Tutorial Interpretando o Prognóstico Climático Sazonal COMO TRADUZIR A FAIXA NORMAL EM MILÍMETROS DE PRECIPITAÇÃO i RESUMO O prognóstico climático sazonal de precipitação é usualmente expresso pelas probabilidades de que a chuva acumulada dos próximos três meses, em uma determinada região, se situe abaixo da faixa normal, na faixa normal, ou acima da faixa normal. Aqui, entende se por faixa normal o tercil médio da distribuição climatológica da chuva acumulada no trimestre em foco, em uma dada localidade. Definida a localidade de interesse, para que se possa expressar a informação do prognóstico em termos físicos (mm de chuva), é necessário que se conheçam os valores do limite inferior e do limite superior da faixa normal (percentis 33 e 67) para o trimestre em questão. Esta nota revê conceitos básicos associados à previsão climática sazonal probabilística de precipitação e apresenta um aplicativo disponibilizado na página do INMET na Internet que informa os valores desses limites para 549 pontos distribuídos em todo o território nacional, e auxilia o usuário do prognóstico climático a estimar valores correspondentes para qualquer localidade de seu interesse. APRESENTAÇÃO A Figura 1 mostra o mapa que sintetiza o Prognóstico Climático de Consenso para o período Março Abril Maio de 2011, disponível em http://www.inmet.gov.br Clima> Previsão Climática > Prognóstico Climático Trimestral, bem como em http://clima1.cptec.inpe.br. Resultou da reunião climática coordenada pelo CPTEC/INPE com participação do INMET e de Centros Estaduais de Meteorologia e Recursos Hídricos, realizada em meados de fevereiro de 2011. Expressa a opinião acordada entre os técnicos que participaram daquele evento com respeito ao comportamento esperado da chuva acumulada ao longo do trimestre que se seguiria à reunião. Este tutorial pretende rever o significado do mapa e mostrar como, valendo se de informações complementares, o usuário pode tirar mais proveito das informações nele fornecidas. Figura 1. Prognóstico de Consenso para a precipitação acumulada do trimestre de março a maio de 2011, elaborado em reunião de representantes do CPTEC/INPE, INMET e Centros Estaduais de Meteorologia e Recursos Hídricos realizada em meados de fevereiro de 2011.
2 O QUE ISTO SIGNIFICA? Para facilitar o raciocínio, considere se o caso de uma localidade específica, como Florianópolis, Santa Catarina. Analisando os dados da chuva acumulada nos meses de março a maio, ao longo de várias décadas, verifica se que eles se distribuem conforme a Figura 2. Figura 2. Distribuição da chuva acumulada observada em Florianópolis, SC no trimestre Março Abril Maio. Fonte: www.inmet.gov.br Clima>Climatologia> Distribuições de Probabilidade. Este levantamento indica que em aproximadamente 1/3 dos casos a chuva acumulada observada em Florianópolis no período de março a maio (MAM) se situará abaixo de 330 mm, em 1/3 dos casos se situará acima de 445 mm e nos restantes 1/3 dos casos se situará entre estes dois valores. Os valores de 330 mm e 445 mm (aproximadamente) definem, neste caso, o tercil médio da distribuição, usualmente referido como faixa normal. A Figura 1 informa que a previsão para o período MAM de 2011, em Florianópolis, é de uma probabilidade de 40% de chuva acima da faixa normal, 35% de chuva na faixa normal e 25% de chuva abaixo da faixa normal. Combinando essa informação com a da Figura 2, pode se ser bem mais específicos e traduzir a informação anterior como: a probabilidade de que a chuva acumulada se situe acima do patamar de 445 mm é de 40%, a probabilidade de que se situe entre 330 e 445 mm é de 35%, e a probabilidade de que se situe abaixo do patamar de 330 mm é de 25%. Os valores 330 mm e 445 mm representam, respectivamente, o Limite Inferior (LI) e o Limite Superior (LS) da Faixa Normal da precipitação acumulada, para a estação meteorológica do INMET em Florianópolis, no trimestre de março a maio. Distribuição de Probabilidade Prevista A representação deste caso em termos de distribuições de probabilidade é ilustrada na Figura 3. Nesta, considerou se que a precipitação acumulada no trimestre segue uma Distribuição Gama. A Figura 3 (a) mostra as Funções Distribuição Acumuladas associadas à Climatologia, linha azul, e ao Prognóstico Climático de Consenso, linha vermelha (FORTES et al. 2010). A Figura 3 (b) mostra as Funções Densidade de Probabilidade correspondentes aos dois casos.
