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Dentre alguns desafios para a realização desta monografia, podemos citar a difulcudade em determinar se as medidas estatísticas apresentavam valores aceitáveis para as técnicas de estimativa de precipitação por satélite. Há poucos estudos que utilizem metodologia semelhante a aplicada neste trabalho.

Os estudos mais relacionados foram os desenvolvidos pelos seguintes autores Negri e Adler (1993); Negri e Adler (1988) e Tarruella e Jorge (2003). Entretanto, todos empregaram diferentes formas de validar as estimativas, geralmente relacionadas ao uso do radar meteorológico (RM).

Tarruella e Jorge (2003), únicos a não utilizarem o RM, avaliaram o desempenho das estimativas de precipitação sobre a Penísula Ibérica através das técnicas GPI e NAW, comparando a precipitação observada em 59 pluviômetros e a estimada em cada pixel correpondente. De maneira geral, as técnicas subestimaram os valores reais para o norte da

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região em estudo, sendo isso atribuido a limitada capacidade das técnicas em identicar nuvens estratiformes.

Ainda em relação a este estudo, foi observado valores de RSME variando entre 0,7 e 1,9 mm/dia para Arkin e 2,2 a 3,2 mm/dia para NAW, utilizando dados diários dos períodos em estudo (setembro, outubro e novembro). Segundo Tarruella e Jorge (2003), estes valores podem ser considerados altos, mas dentro dos observados em outros estudos (EBERT; MANTON, 1998).

Isto nos leva a crer que para o Estado do Ceará e principalmente, para as Macrorregiões, as estimativas ainda apresentem pouca acurácia, visto que os valores encontrados nesta pesquisa foram similares ou superiores aos obstidos por este último autor. Por outro lado, as fortes correlações, especialmente, na pré-estação chuvosa e quadra chuvosa cearense apontam que ambas as técnicas são capazes de identificar precipitações associadas aos principais sistemas atmosféricos atuantes nestes dois períodos. Assim, calibrá- las seria um primeiro passo no intuito de melhorar a acuracidade das mesmas.

No mais, podemos sugerir que as técnicas identificaram bem chuvas oriundas de Vórtices Ciclônicos de Altos Níveis, Frentes Frias e da Zona de Convergência Intertropical, contudo esta afirmação fundamenta-se no conhecimento prévio do período em que ocorrem tais sistemas. Logo, o ideal seria estimar precipitação tendo a certeza do sistema atmosférico que a causou, possibilitando observar a capacidade dos estimadores não apenas para os principais sistemas atmosféricos atuantes no Estado, mas também para os sistemas secundários, como Linhas de Istabilidade e Sistemas Convectivos de Mesoescala.

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5 CONCLUSÃO

Este trabalho investigou a capacidade das técnicas NAW e Arkin (GPI) em estimar precipitação através de imagens do satélite MSG para o Estado do Ceará e suas Macrorregiões Pluviometricamente Homogêneas. O período do estudo correspondeu aos sete primeiros meses de 2009, os quais foram divididos em pré-estação chuvosa (janeiro), quadra chuvosa (fevereiro-maio) e pós-estação chuvosa (junho e julho).

Considerando o Estado do Ceará, ambas as técnicas acompanharam melhor os padrões de distribuição de precipitação para pré-estação chuvosa e quadra chuvosa do que para a pós- estação chuvosa cearense.

Os maiores valores de correlação foram encontrados em janeiro (0,93, para ambas as técnicas), ao passo que durante a quadra chuvosa cearense, o coeficiente de correlação variou de moderado a forte para as duas técnicas e estas seguiram as variações diárias nos valores observados por Thiessen em 83,6% dos dias em estudo.

Isto nos leva a crer que tanto NAW como GPI conseguem distinguir satisfatoriamente a presença ou ausência de precipitações no Estado, considerando o acumulado diário, entre os meses de janeiro a maio.

