CARACTERIZAÇÃO DE SÉRIES CLIMATOLÓGICAS. PARTE II: ESTUDO DAS TEMPERATURAS MÉDIAS EM
BELO HORIZONTE – MG (BRASIL). P. S. Lucio (1); M. L. de Abreu; E. M. M. de Toscano
(1) Departamento de Estatística – ICEx / Universidade Federal de Minas Gerais / Cx. P. 702, Pampulha, CEP: 30.161-970 - Belo Horizonte / MG (Brazil)
e-mail: lucio@est.ufmg.br / mercedes@est.ufmg.br
ABSTRACT
This article presents the monthly and seasonal average behaviors for the surface air minimum, maximum and mean temperatures in Belo Horizonte – MG (Brazil), during a period of thirty years. The sample has been submitted to statistical treatments to seek for the determination of classes that could be helping us to extract some of the information inlaid in the coarse data under study. We concluded that the minimum temperature behavior is best explained by its anomalies and it confirms the similarity between the information patterns for the maximum and mean temperature behaviors.
1. INTRODUÇÃO
As condições climáticas de uma certa região são determinadas por uma série de fatores que atuam de forma combinada e irão dotá-la de características peculiares. Torna-se necessário avaliar, individualmente, estes fatores para que se obtenha uma completa compreensão da dinâmica do clima local da região sob estudo. Assim, há uma forte possibilidade de que a cidade de Belo Horizonte esteja sendo afetada pela variabilidade atmosférica ocorrida remotamente. Desta forma, propomos investigar o regime termo-climático na região, através da análise de cartas de controle, utilizando as informações armazenadas durante um período de trinta anos.
Aqui, as séries de interesse no que tange o comportamento climático, serão avaliadas sob os seguintes aspectos, medidos mensalmente: média das temperaturas mínimas
(TMINBH), média das temperaturas médias (TMEDBH) e média das temperaturas máximas
(TMAXBH).
2. ASPECTOS CLIMATOLÓGICOS
A região metropolitana de Belo Horizonte, a exemplo da zona metalúrgica do Estado de Minas Gerais (Brasil), por sua localização geográfica possui duas estações bem definidas que podem ser identificadas como seca (observada no outono e no inverno ) e chuvosa (observada na primavera e no verão). No inverno, predomina a atuação da Frente
Polar Atlântica (FPA) e do anticiclone subtropical do Atlântico Sul. No verão, esta região
sofre sofre forte influência de sistemas convectivos associados ao aquecimento continental. Esta situação favorece a ocorrência de tempestades severas, que ocorrem geralmente à tarde e à noite. Além destes sistemas, predomina, também, a ação da Zona de Convergência do
Atlântico Sul (ZCAS) associada às conhecidas “invernadas”, que podem durar até 10 dias [de Quadro e de Abreu, 1994; Oliveira, 1986; Nobre, 1988; Rocha e Gandu, 1996].
Em [de Abreu et al.,1992] constata-se que em três destes eventos (1982-1983, 1986-1987 e 1991-1992), a temperatura do ar registrou valores acima da média climatológica durante o inverno no sudeste. A possibilidade de Belo Horizonte estar sendo afetada pela variabilidade atmosférica ocorrida remotamente, motivou a investigação que deu origem a este trabalho.
3. O CONTROLE ESTATÍSTICO DO FENÔMENO
Os dados climáticos de Belo Horizonte, originados das Normais Climatológicas para uma série de dados entre 1960 a 1989, indicam que esta cidade apresentou uma temperatura anual média de 22,6o C. O total anual médio de precipitação acumulada foi de aproximadamente 1529 mm e a umidade do ar registrou um valor médio de 71%. Os meses mais quentes - média das máximas de 28,0o C - coincidem com a estação chuvosa que se estende entre outubro e março, e corresponde a 88% da precipitação total anual. Os meses mais frios - média das mínimas de 14,6o C - corresponde ao período de seca, que inclui as estações de outono e inverno.
Através da Figura 1, testamos a hipótese de normalidade das variáveis sob estudo. A
variável TMINBH, não apresenta um padrão normal. Certamente, sob o enfoque puramente estatístico, deveríamos buscar uma transformação do tipo BOX-COX, visando a mudança deste padrão de informação. Contudo, devemos atentar ao fato de que determinar uma função de transformação desta varíavel não nos seria conveniente sob o contexto da interpretação final dos resultados. Desta forma, indicamos que sejam consideradas as séries de anomalias climatológicas de TMINBH (ruído branco), podendo-se, assim, optar por
trabalhar com estas variáveis no que tange a análise exploratória em trabalhos futuros. Damos ênfase ao fato de que a transformação de BOX-COX pode ser útil para a correção de dados relativos a fenômenos cujo padrão não é normal, porém esta transformação poderá, também, corrigir problemas devido à instabilidade do fenômeno. Sob esta observação, não indicamos a correção de qualquer dado desta natureza em estudos referentes à climatologia, uma vez que devemos assegurar a não descaracterização das variáveis e sobretudo do fenômeno. Permite-se, também, basear-se na série de médias anuais, uma vez que temos um número de dados suficientemente grande e lançar mão do Teorema Central do Limite. Atentamos ao fato de que cartas de controle são performáticas mesmo em dados que não são normalmente distribuídos, portanto torna-se lícito o seu emprego nesta análise.
Percebemos nitidamente, através da Figura 2, uma configuração de tendência, bem definida para a variável TMINBH, a partir de 1975, indicando uma mudança seqüencial desta variável, que pode ser associada à uma diminuição do nível pluviométrico entre os anos de 1967 e 1977, devido a fenômenos atmosféricos e mesmo oceânicos (conforme Parte I). Nestes anos o sistema tenta entrar em equilíbrio, gerando, assim, alguns pontos caóticos extremos, perceptíveis nos gráficos de TMEDBH e TMAXBH.
