DESCRIÇÃO DOS MÉTODOS UTILIZADOS NO TRATAMENTO E OBTENÇÃO DE INFORMAÇÕES NAS SÉRIES TEMPORAIS (2002, 2003, E 2004) PARA AS VARIÁVEIS: MARÉ, TEMPERATURA, VELOCIDADE DO VENTO, CHUVA E UMIDADE RELATIVA.
3º passo. Elaboração do intervalo quantitativo para as séries de eventos de maré 1º passo. Coleta e tratamento prévio dos dados.
2º passo. Padronização das unidades dos dados
6 º passo. Avaliação dos eventos extremos detectados frente à ocorrência de
sistemas frontais (Ciclones).
7º passo. Análise das correlações estatísticas entre as variáveis propostas. 4º passo. Avaliação do comportamento do El Nino para os anos estudados.
5º passo. Detecção de eventos extremos de maré para séries
4.1.1. 1º passo. Coleta e tratamento prévio dos dados.
Consistiu na análise de um conjunto de dados coletados pelo Centro de Pesquisas do Estuário do Rio Itanhaém – Ceperio (CEPERIO 2011) que se localiza na foz do Rio Itanhaém, no município de Itanhaém – São Paulo – Brasil, no período entre 2002 a 2004. Os dados foram coletados através da estação meteorológica modelo Campbell (Parâmetro 1) (CAMPBELL SCIENTIFIC 2012) com sistema de medição de maré/ondulação acoplado.
A estação forneceu os dados de variação de marés e os dados das variáveis meteorológicas - temperatura do ar, velocidade do vento, umidade relativa e chuva (registrados a cada 15 minutos diariamente).
Primeiramente foram eliminados os valores incompletos das séries, que são comuns e facilmente detectáveis, pois geralmente ocorrem com a mudança de dia nas estações, quando se dá o inicio de um novo ciclo de 24 horas; soma-se também a estes dados um conjunto de dados que não continham informações ou estavam em branco nas séries. Os dados de caráter extremo foram mantidos, os “Outliers”, pois eles são o contexto de análise deste trabalho.
Foram também eliminados os outros tipos de problemas que requerem limpeza de dados, tais como os registros duplicados e dados incompletos.
4.1.2. 2º passo. Padronização das unidades dos dados.
As unidades de medida do conjunto de dados a serem integradas possuem diferentes unidades escalares, tais como, Temperatura º C, Velocidade do Vento (m/s), Chuva (mm) e Marés (m), e poderiam apresentar comprometimento nos resultados.
Neste sentido a realização das análises das correlações entre as variáveis, tais como a aplicação do modelo de Regressão Linear Múltipla exigia a padronização dos dados. No entanto, as estatísticas descritivas para as séries (Média, Desvio Padrão e Valores Máximos e Valores Mínimos) foram calculadas com os dados preservando suas unidades de medida, pois não houve necessidade de correlacionar estas informações e, por conseguinte padronizá-las.
A padronização, neste caso faz com que as variáveis transformadas passem a ter média, zero e variância unitária, o que é conseguido pela a transformação “z”. A (Equação 1) define essa padronização. Os dados foram Padronizados utilizando a fórmula de transformação, onde qualquer variável aleatória normal X é convertida em uma variável normal padronizada Z:
(Equação 1).
σ. desvio padrão μ. média aritmética
4.1.3. 3º passo. Elaboração do intervalo quantitativo para as séries de eventos de maré.
Utilizando o limite superior e inferior dos dados de Marés, estes coletados para as séries, adotou-se um conjunto de intervalos numéricos no intuito de subsidiar as análises. Os critérios explicativos deste escalonamento basearam-se, propriamente dito, nas variações de grandezas do próprio dado. Para tanto foram estabelecidos 6 intervalos com 0,37 m de variação entre as classes estabelecido entre os valores mínimos e máximos das séries.
Em seguida a determinação dos intervalos numéricos de ocorrência foi estabelecida as classes qualitativas. As mesmas foram determinadas segundo o grau de intensidade dos eventos de maré para os anos selecionados – 2002, 2003 e 2004, segundo o escalonamento proposto.
