Estimativas para o Índice Padronizado de Precipitação

Os valores do IPP são calculados e determinados a partir das funções de densidade e probabilidade que tem por finalidade descrever as séries históricas de precipitações em diferentes escalas de tempo. Neste estudo, foram realizadas análises e traçadas isolinhas para cinco escalas de tempo distintas, 3, 6 e 9 meses, úteis para análises agrícolas, 12 e 24 meses, contextualizando análise anual e interanual, respectivamente, em anos também distintos, no caso, 1983, 1985, 1997 e 2010.

As Figuras 18, 19, 20 e 21 referem-se aos valores do IPP no estado de São Paulo, em uma escala de três meses, para os anos informados.

Figura 18- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em três meses de escala, no ano de 1983.

As isolinhas do índice de precipitação (IPP) traçadas para os anos de 1983 e 1985 revelam um marcado contraste no que diz respeito à umidade. Enquanto o ano de 1983 apresentou valores entre 1,5 e 2,0, no ano de 1985 eles se mantiveram concentrados entre -0,2 e -0,6. Valores negativos indicam início de período seco no local analisado, podendo vir a ser caracterizado como extremamente seco, de acordo com a Tabela 4 (Fernandes et al. 2009) quando o valor ultrapassa -2,0.

O ano de 1983 contou com a atuação do fenômeno El Niño de forte intensidade. Choveu muito nesse ano em todo o território paulista. Os valores pluviométricos na cidade de São Paulo apresentaram, no mês de maio deste ano, uma elevação de mais de 300,0 %. Essa precipitação excessiva foi causada por sistemas frontais, que estando bloqueados, teria permanecido muito tempo sobre essa região (NERY et al. 1998).

Figura 19- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em três meses de escala, no ano de 1985.

Organização: SIQUEIRA, B. 2015.

Em 1985, ano que o La Niña atuou no estado de São Paulo. O resfriamento anormal das águas superficiais do oceano Pacífico Tropical é característico do fenômeno. No estado de São Paulo, alguns dos efeitos do La Niña foram a redução dos valores de precipitação em praticamente todo o estado e consequente indicativo de seca na maior parte do território, principalmente nas Regiões Administrativas de Sorocaba e São José dos Campos, onde o indicativo de seca foi mais acentuado, -0,7.

Os anos de 1997 e 2010 seguem dentro da normalidade esperada para a região, com valores positivos (indicativo de excesso hídrico) em alguns pontos do estado de São Paulo. No ano 2010 pode-se constatar valores positivos em quase todo o estado, exceto na Região Administrativa de Franca e seu entorno, onde os valores do IPP apresentam-se entre -0,2 e -0,3, com indicativo de seca. Nas regiões administrativas de Itapeva e Registro, o índice indica muita umidade, chegando a 1,2. O ano de 1997 segue um padrão de normalidade a moderadamente úmido, que se estende por todo o território paulista, entre 0,2 e 0,6.

Figura 20- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em três meses de escala, no ano de 1997.

Figura 21- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em três meses de escala, no ano de 2010.

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Para uma escala de seis meses de análises do IPP, foram encontrados os seguintes resultados (Figuras 22, 23, 24 e 25).

Figura 22- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em seis meses de escala, no ano de 1983.

Os anos 1983 (Figura 22) e 1985 (Figura 23) possuem marcadas diferenças pluviométricas, que são refletidas nos índices padronizados calculados.

Tais informações são comprovadas através dos valores encontrados para o IPP, entre 1,7 e 2,0, o que confere ao ano de 1983, de acordo com a Tabela 4 (Fernandes et al. 2009) o caráter de muito úmido a extremamente úmido, contrapondo-se ao ano de 1985, que possui apenas valores negativos de IPP, entre -0,3 e -0,9, ou seja, moderadamente seco.

Figura 23- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em seis meses de escala, no ano de 1985.

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Trabalhos realizados no nordeste brasileiro detectaram secas severas no período de El Niño, mostrando que esse índice responde bem a essa variabilidade pluviométrica devido às anomalias provocadas por eventos ENOS, por exemplo, (GUEDES et al. 2012).

