Os dados meteorológicos utilizados nesse estudo foram disponibilizados por um projeto conjunto entre a Universidade do Texas (EUA) e Universidade Federal do Espírito Santo (Brasil). Os dados são de domínio público e disponível no site: https://utexas.box.com/Xavier-etal-IJOC-DATA. A metodologia para a obtenção dessa base de dados é descrita por Xavier et al. (2015). São disponibilizadas as seguintes variáveis meteorológicas: precipitação, vento, temperatura mínima e máxima, umidade relativa e evapotranspiração. Estão dispostos em uma grade regular de 0,25 °× 0,25 ° e cobrem todo o território brasileiro. Entretanto, para a pesquisa, utilizamos dados sobre a Amazônia e o nordeste do Brasil. A amostragem é diária e, no presente estudo, utilizaremos o período de 01 de janeiro de 1980 a 31 de dezembro de 2013.
Optou-se em trabalhar com os dados de Xavier et al. (2015) por serem dados interpolados, para as quais foram utilizados métodos adequados e validados, através da validação cruzada. Foi utilizada a “ponderação inverso” da distância e ponderações angulares como método de interpolação para cada variável meteorológica. As fontes de dados utilizadas para construção dessa base de dados foram do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), da Agência Nacional de Águas (ANA) e do Departamento de Águas e Energia Elétrica de São Paulo (DAEE).
Para a determinação dos extremos climáticos de precipitação, foram calculados os índices climáticos. Portanto, os dados meteorológicos foram aplicados ao Climdex desenvolvido por Zhang & Yang (2004) que fornece 27 índices de extremos climáticos no total, que são associados à temperatura e precipitação. Seguiu-se a metodologia de Zhang et al. (2005) e Haylock et al. (2006), aplicada a estudos locais que auxiliam no monitoramento e na detecção de mudanças climáticas, o qual é desenvolvido para a linguagem computacional R e está disponível gratuitamente para download no portal http://cccma.seos.uvic.ca/ETCCDMI/ software.shtml. Os índices do Climdex foram construídos para caracterizar a variabilidade climática da precipitação e temperatura e são utilizados para estudos de mudanças climáticas e para determinação de indicadores de ocorrência de eventos extremos (ALEXANDER et al., 2005).
Dos 27 índices de extremos climáticos disponível 6 não se enquadraram nos dados da Amazônia e Nordeste do Brasil, sendo estes: dias de geada (dias em que temperatura mínima diária < 0ºC), número de dias de congelamento (dias em que temperatura máxima diária<0ºC), número de dias com pelo menos 6 dias de temperatura média diária >5ºC e <5ºC, dias com pelo menos 6 dias consecutivos
quando temperatura noturna <10º percentil, dias com pelo menos 6 dias consecutivos quando temperatura máxima> 90º percentil e dias em que precipitação ≥ quantidade de chuva em mm. Portanto, foram analisados 21 índices, sendo 10 relativos aos dados de precipitação e 11 aos dados de temperatura (Tabela 3). Para o uso do software RClimdex, faz-se necessário obter as séries de dados de precipitação e temperatura máxima e temperatura mínima em formato texto, com colunas correspondentes ao ano, mês, dia, precipitação (mm), temperatura máxima e mínima (ºC),11 pontos de grade foram selecionados representando as sub-regiões da AMZ e NEB como mostra a Tabela 4 e Figura 3. Tais índices descrevem as características particulares de extremos, incluindo a frequência, amplitude e persistência, e para isso, é necessário substituir todos os dados faltantes (atualmente codificados como -99.9) em um formato interno reconhecido pelo R. No entanto, as séries estudadas não apresentam dados faltantes. Em seguida, identificar valores extremos nas temperaturas diárias máximas e mínimas e esses valores extremos são definidos como n vezes o desvio padrão do valor do dia. Os índices usados neste estudo têm sua descrição detalhada na Tabela 3. O RClimdex fornece algumas informações estatísticas para cada índice: tendência linear calculada pelo método de mínimos quadrados, nível de significância estatística da tendência (valor p) obtido através do método de Fisher, coeficiente de determinação (R²), erro padrão de estimativa e os gráficos das séries anuais (Zhang ; Yang, 2004).
precipitação compreendidos no estudo.
