímetros acumulados em horas na cidade de São Paulo (zona norte). Para consultar o tempo de retorno de determinada chuva na tabela, siga o exemplo: para determinar o tempo de retorno para uma chuva de 56 milímetros, na tabela, encontre a linha de 5 mm e cruze com a coluna de 6 mm, o resultado é,31 anos, ou seja uma chuva de 56 mm é esperada ocorrer em menos de meses. Tempo de Retorno (anos) - Chuva horas na cidade de São Paulo Prec (mm) ,3,3,3,3,3,3,3,3,3,3 1,3,3,3,3,3,3,3,,,,,,,,,,5,5,5,5 3,6,6,6,7,7,7,8,8,9,9,1,11,1,1,13,1,15,16,18,19 5,,,3,5,7,9,31,3,36,39 6,,6,9,53,57,6,66,7,77,8 7,9,97 1,5 1,13 1, 1,3 1,3 1,5 1,67 1,8 8 1,9,1,7,5,65,86 3,9 3,3 3,61 3,9 9,1,55,91 5,31 5,7 6, 6,7 7, 7,8 8,5 1 9,13 9,87 1,6 11,5 1, 13, 1,5 15,7 16,9 18, ,8 1, 3,1 5, 7,1 9, 31,6 3,1 36,9 39,9 1 3,1 6,6 5,3 5, 58,8 63,5 68,7 7, 8, 86, , Tabela 1: Tempo de retorno, em anos, de volume de chuva acumulado em horas para a cidade de São Paulo. Os resultados mostram que para um tempo de retorno de um ano, o volume de chuva esperado é de 7 mm, ou seja, em média, espera-se que esse valor ocorra ao menos uma vez por ano. Página

5 3. Variação das chuvas ao longo da série Neste capítulo será abordado o comportamento dos elevados volumes de chuva ao longo da série (variabilidade) na cidade de São Paulo. Número de ocrrências, por década, de chuva acumulado em horas >7 mm >8 mm >9 mm >1 mm década de 197 década de 198 década de 199 década de Figura 3: Número de ocorrência de volumes de chuva, separados por década. Os resultados do gráfico acima mostram que o número de ocorrências teve um aumento gradual entre as décadas de 7 e 8, com crescimento acentuado entre a década de 8 e 9 para quase todas as categorias de chuva acumulada em horas (intensidades acima de 7 mm). Para intensidades acima de 9 mm, o acréscimo no número de ocorrências foi gradual, sendo que o aumento foi significativo a partir da década de 8. Para intensidades acima de 1 mm, observa-se um ligeiro acréscimo ao longo das décadas, com exceção da década de 8 que teve um aumento marcante no número de eventos. Para um melhor entendimento da elevação no número de eventos ao longo da série histórica, foram elaborados gráficos com o número de dias em que as chuvas ficaram acima de 6, 7, 8 e 9 milímetros, desde janeiro de 197 até julho de 1. Página 5

6 Nos gráficos a seguir, também foram acrescentados as linhas estatísticas de tendência, representadas por uma reta vermelha, que indicam justamente se a série está com uma tendência de diminuição ou aumento. 6 Número de ocorrência por ano de chuva acima de 6 milimetros em horas Número de ocorrências Figura : Número de ocorrências de chuva acima de 6 milímetros, por ano, e a curva de tendência 6 Número de ocorrência por ano de chuva acima de 7 milimetros em horas Número de ocorrências Figura 5: Número de ocorrências de chuva acima de 7 milímetros, por ano, e a curva de tendência Página 6

7 Número de ocorrência por ano de chuva acima de 8 milimetros em horas Número de ocorrências 3 1 Figura 6: Número de ocorrências de chuva acima de 8 milímetros, por ano, e a curva de tendência Número de ocorrência por ano de chuva acima de 9 milimetros em horas Número de ocorrências 3 1 Figura 7: Número de ocorrências de chuva acima de 9 milímetros, por ano, e a curva de tendência Página 7

8 Em todos os resultados representados nos gráficos, sem exceção, a linha de tendência teve um aumento no número de ocorrências ao longo da série, desde 197 até 1. A tabela a seguir ilustra todos os valores de chuva que excederam a marca dos 1 mm, em horas, na cidade de São Paulo desde 193: Data Valor (mm) 1 de janeiro de , 7 de janeiro de , 15 de janeiro de ,8 19 de janeiro de ,5 de fevereiro de ,8 17 de fevereiro de ,7 1 de dezembro de ,8 16 de janeiro de , 11 de março de , 5 de maio de 5 1, 8 de fevereiro de 7 13,3 3. Conclusão A partir da análise estatística dos dados diários de chuvas máximas na cidade de São Paulo, representada pela estação oficial do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), concluímos que as chuvas intensas, acumuladas em horas, estão ocorrendo com maior freqüência. As chuvas intensas ocorridas em horas tiveram aumento significativamente a partir da década de 8 para quase todas as categorias de chuva (6, 7, 8 e acima de 9 mm). Podemos destacar as chuvas acima de 7 mm, que tiveram uma elevação considerável da década de 8 para a de 9 e se mantiveram na década de. Para valores acima de 9 mm, observamos um acréscimo gradativo entre as décadas e 7 e (figura 6). Com o objetivo de comparar a evolução dessas intensidades, efetuamos os cálculos para o tempo de retorno das séries: de 197 a 1; de 199 a 1 e de a 1. Os resultados para o tempo de recorrência confirmam a mesma tendência de crescimento. Quanto mais nos aproximamos da década de, menor é o tempo de retorno para volumes elevados de chuva (figura 1). Trabalho elaborado em parceria com a Weather System Contato: Tobias Heister, Head of Casualty & Marine Department theister@munichre.com Neide Oliveira Weather System wsys@wsys.com.br Página 8