estimativas preliminares da chuva, no estado do … · ipc para o inverno de 1983. figura 5 –...
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ESTIMATIVAS PRELIMINARES DA CHUVA, NO ESTADO DO
PARANÁ, UTILIZANDO O ÍNDICE DE PRECIPITAÇÃO
CONCENTRADA
Jonas Teixeira Nery (a), Beatriz Siqueira(b)
(a)UNESP-Ourinhos (aposentado)
(b)Departamento de Geografia/Instituto de Geociências, UNICAMP,
Eixo: A Climatologia no contexto dos estudos da paisagem e sociambientais
Resumo/
A proposta desse trabalho foi analisar a chuva no estado do Paraná. Para tanto foi
utilizado o Índice de Precipitação Concentrada, utilizando um período de 39 anos (1976 a 2015),
para 56 séries pluviométricas distribuídas espacialmente nesse estado. A avaliação da
distribuição da precipitação pode ser realizada com a utilização de índices climáticos, que
podem ser usados na classificação e interpretação dos resultados. O Índice de Concentração da
Precipitação IPC, teve o intuito de definir a variabilidade temporal das chuvas durante o ano,
bem como durante a sazonalidade (inverno) e os períodos secos e úmidos.
Palavras chave: índices, precipitação, concentração sazonal, concentração suprasazonal.
1. Introdução
A precipitação pluviométrica é um dos elementos meteorológicos que exerce maior
influência sobre as condições ambientais e em quase todas as atividades produtivas
desenvolvidas no campo. Diversos trabalhos de engenharia são afeta dos de forma direta ou
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indireta, tanto pela ocorrência da chuva, quanto por sua ausência. Segundo Silva et al. (2003)
a precipitação é a variável meteorológica que influencia diretamente no balanço
hídrico de uma região, podendo-se por meio dela determinar o excesso ou escassez de chuva
de uma determinada região.
A chuva é um dos fatores meteorológicos que apresenta grande variação espacial e
temporal. A distribuição e a variação da precipitação, no tempo e no espaço, são as principais
características climáticas de uma região (KELLER FILHO et al. 2006)
Com o objetivo de quantificar a precipitação mensal e a heterogeneidade da
precipitação em um ano Oliver (1980) e De Luis et al. (1997) desenvolveram o Índice de
Precipitação Concentrada (IPC). Dessa forma o Índice de Concentração da Precipitação
IPC (ou PCI – Precipitation Concentration Index) foi proposto por Oliver (1980) com intuito
de definir a variabilidade temporal das chuvas durante o ano.
De Luis et al. (2011) afirmam que esse índice permite compreender o
comportamento da concentração da chuva num espaço e uma vez que a chuva influencia
diretamente na recarga e no fluxo das águas subterrâneas, o conhecimento espacial e
concentração da mesma se torna indispensável.
Esse índice é calculado para estações chuvosas e secas, em escalas anuais, sazonais e
suprasazonais. Quanto maior o seu valor, maior a concentração da precipitação. Entretanto,
algumas alterações nos seus valores podem ser complexas e estar relacionadas às
características globais e sinóticas da atmosfera e com fatores locais que afetam as tendências
da precipitação (LUIS et al. 2011).
Em seu trabalho sobre a quantificação dos extremos de precipitação no Huai River,
China, Peng Shi (2013) aborda o estudo realizado por Coscarelli e Caloiero (2012). Os
autores verificaram que o lado oriental da região Sul da Itália apresenta altos valores do IPC.
Entretanto, De Luis et al. (2010, 2011) ao analisar a relação entre tendências de IPC e
precipitação média anual na Espanha, encontraram um comportamento inverso entre
precipitação anual e sazonal dos valores do índice no local.
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Se o aumento da concentração de chuva ocorrer diariamente, a frequência de
precipitação diária é que vai aumentar, sendo que o total anual permanece o mesmo ou
aumenta com o passar do tempo. Entretanto, se a situação for contrária, ou seja, queda no
valor anual de precipitação significa que a frequência diária das mesmas pode estar
diminuindo. O estudo realizado por Mueller e Pfister (2011) indicou que o aumento de
eventos de precipitações intensas ao longo dos últimos 35 anos foi mais acentuado na estação
do verão (julho a setembro), mas foi detectado também em outras estações do ano.
Deste modo, o objetivo deste trabalho é analisar a distribuição espacial do IPC no
estado do Paraná.