Índice Definição Unidade
SU Número de dias quando TX (temperatura máxima diária) > 25°C dias TR Número de dias com noites em que TN (temperatura mínima
diária) > 20oC dias
TXx Valor máximo mensal da temperatura máxima diária °C
TNx Valor máximo mensal da temperatura mínima diária °C
TXn Valor mínima mensal da temperatura máxima diária °C
TNn Valor mínima mensal da temperatura mínima diária °C
TX10p Porcentagem de dias quando TX < 10 percentil (dias frios) %
TX90p Porcentagem de dias quando TX > 90 percentil (dias quentes) %
TN10p Porcentagem de dias quando TX < 10 percentil (noites frias) %
TN90p Porcentagem de dias quando TX > 90 percentil (noites quentes) %
DTR Amplitude térmica diária: diferença média mensal entre TX e TN °C SDII Média de precipitação com dias de chuvas ≥ 1 mm Mm
R10mm Número de dias com precipitação ≥ 10 mm Dias
R20mm Número de dias com precipitação ≥ 20 mm Dias
RX1day Quantidade máxima de precipitação em 1 dia Mm RX5day Quantidade máxima de precipitação em 5 dias consecutivos Mm
CDD Número máximo de dias consecutivos com precipitação < 1 mm
(dias consecutivos secos). Dias
CWD Número máximo de dias úmidos consecutivos (nº de dias
consecutivos em que a precipitação foi superior ou igual a 1mm) Dias R95p Precipitação anual que excedeu o percentil 95 no período de 1980
a 2013 (percentil: dias úmidos). Mm
R99p Precipitação anual que excedeu o percentil 99 no período de 1980
a 2013 (percentil: dias extremamente úmidos). Mm
PRCPTOT Precipitação total anual em dias úmidos Mm
Para análise de mudanças locais quanto aos extremos climáticos das regiões homogêneas de precipitação (Figura 3 e 4) e mesorregiões da AMZ e NEB (Figura 6) foram utilizados os coeficientes de tendência calculados a partir dos índices de extremos climáticos de precipitação e temperatura do Climdex. Para construção do indicador de vulnerabilidade epidemiológico a extremos climáticos das mesorregiões da AMZ e NEB foram utilizadas as magnitudes ou valores destes índices. Os índices de extremos climáticos foram calculados inicialmente para 6 sub-regiões (Figura 1) da Amazônia, conforme o estudo de (Santos et al., 2014) que classificaram a região em 6 sub-regiões: R1, R2, R3, R4, R5 e R6, sendo que no estudo foi classificada como Oeste da Amazônia (OA), Costa Oeste (CO), Sul da Amazônia (WA), Costa Leste (CL), Amazônia Ocidental (AOC) e Amazônia Oriental (AOR), e
o estudo desenvolvido por Oliveira et al. (2016) que classificaram a região Nordeste do Brasil em 5 sub-regiões: norte da costa (NC), norte do semiárido (NS), sul do semiárido (SS), sul da costa (SC) e Noroeste (NO) (Figura 4). As estações foram selecionadas nas sub-regiões de acordo com a concentração da estação nos grupos correspondentes. Os dois estudos para construção das regiões pluviometricamente homogêneas fizeram uso da técnica multivariada da análise de agrupamento ou conglomerados (cluster).
Figura 3: Distribuição espacial das estações, baseada nas 06 (seis) sub-regiões R1, R2, R3, R4, R5 e R6 pluviometricamente homogêneas na Amazônia
Figura 4: Distribuição espacial das 05 (cinco) sub-regiões: (+) norte da costa (NC), (ᵒ) norte do semiárido (NS), (•) noroeste (NW), (□) sul do semiárido (SS), (■) sul da costa (SC)
Fonte: Adaptado de Oliveira et al. (2016)
Tabela 4: Ponto de referência selecionado em cada sub-região pluviometricamente homogênea. Sub-região - Amazônia Região Latitude Longitude
Amazônia Oriental- AOR (R1) AMZ -10ºS -48ºW Sul da Amazônia – SA (R2) AMZ -12ºS -62ºW
Costa Leste - CL (R3) AMZ 0º -52ºW
Amazônia Ocidental - AOC (R4) AMZ -5ºS -53ºW Oeste da Amazônia - OA (R5) AMZ -3ºS -66ºW
Costa Oeste - CO (R6) AMZ 3ºN -61ºW
Sub-região do Nordeste do Brasil Região Latitude Longitude
Costa norte (CN) NEB -11ºS -38ºW
Norte do semiárido (NS) NEB -6ºS -39ºW
Noroeste (NO) NEB -4ºS -43ºW
Costa sul (CS) NEB -16ºS -39ºW
Figura 5 : Localização das 11 (onze) sub-regiões pluviometricamente homogêneas da Amazônia (AMZ) e Nordeste do Brasil (NEB)
Fonte: produção própria
Posteriormente, determinaram-se os índices de extremos climáticos (Climdex) para 62 mesorregiões (Figura 6) representando as 11 sub-regiões (Tabela 4 e Figura 5), sendo 20 mesorregiões para AMZ e 42 para o NEB devido aos dados de saúde, demográficos e socio-sanitários serem disponibilizados no âmbito unidade da federação, municipal, microrregional e mesorregional. Com isso, foram extraídos 62 pontos de grade dos dados de Xavier et al. (2015), que são representantes para cada mesorregião (Figura 6). Um estudo sobre mesorregiões pode ser importante para planejamento regionais na construção de indicadores demonstrando a situação dessas mesorregiões nos aspectos sociais, econômicos e de saúde. Contudo, índices de extremos climatológicos possibilitam observar se houve alguma mudança climática nos últimos 30 anos nas mesorregiões de estudo, e foi selecionado um ponto de grade para representar cada sub-região e mesorregião.