Calculou-se também o Coeficiente de Variação dos eventos de maré para os anos selecionados, onde a razão do Desvio Padrão pela Média, multiplicada por 100% (cem por cento) nos fornece um valor que caso supere os 10% caracteriza uma dispersão acentuada dos valores das médias, evidenciado assim presença de eventos extremos nas séries estudadas.
Considerou-se nesta análise, durante a elaboração dos intervalos quantitativos e qualitativos, as informações da Diretoria de Hidrografia e Navegação (DHN) da Marinha em relato ao Boletim Oficial da Prefeitura Municipal de Itanhaém (PREFEITURA MUNICIPAL DE ITANHAÉM 2012). A mesma destaca que os picos de maré para região giram em torno de 1 e 1,4 metros.
Contribuindo com esta análise, os estudos realizados por BATISTA FILHO (2006) relatam o comportamento dos aquíferos livres e confinados em situações de maré anômalas relatadas como as de acima de 1,3 metros. Baseando-se nas análises nos dados coletados em 8 poços de monitoramento instalados na região do Estuário do Rio Itanhaém, o autor demonstra em seus estudos que as ocorrências de variações nos níveis de maré para região podem afetar os níveis das águas dos aquíferos.
Z
=X
- µ σDurante um dia normal de ocorrência de maré, BATISTA FILHO (2006) relata que os níveis das águas dos poços de monitoramento variaram na escala de 83m3 em uma área monitorada de 670 m2 para os aquíferos livres (poços de 6 metros de profundidade) e valores insignificantes para os aquíferos profundos (poços com profundidades que variavam de 12,5 m a 20 m). Já nos dias de eventos de maré anômalas as oscilações nos níveis das águas nos poços chegaram a 190m3 para os aquíferos livres e 290 m3 para os aquíferos profundos, sendo que estes apresentaram variações em uma área de 1500m2 englobando todos os poços estudados para região.
Adotou-se então para este trabalho o valor de 1,4 metros como referencial de níveis de maré extrema, tendo como base os prejuízos causados na zona costeira estudada diante de um evento desta magnitude, tais como a destruição de unidades do corpo de bombeiros, queda de postes de energia e iluminação pública, destruição das estruturas esportivas e ornamentais, o comprometimento dos alicerces dos quiosques e a queda de calçadas e estradas (PREFEITURA MUNICIPAL DE ITANHAÉM 2012).
4.1.4. 4º passo. Avaliação do comportamento do El Nino para os anos estudados.
A ocorrência e a intensidade de fenômenos atmosférico-oceânicos, neste caso o El Niño pode influenciar a dinâmica das chuvas e consequentemente podem alterar os níveis das marés locais, assim como o aumento da entrada de frentes frias para região.
Neste sentido fez-se necessário a descrição dos eventos de El Niño para os anos estudados, buscando-se assim possíveis correspondências entre os eventos extremos de maré e a intensidade de atuação do fenômeno El Niño para o período analisado.
4.1.5. 5º passo. Detecção de eventos extremos de maré para séries.
Todas as datas de eventos de maré que continham os valores maiores que 1,4 metros foram selecionados e analisados segundo sua lunação, a fim de se constatar eventuais comportamentos anômalos frente ao calendário lunar com referência as marés de quadratura (lua minguante e crescente) e maré de sizígia (Lua Cheia e Lua Nova). Neste caso somente os eventos extremos que se caracterizaram como marés de quadratura foram selecionados, isto devido a não correlação de marés elevadas nestes períodos.
4.1.6. 6 º passo. Avaliação dos eventos extremos detectados frente à ocorrência de sistemas frontais (Ciclones).
Os eventos extremos foram avaliados frente à ocorrência de sistemas frontais (Ciclones). Para tanto se selecionou para análise a semana que os antecede. As informações foram coletadas no Boletim Climanálise / Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos - CPTEC/INPE (CPTEC/INPE 2011). Esta análise visa verificar de forma detalhada o comportamento e a possível influência dos sistemas frontais (Ciclones) diante da ocorrência dos eventos extremos.
4.1.7. 7º passo. Análise das correlações estatísticas entre as variáveis propostas.
Com os valores das séries então padronizados foi possível aplicar a técnica estatística de Regressão linear Múltipla. A mesma foi usada em duas escalas de análise, sendo:
a) Análise das correlações das variáveis independentes – temperatura, velocidade do vento e chuva em contrapartida a variável dependente, maré. Avaliação para as séries anuais (2002, 2003 e 2004).
b) Análise das correlações das variáveis independentes – temperatura, velocidade do vento e, neste caso a umidade relativa (adotada por conter maior continuidade de dados em um período mais curto), em contrapartida a variável dependente, maré. Avaliação para a serie de 7 dias que antecede os eventos extremos.