2. Material e Método
Foram analisadas 59 séries pluviométricas, distribuídas espacialmente no estado do
Paraná, Figura 1. O período analisado foi de 1976 a 2015. Os dados foram extraídos da
Agência Nacional de Água (ANA), totalizando 56 séries pluviométricas. Dados faltantes em
algumas das séries foram preenchidos com o posto mais próximo.
O Índice de Precipitação Concentrada (IPC) é um indicador na distribuição espacial e
temporal da precipitação, tradicionalmente aplicado em escalas anuais. Quando o valor
aumenta, significa maior concentração da precipitação. Além disso, o índice advém de outro
índice, (índice de Fournier), especializado na análise de sistemas naturais, como por exemplo,
a erosão do solo, (DE LUIS et al. 2011).
O IPC, além de definir a variabilidade temporal das chuvas, também é de grande
interesse nos estudos da erosão do solo, visto que possui efeito dinâmico mais ativo quanto
maior sua concentração no tempo.
Alterações nos valores do IPC parecem ser complexas e podem estar relacionadas
com as características globais e sinóticas da atmosfera e com fatores locais que afetam as
tendências da precipitação, (DE LUIS et al. 2011).
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De Luis et al. (2011) afirmam que esse índice permite compreender o
comportamento da concentração da chuva num espaço e uma vez que a chuva influencia
diretamente na recarga e no fluxo das águas subterrâneas, o conhecimento espacial e
concentração da mesma se torna indispensável.
O índice modificado é expresso por:
12
1
2
12
1
2
)(
*100
i
i
i
i
anual
P
p
IPC
Onde pi é a quantidade de chuvas do ith mês, calculado para cada um dos
pluviômetros e para cada ano, durante o período de estudo. Conforme descrito por Oliver
(1980), os valores de IPC < 10 indicam uma distribuição uniforme de precipitação mensal
(baixa concentração de precipitação), enquanto os valores entre 11 e 15 indica moderada
concentração de precipitação, 20 > IPC > 16 indica irregularidade na distribuição da
precipitação e IPC > 20 indica alta concentração na precipitação.
O índice também pode ser calculado em escala sazonal para os meses
correspondentes as estações do verão, outono, primavera e inverno, (DE LUIS et al. 2011):
3
1
2
3
1
2
)(
*25
i
i
i
i
sazonal
P
p
IPC
Segundo Michiels, Gabriels e Hartmann (1992), a concentração sazonal da chuva é
classificada conforme Tabela I.
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Tabela I- Classificação do Índice de Concentração de chuva (sazonal).
O índice de precipitação concentrada foi também calculado para escala sazonal, ou
seja, verão (dezembro a março), primavera (março a maio), inverno (junho a agosto) e outono
(setembro a novembro). Esse índice para a escala suprasazonal: período úmido (outubro a
março) e período seco (abril a setembro).
Também em uma escala suprasazonal, no período úmido, que compreende os meses
de outubro a março e seco, de abril a setembro, (LUIS et al. 2011):
6
1
2
16
1
2
)(
*50
i
i
i
i
P
p
IPCss
Conforme equações do IPC sazonal e suprasazonal, o menor valor do IPC é de 8,3,
indicando uniformidade na distribuição da precipitação. Assim como, valores próximos de
16,7 indicam que a precipitação total foi concentrada em meio do período e valores de IPC
acima de 25, que a precipitação total ocorreu em 1/3 do período, o que significa que o total
anual da precipitação ocorre em quatro meses.
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Figura 1- Localização dos postos pluviométricos, para o período estudado, no estado do Paraná.
3. Discussão dos resultados
Na Figura 2 pode-se observar a distribuição espacial do Índice de Precipitação
Concentrada, para o período analisado (1976 a 2015). Observe que os valores do índice
estiveram entre 11 e 13, o que, segundo Oliver (1980) sugere moderada concentração de
precipitação, no estado do Paraná.
Foram analisados o índice para o inverno de cada ano, dentro do período. O índice de
concentração de precipitação calculado em uma escala sazonal (inverno) mostrou padrões
espaciais complexos de precipitação no estado (Figura 3 a 9). Durante o inverno, maiores
valores de IPC foram detectados ao norte, nordeste e noroeste da área de estudo, enquanto
valores mais baixos são detectados em áreas ao sul, sudeste e sudoeste da área de estudo.
Na Figura 3 pode-se observar a distribuição espacial desse índice, oscilando entre 9
(a nordeste) e 24 (noroeste) do estado, no ano de 1978. Pode-se observar que mais a nordeste
do estado tem-se uniformidade na distribuição da precipitação e mais a nordeste a
precipitação esteve concentrada mais no período.