Figura 6: Localização das 62 (sessenta e duas) mesorregiões da Amazônica (AMZ) e do Nordeste do Brasil (NEB)
Tabela 5: Ponto de referência (grade) selecionado para mesorregião da AMZ e Nordeste do Brasil (NEB)
Sub-região Mesorregião Unidade da Federação Região (Sul) Lat. Long. (Oeste)
Amazônia Oriental (AOR)
Ocidental do
Tocantins TO AMZ -9º -49 º
Oriental do Tocantins TO AMZ -11º -65º Vale do Juruá AC AMZ -8,61º -71,67º
Vale do Acre AC AMZ -9,87º -69º
Sul da Amazônia (SA) Madeira-Guarapé RO AMZ 10º -61º Leste Rondoniense RO AMZ -12º -61º
Costa Leste (CL) Norte do Amapá AP AMZ 3 º -52 º
Sul do Amapá AP AMZ 0º -52 º
Amazônia Ocidental (AOC)
Baixo do Amazonas PA AMZ -2 º -56 º
Marajó PA AMZ -2 º -51 º
Região metropolitana
de Belém PA AMZ -1 º -48 º
Nordeste do Paraense PA AMZ -2 º -47 º Sudeste do Paraense PA AMZ -6 º -56 º Sudoeste do Paraense PA AMZ -7 º -51 º
Oeste da Amazônia (OA)
Norte do Amazonas AM AMZ 0 º -69 º
Sudoeste do
Amazonas AM AMZ -7 º -71 º
Sul do Amazonas AM AMZ -7 º -60 º
Centro do Amazonas AM AMZ -1 º -59 º
Costa Oeste (CO) Norte de Roraima RR AMZ 3 º -63 º
Sul Roraima RR AMZ 1 º -60 º
Costa norte (CN)
Sertão de Sergipe SE NEB -10 º -37,7 º Agreste de Sergipe SE NEB -11 º -38 º
Leste de Sergipe SE NEB -11 º -37 º
Norte do semiárido (NS)
Centro Sul do Ceará CE NEB -6,5 º -39 º
Jaguaribe CE NEB -5 º 38,3 º
Região metropolitana
de Fortaleza CE NEB -4 º -38,6 º
Noroeste do Cearense CE NEB -4 º 39,4 º Norte do Cearense CE NEB -4 º -40,5 º Sertões do Cearense CE NEB -6º -40º
Sul do Cearense CE NEB -7º -39,7º
Cont.Tabela 5: Ponto de referência (grade) selecionado para mesorregião da AMZ e Nordeste do Brasil (NEB)
Sub-região Mesorregião Unidade da Federação Região (Sul) Lat. Long. (Oeste)
Sul do semiárido (SS)
Vale do São Francisco
da Bahia BA NEB -11º -43º
Centro Sul Baiano BA NEB -14º -42º Extremo Oeste Baiano BA NEB -13º -45º Centro Norte Baiano BA NEB -11º -41º Costa sul (CS)
Sul Baiano BA NEB -16º -39,3º
Nordeste Baiano BA NEB -11 º -39,3 º Região metropolitana
de Salvador BA NEB -12,5 º 38,8 º Sul do semiárido (SS) Sudoeste Piauiense Sudeste Piauiense PI PI NEB NEB -8,61 º -44,35 º -7,64 º -41,39 º
Noroeste (NO)
Centro Maranhense MA NEB -6 º -46 º Leste Maranhense MA NEB -5 º -43,6 º Norte Maranhense MA NEB -3 º -44,4 º
Oeste Maranhense MA NEB -4 º -46 º
Sul Maranhense MA NEB -9 º -46,7 º Centro Norte
Piauiense PI NEB -5,41 º -41,87 º Norte Piauiense PI NEB -3,9 º -41,82 º Oeste Potiguar RN NEB -5,6 º -37,41 º Central potiguar RN NEB -6,04 º -36,63 º Agreste Potiguar RN NEB -6,13 º -35,08 º Leste Potiguar RN NEB -5,6 º -35,47 º Mata Paraibana PB NEB -7,01 º -35,08 º Agreste Paraibano PB NEB -7,01 º -35,81 º
Borborema PB NEB -7,49 º -36,58 º
Sertão Paraibano PB NEB -6,96 º -37,94 º Sertão Pernambucano PE NEB -8,03 º -38,67 º
São Francisco
Pernambucano PE NEB -8,71 º -40,42 º Agreste
Pernambucano PE NEB -8,61 º -36,34 º Mata Pernambucana PE NEB -8,61 º -35,32 º Região metropolitana
de Recife PE NEB -8,6 º -35,01º
Com os pontos selecionados para todas as sub-regiões e mesorregiões, utilizou-se o software Grid Analysisand Display System (GrADS) para construção de cada banco de dados em relaçãoàs sub- regiões e mesorregiões, nas quais os dados disponibilizados por Xavier et al. (2015) foram disponibilizados no formato netcdf (nc), porém foram construídos novas bancos de dados em relação às sub-regiões e mesorregiões no formato texto.