Notamos que este processo pode ser considerado, sob o ponto de vista estatístico, “fora de controle”. No que concerne aos gráficos de médias, somos sugestionados à acreditar que o sistema sofre influência de fenômenos a ele extrínsecos. Os pontos fora dos limites de controle verificados em TMAXBH e TMEDBH: 1963 (configuração de El Niño) e 1965 (configuração de El Niño), exigem a investigação imediata da causa de variação assinalável responsável pela sua ocorrência.
P-Value (approx): > 0.1000 R: 0.9979 W-test for Normality N: 360 StDev: 1.76523 Average: 27.1458 3 2 2 7 2 2 .99 9 .99 .95 .80 .50 .20 .05 .01 .00 1 P robabi li ty T MAX B H Normal P robability Plot
P-Value (approx): > 0.1000 R: 0.9972 W-test for Normality N: 360 StDev: 1.86021 Average: 22.5614 2 7 2 6 2 5 2 4 2 3 2 2 2 1 2 0 1 9 1 8 .99 9 .99 .95 .80 .50 .20 .05 .01 .00 1 P robabi li ty T ME D B H Normal P robability Plot
P-Value (approx): < 0.0100 R: 0.9682 W-test for Normality N: 360 StDev: 2.36206 Average: 16.4183 2 0 1 5 1 0 .99 9 .99 .95 .80 .50 .20 .05 .01 .00 1 P robabi li ty T MIN B H Normal P robability Plot
89 79 69 59 2 9 2 8 2 7 2 6 Subgroup M eans X =2 7.1 5 3 .0 S L=28 .65 -3.0 SL =25 .6 4 3 2 1 St D e v s 1 S =1 .70 0 3 .0 S L=2.7 98 -3.0 SL =0.60 08 C arta de C ontrole para TMA X BH
89 79 69 59 2 4 2 3 2 2 2 1 Subgroup M eans X =2 2.5 6 3 .0 S L=24 .18 -3.0 SL =20 .9 5 3 2 1 St D e v s S =1 .82 4 3 .0 S L=3.0 04 -3.0 SL =0.64 49 C arta de C ontrole para TME D B H
89 79 69 59 1 9 1 8 1 7 1 6 1 5 1 4 Subgroup M eans X =1 6.4 2 3 .0 S L=18 .50 -3.0 SL =14 .3 4 4 3 2 1 St D e v s S =2 .35 1 3 .0 S L=3.8 72 -3.0 SL =0.83 13 C arta de C ontrole para TMINB H
A aproximação dos limites de controle - observe os anos de 1968 (pertence ao período de “estabilidade” que precede a configuração de El Niño de 69), 1983 (ano de configuração de El Niño), 1984 (instalação de El Niño) e 1987 (ano de El Niño) -corresponde à influência de diferentes padrões de informação, no que concerne a variável em estudo. Podemos, também, observar que os anos que apresentaram maior variabilidade mensal foram 1963 (configuração de El Niño) e 1983 (configuração de El Niño).
4. CONCLUSÕES
Via a configuração de pontos detectada nos gráficos de controle, observou-se uma
acentuada tendência positiva nas temperaturas máximas (fraca) e temperaturas mínimas (forte) de Belo Horizonte durante estes trinta anos. Há, em média, um acrescimo de
TMINBH de 24*10-3 ºC por ano. Pequenas flutuações, podem ser associadas a anos de anomalias climáticas. No que concerne à temperatura média, esta tende a se manter constante dentro deste universo caótico. Poderíamos mesmo, ousar afirmar que TMEDBH e TMAXBH seguem uma mesma norma de informação, sendo que uma ênfase deve ser dada aos anos anômalos. Os anos que se seguiram ao evento ENOS de 82/83, apresentam desvios que indicam um comportamento de forte tendência ao crescimento de TMEDBH e TMAXBH,
sugerindo que o sistema busca o seu equilíbrio. Este padrão de informação também é observado na série TMINBH que apresentou um aumento de seus valores após 1975, enfatizando esta tendência após o El Niño 82/83. Nota-se que TMEDBH e TMAXBH
apresentam padrões de variabilidade que se comportam de forma análoga 5. AGRADECIMENTOS
M. L. de Abreu agradece à FAPEMIG, por financiar o projeto do qual se originou parte deste artigo. Os autores agradecem ao INMET e ao CDC-NOAA, de onde se originaram os dados.
6. REFERÊNCIAS
de Abreu, M. L., Rocha, A. G. C., Brito, I. J.-1993- Efeitos do El Niño 1991/1992 na variação das médias climatológicas de inverno no campo de temperatura na região sudeste do Brasil. Boletim de Geografia Teorética, 23(45-46), 49-53.
Nobre, C. A.-1988- Ainda sobre a Zona de Convergência do Atlântico Sul: A Importância do Oceano Atlântico. Climanálise, 3(4), 30-33.
Oliveira, A. S.-1986- Interações entre Sistemas na América do Sul e Convecção na Amazônia. Tese de Mestrado em Meteorologia - Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, São José dos Campos, SP; (INPE - 4008 - TDL / 239).
de Quadro, M. F. L.; de Abreu, M. L.-1994- Estudo de Episódios de Zona de Convergência do Atlântico Sul sobre a América do Sul. Anais do VIII Congresso Brasileiro de Meteorologia, Belo Horizonte, MG, 18 a 25 de Outubro, v. 2, 620-623.
Rocha, A. M. G. C.; Gandu, A. W.-1996- A Zona de Convergência do Atlântico Sul. Climanálise Especial: edição comemorativa de 10 anos, 140-142.