É nítida a diferença de comportamento entre as isolinhas da Figura 22 e 23, enquanto 1983 é marcadamente úmido, o mesmo não ocorre em relação a 1985, que se apresenta com baixos valores de IPP, inclusive valores negativos.

Figura 24- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em seis meses de escala, no ano de 1997.

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Figura 25- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em seis meses de escala, no ano de 2010.

Em 1997, os valores de IPP para o período de seis meses se mantêm dentro da normalidade esperada para a área em questão, com indicativo de umidade em alguns pontos que marcam 0,6, denotando, mais uma vez, certo padrão seguido pela variabilidade da precipitação neste ano.

O ano de 2010, analisado em um período de seis meses (Figura 25), apresentou valores próximos do “normal”, com indicativo de umidade. Os valores expressam a ocorrência de um ano muito úmido, com valores de IPP entre 0,1 (próximo ao normal) e 1,2 (muito úmido) de acordo com a Tabela 4 (Fernandes et al. 2009).

Em seu estudo sobre as condições de seca no estado do Espírito Santo, Blain (2010) afirma que vários indicadores podem ser desenvolvidos para quantificar, padronizar e comparar a seca, em base temporal e espacial, dentre eles o Índice Padronizado de Precipitação (Standardized Precipitation Index: SPI), desenvolvido por Mckee et al. (1993) visto que se trata, atualmente, de um dos índices mais utilizados.

Os resultados encontrados para o estado do Espírito Santo mostraram que, de maneira geral, o período entre maio e setembro é caracterizado por pequenos totais mensais de precipitação pluvial, já no mês de outubro observa-se um aumento no regime de precipitação pluvial na área de estudo, no entanto nesse mês ainda é possível notar possibilidades significativas de ocorrência de baixos totais mensais de precipitação pluvial, o que acarreta risco as atividades de semeadura e plantio devido ao estresse hídrico (BLAIN, 2010).

A variação temporal do IPP na escala mensal foi calculada para algumas localidades com valores compreendidos entre -1,0 e 1,0; 95 % entre -2,0 e 2,0 e 99 % entre -3,0 e 3,0. A localidade de Baixo Guandu indicou 75 % dos valores compreendidos entre -1,0 e 1,0; 96 % entre -2,0 e 2,0 e 100 % entre -3,0 e 3,0 (BLAIN, 2010). As Figuras 26, 27, 28 e 29 retratam o comportamento das isolinhas de precipitação em uma escala de tempo de nove meses de análise, onde, o ano de 1983 (Figura 26) apresentou de maneira ainda mais acentuada seu caráter úmido, com valores para o IPP entre 1,6 e 2,1 denotando muita umidade e umidade extrema, especialmente no centro-oeste paulista, o que indica uma melhor padronização da concentração da precipitação no território estudado com essa escala de tempo.

Em 1985 (Figura 27) os valores do índice ainda apresentaram seca moderada, no entanto com valores um pouco mais altos em alguns pontos do estado, como nas regiões administrativas de Itapeva, Registro e Sorocaba, com índice de -0,6.

Figura 26- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em nove meses de escala, no ano de 1983.

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Figura 27- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em nove meses de escala, no ano de 1985.

O ano de 1997 (Figura 28) segue com a proximidade da normal esperada para o estado de São Paulo no período estudado, entretanto, pela primeira vez apresenta valores elevados (entre 3 e 4) para o IPP em algumas localidades, especialmente na Região Metropolitana de São Paulo e na Região Metropolitana da Baixada Santista. Até então, em 3 e 6 meses, o ano havia apresentado apenas IPP normal e úmido.

Figura 28- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em nove meses de escala, no ano de 1997.

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O ano de 2010, analisado em um período de nove meses (Figura 29), apresentou-se próximo do “normal” entre 0,15 e 0,9 (moderadamente úmido) e não mais acima de 1,0 (muito úmido), semelhante ao índice calculado para três meses atrás, de acordo com a Tabela 4 (Fernandes et al. 2009), o que indica uma possível diminuição da quantidade de precipitação ou de dias em que esta ocorreu, em algumas regiões do estado de São Paulo.