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Figura 2 – Distribuição espacial dos valores do
Índice de Precipitação Concentrada.
Figura 3 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o inverno de 1978.
Como se pode observar, na Figura 4 não houve uniformidade na distribuição da
precipitação, no inverno de 1983, pois os valores das isolinhas foram superiores a 8,3 e com
valores próximos a 16,7 observou-se precipitação total concentrada em meio período, não
havendo valores de IPC acima de 25.
Na Figura 5 tem-se a distribuição espacial do IPC para o inverno de 1986. Não se
observou uniformidade na distribuição da precipitação, nesse período, pois os valores das
isolinhas foram superiores a 8,3. Com valores próximos a 16,7 tem-se que a precipitação total
ficou concentrada em 1/2 do período.
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Figura 4 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o inverno de 1983.
Figura 5 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o inverno de 1986.
As Figuras 6 e 7 apresentaram valores do IPC para o inverno superiores a 22, sendo
que a distribuição espacial dos valores do IPC para o ano 1988 apresentou ao norte valor de
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25, ou seja, o total anual da precipitação ocorre em quatro meses, nessa faixa do estado. Já
valores próximos de 16,7 indicam que a precipitação total foi concentrada em meio do
período, conforme pode ser observada, tanto na Figura 6, quanto na Figura7.
Quanto menor o valor do IPC melhor é a sua distribuição sazonal, ou seja, a
precipitação é mais uniforme ao longo do ano, o que implica em menores riscos de estiagens e
de erosão do solo (Gil, 2012; Viola et al., 2014).
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Figura 6 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o inverno de 1988.
Figura 7 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o inverno de 2007.
Nas Figuras 8 e 9 observa-se as distribuições espaciais do IPC para os anos 2012 e
2015 (análise do período de inverno). Há uma variabilidade nos valores do IPC (inverno),
com maiores valores no ano de 2012 (maior irregularidade na chuva), em comparação com o
ano 2015.
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Figura 8 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o inverno de 2012.
Figura 9 – Distribuição espacial dos valores
do IPC para o inverno de 2015.
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As variações sazonais e espaciais do IPC devem-se à atuação de mecanismos
responsáveis pela formação das chuvas no estado do Paraná, visto que esse estado, segundo
Grimm (2009), apresenta grandes contrastes no regime de precipitação, com transição, com a
estação chuvosa iniciando-se na primavera e terminando no início do outono, resultando em
grandes diferenças entre o verão e outono.
A concentração da chuva em um ano é um aspecto importante do clima. Uma
distribuição “desequilibrada” das chuvas resulta em períodos de excesso de chuvas e períodos
de seca, que dificultam o crescimento de plantas e culturas. A concentração de precipitação
necessita ser considerada na avaliação e previsão de perdas de solo por erosão hídrica.
Índice de concentração de precipitação no período úmido apresentou os valores do
IPC inferior a sudeste e superior a norte, para o ano 1978 (Figura 10). Em 1978, período
úmido, na parte noroeste e leste tem-se IPC igual a 12 (de acordo com a Tabela concentração
moderadamente sazonal), já a nordeste o IPC alcançou valor equivalente a 18, ou Seja,
concentração sazonal. Já para ano 1983 o padrão se mantém, Figura 11. Em 1983 foi um ano
de concentração sazonal e moderadamente sazonal.
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-54 -53 -52 -51 -50 -49
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Figura 10 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o período seco (1978).
Figura 11 – Distribuição espacial dos valores
do IPC para o período seco (1983).
O ano 1986 apresentou-se com concentração sazonal e moderadamente sazonal,
Figura 12, mas o ano 1988 apresentou na parte central e a nordeste do estado como fortemente
sazonal, de acordo com a tabela.
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Figura 12 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o período seco (1986).
Figura 13 – Distribuição espacial dos valores do
IPC para o período seco (1988).
4. Considerações finais
O entendimento da distribuição da precipitação e a correlação desta com desastres
naturais, como secas e inundações, são de extrema importância para a sociedade, bem como,
para o poder público, que deve criar medidas de prevenção e mitigação proporcional ao
impacto causado.
O Índice de Concentração de Precipitação (IPC) apresentou uniforme concentração
de precipitação tanto para a série anual, quanto para as escalas semestral e sazonal.
5. Referências Bibliográficas
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