Revista Brasileira de Meteorologia - Climatology of the rainy period behavior in the southeast region of Brazil

Revista Brasileira de Meteorologia.vol.22no.3So PauloDec.2007

CLIMATOLOGIA DO COMPORTAMENTO DO PERODO CHUVOSO DA REGIO SUDESTE DO BRASILCLIMATOLOGY OF THE RAINY PERIOD BEHAVIOR IN THE SOUTHEAST REGION OF BRAZIL

Rosandro Boligon MinuzziI, II; Gilberto Chohaku SediyamaI, III; Elton da Motta BarbosaI, IV; Jlio Csar Ferreira de Melo JniorVIUniversidade Federal de Viosa, Dep. Engenharia Agrcola, Av. P.H.Rolfs, s/n, CEP:36570-000 Viosa MG, Brasil IIE-mail: rbminuzzi@hotmail.com IIIE-mail: g.sediyama@ufv.br IVE-mail: emb_blaster@yahoo.com VUniversidade Vale do So Francisco CENAMB Caixa Postal 309, CEP: 48909-810, Juazeiro BA, Brasil E-mail: juliomelo@univasf.edu.br

RESUMOForam analisados dados dirios de 203 estaes pluviomtricas localizadas na regio Sudeste do Brasil, com o objetivo de caracterizar climaticamente e analisar a tendncia do comportamento do perodo chuvoso. Os resultados indicam que o perodo chuvoso inicia mais cedo (entre 13 e 22 de setembro) e tem maior durao (210 a 229 dias) na regio litornea de So Paulo. Comportamento oposto ao observado nas regies Norte e Vale do Jequitinhonha, em Minas Gerais, onde o perodo chuvoso inicia em mdia, entre os dias 23 de outubro a 2 de novembro, durando apenas 136 a 155 dias. As datas de incio e a durao do perodo chuvoso esto fortemente correlacionadas entre si, bem como, entre o total de precipitao e a durao do perodo chuvoso em praticamente todo o Sudeste do Brasil. De modo geral, desde meados da dcada de 1970, o perodo chuvoso tem iniciado precocemente e durado mais no Sudeste do Brasil. Quanto quantidade de chuva, esta tem ocorrido em maiores quantidades somente na rea MG3 (sudeste de Minas Gerais) e no estado de So Paulo.

Palavras-chaves: Perodo chuvoso, precipitao e Sudeste do Brasil.

ABSTRACT

Daily data from 203 pluviometric stations, located in the Southeast region of Brazil, were studied with the objective to characterize climatically and analyze the tendency of the behavior of the rainy period. The results indicate that the rainy period begins early (between 13 and September 22th) and has larger duration (210 to 229 days) at the coastal area of So Paulo. Behavior opposed to the observed in the areas North and Vale do Jequitinhonha, in Minas Gerais, where the rainy period begins on average, among October 23th on November 2nd, only lasting 136 to 155 days. The duration and the dates at the beginning of the rainy period are strongly correlated, as well as, among the precipitation total and the duration of the rainy period in practically the whole Southeast region of Brazil. In general, from middles of the 1970's, the rainy period has started earlier and lasted more in the Southeast region of Brazil. In regard to the amount of rain, it has been occurred in larger amounts only in the MG3 (Southeast of Minas Gerais) area and in the State of So Paulo.

Keywords: Rainy period, precipitation, Southeast of Brazil.

1. INTRODUOA distribuio espao-temporal das chuvas uma caracterstica regional muito importante, seja para a sociedade como economia. Alm disso, o conhecimento dessa caracterstica pode orientar decises quanto s medidas necessrias para minimizar os danos decorrentes da irregularidade das chuvas (Piccinini, 1993).