Entretanto, a técnica NAW tendeu a apresentar melhor acurácia (menores valores de RMSD e BIAS) do que a técnica Arkin. Está última superestimou de forma clara a precipitação obtida pelo método de Thiessen em quase todos os cinco primeiros meses em estudo. A única exceção, abril, indicou que tal técnica deve apresentar melhor desempenho em períodos de maior pluviometria (figura 18).

Como o final do ciclo de vida de nuvens convectivas está associado à formação de nuvens Cirrus, foi atribuída a este tipo de nuvem a provável responsabilidade pela tendência da técnica Arkin a superestimar os valores reais, visto que o limiar da temperatura de brilho desta técnica (235K) não é capaz de diferenciar Cb e Ci.

A menor capacidade em identificar e mensurar precipitação ocorreu na pós-estação chuvosa cearense para ambos os estimadores. Graficamente, os mesmos não acompanharam satisfatoriamente as variações dos volumes precipitados reais, apresentando forte tendência a subestimá-los. A provável razão destes erros seria a dificuldade das técnicas em identificar a precipitação oriunda de nuvens com baixo desenvolvimento vertical.

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Em relação ao desempenho dos estimadores nas Macrorregiões Pluviometricamente Homogêneas durante a pré-estação chuvosa e quadra chuvosa, a redução da área mostrou afetar o desempenho das técnicas apenas para os meses de janeiro e maio.

Os resultados mais satisfatórios tanto de precisão (correlação), como de exatidão (RMSD) foram encontrados para as macrorregiões Jaguaribana e Ibiapaba durante a quadra chuvosa, em especial para março e abril.

Por outro lado, os resultados mais insatisfatórios foram encontrados durante a pós- estação chuvosa, com destaque para as macrorregiões Litoral de Fortaleza, Litoral do Pecém e Maciço do Baturité.

Tais resultados foram associados ao favorecimento da formação de nuvens precipitáveis com baixo desenvolvimento vertical, nestas três macrorregiões, em função de suas características pluviométricas.

Segundo a literatura, os valores de RMSD obtidos neste estudo, foram altos, mas de mesma ordem aos encontrados em estudos com finalidade semelhante.

Por outro lado, as fortes correlações, especialmente, na pré-estação chuvosa e quadra chuvosa cearense sugerem que estudos de calibração, especialmente envolvendo o radar meteorológico, seriam o primeiro passo no intuito de melhorar a acuracidade dos estimadores.

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REFERÊNCIAS

ADLER, R. F., NEGRI, A. J. A satellite infrared technique to estimate tropical convective and stratiform rainfall. Journal of Applied Meteorology, v. 27, p. 30-51, 1988.

ARKIN, P. A. The relationship between fractional coverage of high cloud and rainfall accumulations during GATE over the B-scale array. Monthly Weather Review,v.107, p. 1382–1387, 1979.

BIGG, G. R. et al. The role of the oceans in climate. International Journal of Climatology, v. 23, n. 10, p. 1127-1159, ago. 2003.

CALAZANS, Danilo Koetz de. Estudos oceanográficos: do instrumental ao prático. Pelotas, RS: Editora Textos, 2011. 461 p. ISBN 9788599333068.

CAVALCANTI, Iracema F.A. (Org). Tempo e clima no Brasil. São Paulo: Oficina de Textos, 2009. 463 p.

DAMANT, C. et al. Erros in the Thiessen technique for estimating areal rain amounts using weather radar data. Journal of Hydrology, v. 62, p. 81-94, 1983.

DE BEAUVILLE, C.; PONTIKIS, C. Precipitation rate of tropical maritime convective clouds as related to the coldest cloud top temperatures. Atmospheric Research, v. 47-48, p. 405-413, jun. 1998.

DEVORE, Jay L. Probabilidade e estatística: para engenharia e ciências. São Paulo, SP: Thomson, c2006. xiii, 692 p. ISBN 852210459X (broch.).