4.1.8. 8º passo. Análise dos resultados obtidos.
Propõe-se avaliar nesta fase os resultados obtidos em cada um dos procedimentos adotados para análise, elaborando quadros e tabelas sintetizando as relações e avaliando o comportamento das variáveis analisadas durante os anos em questão e para a semana que antecede os eventos extremos de maré.
4.2. Parte II.
4.2.b. Descrição dos métodos utilizados na elaboração e obtenção de informações referentes às técnicas utilizadas para avaliação da transformação do meio físico para os anos de 1987 e 2007. Sendo: a) Uso da Terra, b) Índice de Vegetação por Diferença Normalizada, c) Temperatura.
4.2.1. 1º passo. A escolha das datas.
Utilizando-se de um intervalo temporal de 20 anos, as datas de 26 de setembro de 1987 e 1 de agosto de 2007, com as bandas 6 (IR Thermal), 5 (IR próximo), 4 (IR médio), 3 (R) do satélite Landsat 5/TM foram selecionadas e analisadas frente à transformação da paisagem local.
A dificuldade de encontrar imagens aceitáveis para análise devido à cobertura de nuvens impossibilitou a seleção de datas iguais em anos diferentes. Neste sentido, vale ressaltar que as datas das imagens selecionadas apresentam para o ano de 1987 uma relação com Equinócio de Primavera e para 2007 a data selecionada se apresenta durante o Solstício de Inverno, sofrendo alterações no ângulo de energia incidente sobre os alvos analisados nas imagens.
Considerou-se que as datas selecionadas refletem um conjunto de ações sobre a região que vêm alterando significativamente o meio físico da Região Metropolitana da Baixada Santista no Estado de São Paulo - Brasil, onde está inserido o município de Itanhaém. Região esta que é a primeira, em âmbito nacional, a ser constituída sob a égide da Constituição Federal de 1988 e pela Constituição Estadual de São Paulo, de 1989.
Para ZÜNDT et al. (2006), a região apresenta um recorte regional com características especiais – condicionadas por obstáculos geográficos significativos, tendo áreas de urbanização continental e insular, uma malha urbana bastante densa. A mesma influenciada pela dinâmica econômica e social da presença do Porto de Santos, que tem, desde a origem da urbanização regional, o fator primordial do desenvolvimento dos processos de urbanização.
A presença de um pólo energético, petroquímico, siderúrgico e industrial de grande porte no município de Cubatão também foi fator importante no desenvolvimento regional, contribuindo para atrair grande contingente populacional.
ZÜNDT et al. (2006) relatam que de 1977 a 1980, o município de Itanhaém compreendido na baixada santista, passa pelo fim da concessão privada, aumento na quantidade de cargas
movimentadas, e transição no controle do porto. Em 1977, começava a construção do Terminal de Contêineres da Margem Esquerda do Porto (Tecon), entregue em 1981.
Já para os anos de 1981 a 1990 a movimentação de contêineres tem crescimento sensível, superando o da década de 70, com elevação nos anos 80, a partir da inauguração do terminal de contêineres do porto.
Ainda segundo os autores o efeito do acentuado crescimento do transporte de carga marítima especializada contribuiu para com a inserção de forma progressiva de áreas espaciais destinadas à alocação de contêineres e armazéns geridos por empresas particulares, através de concessões feitas pela Receita Federal, onde são depositadas mercadorias importadas ou para exportação, transformando assim a paisagem da região.
A partir de 1990 até os dias atuais, ZÜNDT et al. (2006) relatam novas obras e transformações de caráter físico e de mentalidade que marcam o cenário local.
As três técnicas: a) Uso da Terra, b) O Índice de Vegetação por Diferença Normalizada - NDVI e c) Temperatura são descritas a seguir.
4.2.b1 USO DA TERRA (1ª TÉCNICA)
O método utilizado para elaboração do Uso da Terra é apresentado a seguir em um fluxograma de atividades, os passos para elaboração são descritos sequencialmente. (Fluxograma 4.2.1)