No contexto da agricultura de sequeiro, Stewart (1990) destaca que a estao de crescimento das culturas depende da poca em que as chuvas efetivamente comeam. Perodos chuvosos com incio precoce, em geral, so potencialmente superiores na produtividade das culturas, em relao aos perodos chuvosos de incio tardio. Machado et al. (1996) tambm atentaram na importncia do comportamento do perodo chuvoso para a agricultura. No estudo, os autores definiram as datas de incio dos perodos chuvosos (IPC) atravs de classes e as probabilidades de ocorrncia de que as estaes chuvosas excedessem duraes especificadas. Como resultados, encontraram uma estreita relao entre a data de IPC e a durao do perodo chuvoso (DPC), ou seja, os incios precoces do perodo chuvoso (PC) redundam, na maioria das vezes, em PCs significativamente menores, sendo que, o oposto ocorre quando se tm perodos chuvosos iniciados tardiamente, tendo-se maior durao dos PCs. Em reas com uma estao seca bem definida e, por vezes severa, como o caso da regio Norte de Minas Gerais, a data de incio do perodo chuvoso (ou estao chuvosa) um importante parmetro agroclimtico.

A regio Sudeste do Brasil possui uma caracterstica climtica diversificada, devido a sua topografia, sua posio geogrfica e, principalmente, os aspectos dinmicos da atmosfera, que incluem os sistemas meteorolgicos de micro, meso e grande escalas, que atuam direta ou indiretamente no regime pluvial, como a Zona de Convergncia do Atlntico Sul (ZCAS) e as Frentes Frias, principais responsveis pela precipitao pluvial e o Anticiclone Subtropical do Atlntico Sul e o Vrtice Ciclnico de Ar Superior que, dependendo das suas posies, ocasionam grandes perodos de estiagens. Utilizando diferentes limiares de chuva, Alves et al. (2005) mostram que, em mdia, o incio da estao chuvosa na regio Sudeste do Brasil acontece na pntada 57, ou seja, entre 8 e 12 de outubro, com um desvio padro de aproximadamente 2 pntadas. Quanto diferena entre os extremos das datas de incio na rea de estudo, os autores explicam que as datas coincidem com a maior freqncia das frentes frias no sul do Pas, em setembro, e com a fase ativa da ZCAS, durante dezembro.

Quanto topografia, Minuzzi e Sediyama (2005) realizaram uma anlise no comportamento do IPC, da DPC e da precipitao observada no PC, em duas reas prximas entre si, mas localizadas em altitudes significativamente diferentes, no estado de So Paulo, sendo uma rea com estaes pluviomtricas acima de 1200 metros e, a outra, com estaes abaixo de 750 metros de altitude. Encontraram que, mesmo na 'regio baixa' o PC mostre estar comeando mais cedo e terminado mais tarde, a quantidade de precipitao tem diminudo. J para a 'regio alta', a precipitao no mostrou nenhuma tendncia significativa, porm, como observado para a 'regio baixa', mas com maior magnitude, o PC tambm tem iniciado mais cedo e durado mais.

De acordo com Alves et al. (2002) e Paiva (1997), o perodo chuvoso na regio Sudeste do Brasil concentra-se entre os meses de outubro a maro, quando ocorrem mais de 80% do total anual de chuvas. Devido a esta caracterstica, este regime bem definido de precipitao caracteriza-se como um sistema de mono, semelhante ao de uma regio monnica do sudeste da sia (Veiga et al., 2002).

Diante das consideraes apresentadas, no presente trabalho objetiva-se caracterizar climaticamente e analisar o comportamento do perodo chuvoso da regio Sudeste do Brasil.

2. DADOS E METODOLOGIAForam utilizados dados pluviomtricos de 203 estaes localizadas na regio Sudeste do Brasil (SEB), sendo 16 estaes localizadas no Estado do Rio de Janeiro, 15 no Estado do Esprito Santo, 73 no Estado de Minas Gerais, estando incorporadas a Rede Hidrometeorolgica, da Agncia Nacional de guas (ANA) e 99 estaes no Estado de So Paulo, pertencentes ao Departamento de guas e Energia Eltrica (DAEE) (Figura 1). Essa seleo levou em considerao as estaes que possuam nmero suficiente de dados no perodo chuvoso de 1950/51 a 1999/2000, alm de suas sries serem caracterizadas como homogneas, aps a realizao do teste denominado 'run test' ou teste de seqncia. A referida metodologia consiste na contagem do nmero de ocorrncias de valores observados, no caso, totais anuais de precipitao de anos sem falhas, situados acima e abaixo da mediana, testando o resultado da contagem mediante o uso de uma tabela de distribuio.