DURKEE, J. Precipitation Measurement and the Advancement Toward Global Observations. Geography Compass, v. 4, n. 8, p. 956-978, 4 ago. 2010.

Ebert E. E, Manton M. J. Performance of satellite rainfall estimation algorithms during TOGA COARE. Journal of the Atmospheric Sciences, v. 55, p. 1537–1557, 1998.

FERREIRA, A. G.; MELLO, N. G. DA S. Principais sistemas atmosféricos atuantes sobre a região Nordeste do Brasil e a influência dos oceanos Pacífico e Atlântico no clima da região. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 1, p. 15-28, 2005.

FUNCEME - FUNDAÇÃO CEARENSE DE METEOROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. Dados dos pluviômetros convencionais. Base de Dados. Fortaleza, 2009. Disponível em: <www.funceme.br>. Acesso em 01 jan. 2013.

FUNCEME - FUNDAÇÃO CEARENSE DE METEOROLOGIA E RECURSOS HÍDRICOS. Banco de Imagens. Base de Dados. Fortaleza, 2012.

GAN, M. A.; KOUSKY, V. E. Vórtices Ciclônicos da Alta Troposfera no Oceano Atlântico Sul. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 1, p. 19-28, 1986.

59

GOUDIE, A.; CUFF, D. The Oxford Companion to Global Change. [S.l.] Oxford University Press, 2007. p. 374

HASTENRATH, S. Circulation and teleconnection mechanisms of Northeast Brazil droughts. Progress in Oceanography, v. 70, n. 2-4, p. 407-415, ago. 2006.

HEINTZENBERG, J.; CHARLSON, R. Clouds in the perturbed climate system: their relationship to energy balance, atmospheric dynamics and precipitation. [S.l.] MIT Press, 2009.

HONG, G.; HEYGSTER, G.; RODRIGUEZ, C. A. M. Effect of Cirrus clouds on the diurnal cycle of tropical deep convective clouds. Journal of Geophysical Research, v. 111, n. D6, p. D06209, 2006.

HYNDMAN, R. J.; KOEHLER, A. B. Another look at measures of forecast accuracy. International Journal of Forecasting, v. 22, n. 4, p. 679-688, out. 2006.

IAG - Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas – Universidade de São Paulo. Disponível em:< http://www.estacao.iag.usp.br/didatico/index.php >. Acesso em 28 dez. 2012.

INMET - INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA , 2012. Disponível em <www.inmet.gov.br>. Acesso em: 02 jan. 2013.

Inoue, T. Deep convection observed from split windows of GOES and PR/TRMM,

LIS/TRMM, In: International Geoscience and Remote Sensing Symposium 2003, Geoscience & Remote Sensing Society, Toulouse, France, 2003.

IPECE - INSTITUTO DE PESQUISA E ESTRATÉGIA ECONÔMICA DO CEARÁ. Ceará em Mapas. Caracterização territorial: meio ambiente. Ceará: IPECE, 2007. Disponível em: < http://www2.ipece.ce.gov.br/atlas/capitulo1/12.htm >. Acesso em: 26 dez. 2012.

IPECE - INSTITUTO DE PESQUISA E ESTRATÉGIA ECONÔMICA DO CEARÁ. Índice Municipal de Alerta. Ceará: IPECE, 2012. Disponível em: <http://www.ipece.ce.gov.br/ >. Acesso em: 5 set. 2012.

JUNGLES, A. E. ; KRÜGER, J. E. B. Atlas brasileiro de desastres naturais 1991 a 2010: volume Ceará / Centro Universitário de Estudos e Pesquisas sobre Desastres. Florianópolis: CEPED UFSC, 2011. Disponível em

<http://www.ceped.ufsc.br/biblioteca/projetos/encerrados/atlas-brasileiro-de-desastres- naturais> Acesso em 03 de jan. 2013.