Figura 29- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em nove meses de escala, no ano de 2010.

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As Figuras 30, 31, 32 e 33 foram analisadas em um período de 12 meses de escala.

Figura 30- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em doze meses de escala, no ano de 1983.

Figura 31- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em doze meses de escala, no ano de 1985.

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Em 1983 (Figura 30) o ano seguiu úmido com valores de IPP entre 1,80 e 2 em praticamente todo o estado, indicando uma padronização do índice para o ano em questão e caracterizando-o como muito úmido e extremamente úmido, de acordo com a Tabela 1 (Fernandes et al. 2009).

O ano 1985 (Figura 31), para um período de 12 meses, apresenta valores entre -0,25 e -0,70, com indicativo de seca moderada. Ao longo dos meses analisados, é possível visualizar o desdobramento do indicativo de seca no estado. Na escala de três meses, os pontos com valores negativos de IPP estão melhor distribuídos no território e expandem-se gradualmente até formarem uma grande área com déficit hídrico. Na análise realizada para 12 meses, a porção do território paulista que sofre com o déficit hídrico fica bem discriminada e afeta principalmente as regiões administrativas de Bauru, Sorocaba e Registro.

Figura 32- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em doze meses de escala, no ano de 1997.

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Figura 33- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em doze meses de escala, no ano de 2010.

Os anos de 1997 e 2010 (Figuras 32 e 33) apresentaram valores entre 0,4 e 1,2 para 1997 e 0,5, a 1,2 para 2010, ou seja, trata-se de anos que, com o passar dos meses e consequentemente das estações, atingiram determinado valor de umidade em algumas localidades do estado. Mais ao leste, sul e sudeste os valores do IPP foram maiores, refletindo em um período muito úmido para essas localidades, no entanto a norte e noroeste observou-se baixa umidade, o que possibilita marcada variabilidade desse índice no estado de São Paulo.

O mesmo tipo de análise foi aplicado no estado da Paraíba, Nordeste do Brasil, onde foram definidas três sub-regiões do local para o estudo. Diferente do estado de São Paulo, na Paraíba os resultados apresentaram secas severas e extremas obtidas pelo Índice de Precipitação Padronizada em 12 e 24 meses.

Das 49 estações analisadas foram detectadas 24 secas de acordo com o IPP para doze meses e cinco secas para o IPP para 24 meses, confirmando a grande variabilidade da chuva e sua escassez, principalmente para região do semiárido (grupo 3) que apresentou a maior quantidade de secas. O IPP para doze meses revelou a ocorrência de secas com maior duração no período de 1990 a 1994, nas cidades de Araruna e Coremas (MACEDO et al. 2010).

Da mesma forma, o uso do IPP para 24 identificou secas severas com maior duração em Coremas, no período de 1991 a 1995. Nesses períodos, essas secas foram intensificadas, provavelmente devido à ação do fenômeno El Niño. O IPP-12 identificou seca extrema, com maior duração, na cidade de Monteiro, sub-região do Cariri paraibano, fato que, possivelmente, está relacionado com a orografia local (MACEDO et al. 2010).

O IPP é extremamente eficiente no monitoramento e análise da seca e como pode ser usado em diferentes escalas de tempo, permite um estudo elaborado com a possibilidade de se realizar comparações entre os períodos e obter resultados eficazes, no que diz respeito ao que se quer constatar. É muito vantajoso em relação aos demais índices, pois faz uso apenas de dados mensais da precipitação, de modo a quantificar déficits ou excessos da mesma. O índice também é viável para a realização de comparações entre regiões com diferentes características climáticas (MACEDO et al. 2010).

Um dos conceitos mais importantes associados ao Índice Padronizado de Precipitação (SPI), é o estabelecimento de um método de monitoramento das condições de seca, em diversas escalas de tempo, comparável em diferentes regiões e períodos (BLAIN, 2011).