As datas de incio e final do perodo chuvoso (IPC e FPC, respectivamente), foram determinadas conforme critrio proposto por Sansigolo (1989). O seu incio consta, como sendo a primeira data, aps 1 de setembro, que seja observada uma quantidade mnima de 20 mm de chuva totalizada em um ou dois dias seguidos, apresentando nos prximos 30 dias, pelo menos um dia de chuva em cada perodo de 10 dias. O FPC ser o primeiro dia de um perodo seco com pelo menos 15 dias de durao que termine depois do dia 15 de maro.

Foi considerado como "no satisfeito" o IPC que no atendeu as exigncias at o dia 1 de maro e como dia chuvoso, a aquele em que ocorreu uma precipitao de pelo menos 1,0 mm, pois uma lmina de precipitao menor do que essa geralmente no infiltra no solo.

As correlaes existentes entre o IPC, DPC e a precipitao registrada durante o perodo chuvoso, foram obtidas por intermdio do Mtodo da Regresso Linear para reas predefinidas do SEB. Para essas reas, primeiramente, optou-se na escolha de pelo menos uma estao como referncia, com srie de dados a mais completa possvel e, a partir deste selecionado, considerou-se as estaes pluviomtricas envolvidas num raio de 80 km, desde que, estejam na mesma regio pluviomtricamente homognea da estao de referncia. A escolha da referida distncia deve-se primeiramente, por ser adotada na tcnica de preenchimento de dados meteorolgicos faltosos entre estaes localizadas em uma mesma regio climaticamente homognea, e segundo, por ter satisfeito um nmero considervel de estaes pluviomtricas para o estudo (Figura 1).

A partio da variao da durao ou os intervalos dentro das quais variao da precipitao ocorre, foi realizada mediante anlise autoespectral. Visando suavizar os estimadores do espectro, para tentar encontrar um estimador consistente ao espectro real, foram aplicados pesos funo da convarincia estimada. Dentre as muitas funes pesos (termo de filtragem), adotadas na literatura, utilizou-se a denominada 'Janela de Parzen'. O nmero de 'lags' utilizados na suavizao da funo covarincia, considerou o valor de aproximadamente 25% do nmero total de dados da srie. Para evitar que possveis picos, sejam simplesmente devido a flutuaes aleatrias, as periodicidades foram testadas ao nvel de significncia de 5%, utilizando o teste de Fisher. A adoo da anlise autoespectral, foi restrita a duas reas localizadas em extremos opostos norte-sul do SEB. O critrio adotado para tal escolha, considera que os sistemas sinticos atuantes no SEB no influenciam de forma semelhante e simultneamente, reas localizadas nestes extremos. Por exemplo, a atuao da Alta Subtropical do Atlntico Sul sobre o extremo norte do SEB, da mesma forma que inibe a formao de nuvens, impede que frentes frias avancem ou a ZCAS atue na referida regio. Conseqentemente, estes sistemas acabariam influenciando o extremo sul do SEB, favorecendo a maior ocorrncia de chuvas.

O clculo do IPC e FPC foram determinados por meio de um programa desenvolvido em linguagem Object Pascal para Delphi.

O software ArcView GIS 3.2a foi utilizado para a geoespacializao dos resultados referentes ao IPC e a DPC. Utilizou-se o interpolador linear IDW (Inverse Distance Weighted) do software, em que, o peso da clula a ser interpolada dado por uma mdia ponderada que utiliza o peso dos pontos de controle mais prximos (12 pontos), ponderados pelo inverso da distncia elevado a um expoente m (quarta potncia).

3. RESULTADOS E DISCUSSESA Figura 2 apresenta os intervalos referentes s datas na qual, o perodo chuvoso (PC) tem incio na regio Sudeste do Brasil (SEB). O incio do perodo chuvoso (IPC) tende a ser mais precoce em grande parte do litoral paulista, onde o PC tem incio em mdia em meados de setembro, enquanto nas regies Norte e Vale do Jequitinhonha, em Minas Gerais, a poca das chuvas inicia em mdia no final de outubro. As "ilhas" existentes dentro dos intervalos de 3 a 12 de outubro e de 13 a 22 de outubro, so resultantes de apenas uma estao pluviomtrica.