JONKMAN, S. N. Global Perspectives on Loss of Human Life Caused by Floods. Natural Hazards, v. 34, n. 2, p. 151-175, fev. 2005.

KOGAN, F.; POWELL, A.; FEDOROV, O. Use of satellite and in-situ data to improve sustainability. Ukraine: Springer, p. 314, 2011.

60

LIMA, W. F. A. Caracterização das estrururas verticais das nuvens a partir de multicanais e simulações com modelo de transferência radiativa. Tese (Doutorado em Meteorologia - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, 2012. LEGATES, D. R. Real-time calibration of radar precipitation estimates. Professional Geographer v. 52(2), p. 235– 246, 2000.

MENDES, F. J. Uma proposta de reclassificação das regiões pluviometricamente

homogêneas do Estado do Ceará. Dissertação (Mestrado em Ciências Físicas Aplicadas) – Universidade Estadual do Ceará, Fortaleza, 2010.

MICHAELIDES, S. Precipitation: Advances in Measurement, Estimation and Prediction. Berlin, Heidelberg: Springer Berlin Heidelberg, 2008.

MOORE, M. J. K. et al. Effect of organic compounds on cloud condensation nuclei (CCN) activity of sea spray aerosol produced by bubble bursting. Atmospheric Environment, v. 45, n. 39, p. 7462-7469, dez. 2011.

MOREIRA, Maurício A. Fundamentos do sensoriamento remoto e metodologias de aplicação. 3. ed. atual. e ampl. Viçosa, MG: UFV, 2005. 320 p. ISBN 857269224X. MOTA, G. V; GANDU, A. W. Analise de distúrbios ondulatórios de leste que afetam o Nordeste brasileiro: Um estudo de caso. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE

METEOROLOGIA, 9, 1996, Campos do Jordão. Anais... Campos do Jordão: Sociedade Brasileira de Meteorologia, 1996.

NEGRI, A.; ADLER, R. An Intercomparison of Three Satellite Infrared Rainfall Techniques over Japan and Surrounding Water. Journal of Applied Meteorology, v. 32, p. 357-373, 1993.

NEGRI, A. J.; ADLER, R. F.; Wetzel, P. J. Satellite rain estimation: An analysis of the Griffith-Woodley technique. Journal of Climate Applied Meteorology, v.26, p.1565-1576, 1984.

NEEDHAM, J. Science and Civilisation in China, Cambridge: Cambridge University Press. v. 1, 1959.

PETTY, G. W. Prevalence of precipitation from warm-topped clouds over eastern Asia and the western pacific. J CLIMATE, v.12, p.220–229, 1999..

SANTOS, C. A. C. DOS et al. Tendência dos índices de precipitação no Estado do Ceará. Revista Brasileira de Meteorologia, p. 39-47, 2009.

STRANGEWAYS, I. PRECIPITATION Theory, Measurement and Distribution. [S.l.] Cambridge University Press, 2006. p. pp. 119-122

TARRUELLA, R.; JORGE, J. Comparison of three infrared satellite techniques to estimate accumulated rainfall over the Iberian Peninsula. International Journal of Climatology, v. 23, n. 14, p. 1757-1769, 30 nov. 2003.

61

TEIXEIRA, R. F. B. O Fenômeno da brisa e sua relação com a chuva sobre Fortaleza-CE. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 23, p. 282-291, 2008.

THIESSEN, A. H. (1911). Precipitation averages for large areas. Monthly Weather Review, 39, 1082–1084.

WARD, M. N.; FOLLAND, C. K. Predition of Seasonal Rainfall in the North Nordeste of Brazil Using Eigenvectors of Sea-Surface Temperature. International Journal of

Climatology, v. 11, p. 711-743, 1991.

XAVIER, T.M.B.S. Tempo de chuva. Estudos climáticos e de previsão para o Ceará e Nordeste Setentrional. Fortaleza: ABC Editora, 2001.

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