Apesar de sua robustez estatística, algumas questões conceituais tendem a distanciar o SPI dos interesses agrícolas (BLAIN, 2011). A seca agrícola exige monitoramento em escalas iguais ou inferiores à dez dias (BLAIN; BRUNINI, 2007).

Por fim, foi realizada uma análise em uma escala de tempo de 24 meses e os resultados não foram diferentes para o ano de 1983 (Figura 34), que seguiu úmido com valores de IPP entre 1,3 e 2,0 em praticamente todo o estado de São Paulo, indicando uma padronização dos valores de SPI para esse ano caracterizando-o como muito úmido e extremamente úmido (FERNANDES et al. 2009).

Figura 34- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em vinte quatro meses de escala, no ano de 1983.

Figura 35- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em vinte e quatro meses de escala, no ano de 1985.

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Como já foi mencionado anteriormente, o ano de 1983 foi marcado pela atuação do fenômeno El Niño no estado de São Paulo, que durante a estação do verão, aumentou as temperaturas e a consequente formação de nuvens, logo o ano foi marcado por precipitações intensas e umidade extrema, fato que pode ser comprovado em todas as análises. A distribuição dos pontos com maior excesso hídrico é heterogênea, dependendo da escala utilizada, concentrou-se em um local. Quando a escala utilizada foi de nove meses, os valores de IPP foram maiores, chegando a 2,5 na região denominada centro-oeste paulista.

Em 1985 (Figura 35) devido a atuação do fenômeno La Niña, que segundo Nery et al. (2013), ocasiona uma ligeira queda na média climatológica no território paulista na estação do inverno, causou uma redução de, aproximadamente, 88,0 % nos valores pluviométricos, apenas no mês de outubro (NERY et al. 1998). Os valores do índice foram negativos e concentraram-se entre -0,2 e -0,9, o que confere a esse ano um caráter “moderadamente seco”, de acordo com a Tabela 1, de Fernandes et al. (2009). Assim como nos primeiros três meses de análise, após 21 meses, totalizando os 24, a seca é generalizada pelo estado e deixam de se concentrar em um só ponto do território.

Figura 36- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em vinte e quatro meses de escala, no ano de 1997.

Organização: SIQUEIRA, B. 2015.

O ano de 1997 segue com indicativo de umidade moderada, entre 0,1 e 0,6. Nesse ano o fenômeno El Niño atuou, aumentando as temperaturas e consequente distribuição das precipitações no estado, no entanto as consequências da ocorrência do fenômeno não foram tão severas, como em 1983, que em todas as análises apresentou indicativo de umidade extrema. O ano de 1997 oscilou entre períodos secos e úmidos e denotou umidade moderada e acentuada em alguns pontos, nas escalas de nove e doze meses, obtendo-se IPP de 1,2 na Região Administrativa de Sorocaba e -0,5 na Região Administrativa de Franca.

Figura 37- Índice Padronizado de Precipitação para o estado de São Paulo, em vinte e quatro meses de escala, no ano de 2010.

Organização: SIQUEIRA, B. 2015.

Assim como em 1983 e 1997, em 2010 (Figura 36) o El Niño também apresentou índices positivos, no entanto de forma bem menos intensa, o que conferiu ao ano um caráter “normal”, ou seja, os valores dedo IPP apresentam-se dentro dos padrões pluviométricos esperados para essa região. Ao longo do território paulista, os valores concentram-se entre - 0,1 e 0,4, caracterizando o ano de “próximo da normal” a “moderadamente úmido”. Em todas as análises o comportamento das isolinhas foi parecido, no entanto com indicativo maior de umidade nas escalas de 3, 6 e 12 meses, com valores do IPP chegando a 1,3 em algumas áreas do estado. Quando analisado em 9 e 24 meses, os resultados indicam umidade menos acentuada e denotam probabilidade de seca ao norte do território.

6.4 Distribuição espacial e temporal de tendências da concentração diária e mensal dos