Quanto durao do perodo chuvoso (DPC), este tende ao decrscimo do litoral sul paulista a regio de Santos-SP, durando em mdia de 210 dias a 229 dias, at s regies Norte e Vale do Jequitinhonha, onde o PC, dura apenas de 136 dias a 155 dias. Em suma, observa-se que na maior parte do SEB, o PC, dura entre 155 dias e 173 dias.

A configurao espacial dos resultados, referentes ao IPC e DPC evidenciam a atuao dos sistemas sinticos e dos aspectos geogrficos continentalidade, proximidade do oceano e o relevo, como principais fatores. Toma-se como principais exemplos, a orientao noroeste-sudeste, das ZCAS e as trajetrias comumente observadas das frentes frias, que durante o inverno quando comeam a adentrar no SEB, geralmente so deslocadas para o Atlntico ou passam sobre este, influenciando somente as regies litorneas. Este comportamento persiste at os perodos iniciais da poca das chuvas, sempre considerando os efeitos da orografia local, como a Serra da Mantiqueira.

A Tabela 1 evidencia a forte correlao existente entre a data do IPC e a DPC, para todas as reas analisadas. Entre a precipitao (P) e a DPC, os fatores de correlao foram menores, porm, salvo a rea MG1, nas demais, as correlaes foram significativas a 95%. Uma explicao plausvel para as baixas correlaes da precipitao com o IPC e DPC, em MG1, pode ser, devido ao maior nmero de dias secos. Nas regies mais secas do SEB, os intervalos sem chuva, entre os dias chuvosos so maiores em relao s demais regies, principalmente s localizadas em maiores latitudes. Assim, estes intervalos so, ora suficientes, ora no, para atender aos critrios que definem as datas de IPC e FPC, mesmo que, em menores quantidades, as chuvas j tenham iniciado ou permaneam ocorrendo, respectivamente.

Dentre as regresses realizadas, a relao entre a precipitao e o IPC foi a que apresentou o menor nmero de fatores de correlao significativos, sendo observado apenas nas reas MG2, SP1, SP2 e SP3. Estes resultados mostram a possibilidade de utilizar a data de IPC como parmetro previsor da durao do perodo chuvoso e da precipitao observada no PC, principalmente no Estado de So Paulo.

O comportamento do IPC nos primeiros 25 anos em relao aos ltimos 25 anos, no perodo e para as reas em estudo, consta na Figura 4. A tendncia foi igual para todas as reas, ou seja, o PC nos ltimos 25 anos, passou a iniciar precocemente. Porm, uma anlise mais minuciosa mostra que os valores mdios encontrados no perodo de 1975/76 a 1999/2000, esto dentro do intervalo de confiana de 95% determinado para o perodo de 1950/51 a 1974/75, em todas as reas, exceto em SP2.

Tendo conhecimento da expressiva relao existente entre o IPC e a DPC (Tabela 1), pressupe-se que o comportamento da DPC de 1950/51 a 1974/75 e de 1975/76 a 1999/2000, seja o oposto ao encontrado para o IPC (Figura 4). A Figura 5 vem a confirmar essa afirmao, ou seja, assim como foi indicada uma tendncia do PC iniciar precocemente, o perodo chuvoso passou a durar mais em todas as reas analisadas. Outras consideraes so realizadas nesta anlise, como a significativa diminuio do intervalo de confiana nos ltimos 25 anos, nas reas ES1 e MG1, sugerindo menor variao nas datas de IPC e a diferena entre os dois perodos de 25 anos, nos valores dos intervalos de confiana das reas SP2 e SP3, enfatizando uma maior variao observada da DPC.

A precipitao durante o perodo chuvoso entre os dois perodos de 25 anos, mostra valores expressivos somente nas reas MG3, SP1, SP2 e SP3, sendo mais notvel nas duas ltimas (Figura 6). No entanto, os resultados de todas as reas so unnimes em apontar uma tendncia de aumento da precipitao, sendo proporcional ao aumento da DPC (Tabela 1 e Figura 5).