3 (a) (b) Figura 3. Distribuições de Probabilidade da Precipitação Acumulada em Florianópolis, no Trimestre Março Abril Maio. As linhas em azul indicam a Climatologia, e as em vermelho indicam a previsão do Prognóstico de Consenso para o ano de 2011. Na Figura (a) são mostradas as Funções Distribuição Acumuladas e na Figura (b), as Funções Densidade de Probabilidade. Na Figura 3(a) pode se ler diretamente no eixo Y que a Probabilidade da Chuva situar se abaixo do Limite Inferior da Faixa Normal é de 1/3 no caso da Climatologia e de 0,25 no caso do Prognóstico. Analogamente, a probabilidade de a Chuva situar se na Faixa Normal i.e., entre o Limite Inferior e o Limite Superior é de 1/3 no caso da Climatologia, e de 0,35 (i.e. 0,6 0,25) no caso do Prognóstico, e a probabilidade de a Chuva situar se acima do Limite Superior da Faixa Normal é de 1/3 no caso da Climatologia e de 0,4 no caso do Prognóstico. A Figura (b) mostra as Funções Densidade de
Probabilidade: vê se que a FDP Prevista resulta de aplicar se à FDP Climatológica um pequeno deslocamento para a direita (aumento da média) e um estreitamento quase imperceptível da curva em forma de sino (diminuição da variância). Os valores 0,25, 0,35 e 0,40 indicam as áreas sob a curva em vermelho à esquerda de LI (área amarela), entre LI e LS (área cinza), e acima de LS (área verde), e correspondem às probabilidades de a Chuva Acumulada Prevista situar se em cada um destes intervalos. 4 ONDE OBTER LI E LS? O INMET oferece em seu sítio da Internet um aplicativo destinado especificamente a informar ao usuário os Limites da Faixa Normal da Precipitação Trimestral para diferentes localidades. Está disponível em Clima>Climatologia> Faixa Normal da Precipitação Trimestral e apresenta estas informações para um conjunto de 549 pontos no território nacional. Destes, 356 correspondem a estações climatológicas do INMET. Os outros 193 pontos correspondem a pontos de uma grade com espaçamento de 0,5 graus cujos valores foram obtidos pela Universidade de Delaware por interpolação de informações climáticas das estações do INMET e de outras instituições nacionais, como CPTEC, ANA, Funceme e Simepar (SILVA, 2010). (a) (b) Figura 4. Aplicativo disponível em www.inmet.gov.br Clima>Climatologia> Faixa Normal da Precipitação Trimestral, destinado a informar os limites do tercil médio (faixa normal) da distribuição climatológica de precipitação trimestral. A figura ilustra o caso de Florianópolis, Santa Catarina. Associada a cada um dos 549 pontos há uma tabela com os dados da estação ou ponto de grade, seguidos dos valores de LI, LS e da Média da Precipitação Trimestral do ponto para cada um dos 12 trimestres móveis do ano. Uma interface Google Maps facilita ao usuário encontrar o(s) ponto(s) de estação mais próximo(s) à localidade de seu interesse (caso não exista estação exatamente na localidade de interesse, o usuário poderá estimar os valores para tal localidade por interpolação dos
valores em pontos mais próximos). Para chegar à sua região de interesse, o usuário poderá valer se dos recursos de zoom e de deslocamento propiciados pelo Google Maps (botões no canto superior esquerdo do mapa) ou poderá digitar o nome da localidade no campo retangular disponibilizado no canto superior direito do mapa e acionar, em seguida, o botão Pesquisar A Figura 4 (a) ilustra a interface e a Figura 4(b) mostra a tabela obtida quando se seleciona a estação de Florianópolis, Santa Catarina. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS FORTES, L. T. G.; SILVA, F. D. S.; SANTOS, L. A. R.; PARENTE, E. G. P. Previsão Climática Sazonal expressa como Função Distribuição de Probabilidade. In: XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, 2010, Belém. A Amazônia e o Clima Global, 2010. SILVA, F. D. S.; FERREIRA, D.B.; SARMANHO, G. F.; SANTOS, L. S. F. C.; FORTES, L.T.G.; PARENTE, E. G. P. Tendências de Alterações Climáticas da Precipitação Observadas no Brasil de 1961 a 2008 Utilizando Dados Gradeados. In: XVI Congresso Brasileiro de Meteorologia, Belém. Anais, 2010. i Versão original produzida em 11/04/2011 por Lauro T. G. Fortes, CDP/INMET; lauro.fortes@inmet.gov.br. Atualizada em 23/05/2011.