Para a anlise do comportamento climtico da precipitao por perodo chuvoso, foram selecionadas as reas MG1 e SP3, devido as suas localizaes e pela correlao a 95% de significncia (r=-0,47) entre o regime pluviomtrico de ambas.

Na Figura 7 consta anlise de densidade espectral da precipitao, para as reas MG1 (Figura 7a) e SP3 (Figura 7b). Os resultados em MG1 e SP3 indicam, respectivamente, uma periodicidade a longo prazo de aproximadamente 11 e 12 anos, porm, somente nesta, a periodicidade significativa a 5%. No entanto, estas periodicidades so coerentes a outros estudos, inclusive quando apontam a associao com outros fenmenos, como o Ciclo Solar de 11 anos. Deve-se atentar ao fato de associar pequenas periodicidades como as observadas na Figura 7 (trs a quatro anos, aproximadamente), com a ocorrncia de fenmenos climticos como o El Nio. Primeiro, porque de uma maneira geral, este comportamento natural da precipitao e, segundo, h controvrsias em estudos que visam definir uma periodicidade do citado fenmeno climtico. Soma-se a isto, a hiptese apresentada por Trenberth e Hoar (1997) de que o aumento incomum na freqncia e amplitude dos eventos El Nio Oscilao Sul (ENOS), nas dcadas de 80 e 90, significativamente diferente dos comportamentos em sculos passados, possa estar associado a fatores antropognicos, resultantes do evidente aumento nas concentraes dos gases de efeito estufa nas ltimas dcadas. Porm, at certo ponto, estes resultados entram em conflito aos encontrados por Latif et al. (1997), que objetivaram analisar dentre trs teorias, qual a responsvel pelas anomalias de precipitao ocorridas na dcada de 1990. Os autores chegaram a interessante concluso de que o ENOS certamente a mais forte flutuao na escala de tempo interanual, mas a variabilidade decadal no pode ser descrita exclusivamente como uma modulao decadal do ENOS, sugerindo que o modo decadal independe do ENOS e uma fonte para a irregularidade do fenmeno climtico. Alm do que, foi o responsvel pelas anomalias observadas em grande parte dos anos 90.

Apresenta-se, na Figura 8 (8a e 8b), a variao temporal da precipitao observada durante os perodos chuvosos de 1950/51 a 1999/2000, nas reas MG1 (Figura 8a) e SP3 (Figura 8b), com suas respectivas, mdias climticas e mdias mveis de 11 e 12 anos, atendendo aos resultados encontrados na Figura/7. Isto, por visar neste estudo, possveis oscilaes climticas de longo prazo na escala temporal. Em MG1, ao contrrio pelo sugerido na rea SP3, no se nota uma tendncia expressiva da precipitao. Enquanto, nesta (SP3), observa-se uma tendncia de aumento da precipitao, sendo destacvel o perodo de estiagem nos anos de 1950, havendo em 1950/51, a menor quantidade pluviomtrica registrada no perodo em anlise.

Fazendo juz a tendncia estabelecida, na dcada de 1990, observou-se sete PCs com anomalias positivas de precipitao, ocorrendo as maiores quantidades de todo o perodo, nos anos de 1995/96 e de 1997/98.

4. CONCLUSESDiante dos resultados encontrados, pode-se concluir que:

- O perodo chuvoso (PC) tem incio precoce em grande parte do litoral paulista, ocorrendo em meados de setembro, enquanto, nas regies Norte e Vale do Jequitinhonha, em Minas Gerais, a poca das chuvas inicia em mdia, no final de outubro. De forma anloga, a durao do perodo chuvoso (DPC) acompanha esse comportamento, ou seja, tende a ser maior do litoral sul paulista at a regio de Santos-SP, durando em mdia de 210 dias a 229 dias, enquanto nas regies Norte e Vale do Jequitinhonha, o PC, dura apenas de 136 dias a 155 dias.

- As Regresses Lineares evidenciam as fortes relaes existentes entre o incio do perodo chuvoso, a DPC e a precipitao durante o perodo chuvoso, principalmente no estado de So Paulo. A exceo ficou restrita a rea MG1, onde no houve correlao da precipitao com o IPC e a DPC, possivelmente devido aos maiores intervalos secos, entre os dias chuvosos, sendo estes intervalos, ora suficientes, ora no, para atender aos critrios que definem as datas de IPC e FPC, mesmo que, em menores quantidades, as chuvas j tenham iniciado ou permaneam ocorrendo, respectivamente.

- Desde meados da dcada de 1970, o perodo chuvoso tem iniciado precocemente e durado mais, no Sudeste do Brasil. Quanto precipitao, esta tem ocorrido em maiores quantidades somente na rea MG3 e no estado de So Paulo.

- A variabilidade temporal entre as reas MG1 e SP3, mostram comportamentos opostos da precipitao durante os mesmos perodos, ou seja, enquanto a mdia mvel de uma rea indica valores acima da mdia, na outra, observa-se comportamento oposto.

5. AGRADECIMENTOSOs autores agradecem a ANA, ao DAEE pela disponibilidade dos dados de precipitao e ao CNPq pelas bolsas de estudos e financiamento parcial do projeto.

6. REFERNCIAS BIBLIOGRFICASALVES, L.M.; MARENGO, J.A.; CAMARGO JR., H.; CASTRO, C. Incio da estao chuvosa na regio Sudeste do Brasil: Parte 1 Estudos observacionais. Revista Brasileira de Meteorologia, v.20, n.3, p.385-394, 2005.[Links]

ALVES, L.M.; MARENGO, J.A.; CASTRO, C.A.C. Incio das chuvas na regio Sudeste do Brasil: anlise climatolgica. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 12, 2002, Foz do Iguau. Anais... Foz do Iguau: SBMET, 2002. 1 CD-ROM.[Links]

LATIF, M.; KLEEMAN, R.; ECKERT, C. Greenhouse warming, decadal variability, or El Nio? An attempt to undestand the anomalous 1990s. Journal of Climate, v.10, n.9, p.2221-2239, 1997.[Links]

MACHADO, M.A.de M.; SEDIYAMA, G.C.; COSTA, J.M.N.da; COSTA, M.H. Durao da estao chuvosa em funo das datas de incio do perodo chuvoso para o estado de Minas Gerais. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v.4, n.2, p.73-79, 1996.[Links]

MINUZZI, R.B.; SEDIYAMA, G.C. Variabilidade do perodo chuvoso em regies de alta e baixa altitudes. In: Conferncia Regional sobre Mudanas Globais: Amrica do Sul, 2, 2005, So Paulo. Anais... So Paulo: IEA, 2005. 1 CD-ROM.[Links]

PAIVA, C.M. Determinao das datas de incio e fim da estao chuvosa e da ocorrncia de veranicos na Bacia do Rio Doce. 1997. 65f. Dissertao (Mestrado em Meteorologia Agrcola) Faculdade de Engenharia Agrcola, Universidade Federal de Viosa, Viosa, 1997.[Links]

PICCININI, M.R.D. Distribuies de probabilidade de precipitao de intensidade mxima para Piracicaba, SP. 1993. 81f. Dissertao (Mestrado em Estatstica e Experimentao Agronmica) Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz", Universidade de So Paulo, Piracicaba, 1993.[Links]

SANSIGOLO, A. S. Variabilidade Interanual da estao chuvosa em So Paulo. Climanlise, v. 4, n.9, p.40-43, 1989.[Links]

STEWART, J. I. Effective rainfall analysis to guide farm and predict yields. In: Annual General Meeting of the Soil Science Societ of East Africa, 1980, Arusha. Proceedings... Arusha, 1990, p.247.[Links]

TRENBERTH, K.E.; HOAR, T.J. El Nio and climate change. Geophysical Research Letters, v.24, n.23, p.3057-3060, 1997.[Links]

VEIGA, J.A.P.; ORSINI, J.A.M.; RAO, V.B. A influncia das anomalias de TSM dos oceanos Atlntico e Pacfico sobre as chuvas de mono da Amrica do Sul. Revista Brasileira de Meteorologia, v.17, n.2, p.181-194, 2002.[Links]

Recebido Abril 2006 Aceito Setembro 2006

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