Normais climatológicas no contexto das mudanças climáticas:
Análise dos casos de São Paulo/SP e Franca/SP
Marcos José de Oliveira1*, Francisco Vecchia1
1
Centro de Recursos Hídricos e Ecologia Aplicada, Departamento de Hidráulica e Saneamento, Escola de Engenharia de São Carlos, Universidade de São Paulo
Caixa Postal 292, São Carlos, SP, Brasil, CEP 13.560-970.*e-mail: marcos.jose@gmail.com ABSTRACT: This study compared the data of the air temperature climatological normals of two standard periods (1931-1960 and 1961-1990) from São Paulo/SP and Franca/SP, Brazil. It was indentified a warming of 0.8 ºC in annual mean temperature in the city of São Paulo and a cooling of 2.1 ºC in Franca city. The average temperature increase in São Paulo was due to the increase in minimum temperatures, in other words, the nights are becoming less cold (warmer). The days are not getting warmer, because there was no increase in the mean maximum temperatures or in the absolute maximum temperatures. In the case of Franca, the significantly lowering of the mean temperature was related to a sharp drop in the values of the mean maximum temperatures. This may be due to a real local climate change, or more likely due to a change caused by non-climatic factors (heterogeneities), such as the changing of the station location. The results imply that the mean values depend exclusively on maximum and minimum values. Neither one could be, lonely, a fully accurate and representative indicative of climate change trends. The mean temperatures should be evaluated together with the maximum and minimum temperatures, in order to provide a more appropriate analysis of changes in climate conditions over the time.
Palavras-chave: temperatura do ar, aquecimento global, tendências climáticas locais 1 - INTRODUÇÃO
Em estudos do clima na escala temporal na ordem de décadas de anos, os dados climáticos são muitas vezes mais úteis quando são comparados com valores padrões ou normais. A média de uma série padronizada de 30 anos consiste em uma normal climatológica. De acordo com a Organização Mundial de Meteorologia (WMO, 1989), as normais são “médias computadas para um período relativamente longo e uniforme,
compreendendo pelo menos três períodos consecutivos de dez anos” e normais climatológicas
padronizadas são “médias de dados climatológicos calculadas para períodos consecutivos de 30 anos da seguinte forma: 01 Jan. 1901 – 31 Dez. 1930; 01 Jan. 1931 – 31 Dez. 1960, etc.”
As normais climatológicas têm servido a dois propósitos principais. Em primeiro lugar, elas constituem uma referência contra o qual as condições (especialmente as condições atuais ou recentes) podem ser apreciadas e, segundo, elas são amplamente utilizadas (explícita ou implicitamente) para fins preditivos, como um indicador das condições susceptíveis de ocorrerem em um dada região (WMO, 2009).
O termo normal apareceu pela primeira vez na literatura meteorológica em 1840, e em 1872 o Comitê Meteorológico Internacional decidiu que a compilação de valores médios – para fins comparativos, com o intuito de garantir a comparabilidade entre os dados coletados em várias estações – seria relativa a períodos uniformes de 30 anos, com o período inicial estabelecido em 1901-1930. No Brasil, entretanto, somente a partir de 1910 as observações meteorológicas começaram a ser realizadas sistematicamente, sendo 1931-1960 o primeiro período padrão calculado e disponível oficialmente (BRASIL, 1992; WMO, 2009).
O objetivo deste estudo foi analisar e comparar as normais climatológicas, de dois períodos padrões (1931-1960 e 1961-1990), das cidades de São Paulo/SP e Franca/SP. Foram inspecionadas as séries das temperaturas médias, máximas e mínimas com a intenção de compreender as tendências de alterações locais encontradas em cada série analisada.
2 - MATERIAL E MÉTODOS
As normais utilizadas neste estudo foram baseadas em duas publicações do Ministério da Agricultura que disponibilizam as normais climatológicas no Brasil: a primeira, referente ao período 1931-1960, publicada em 1969 (BRASIL, 1969); a segunda, relativa ao período 1961-1990, publicada em 1992 (BRASIL, 1992).
Convém analisar algumas das normais presentes nas duas publicações, com o propósito de identificar padrões ou tendências locais nos valores das temperaturas médias, máximas e mínimas. Para uma análise mais aprofundada foram escolhidas uma grande metrópole e uma cidade de médio porte no interior do Estado de São Paulo: a cidade de São Paulo, capital do estado com mais de 10 milhões de hab., e Franca, com pouco mais de 300 mil habitantes. 3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO
Para os dois períodos padrões (1931-1960 e 1961-1990), a Tabela 1 apresenta as normais de temperaturas médias mensais e a média anual dos valores mensais. Pelos valores apresentados na Tabela 1 e comparando os períodos das duas normais, constata-se que houve um aquecimento de 0,8 ºC na temperatura média anual na cidade de São Paulo; e Franca apresentou um resfriamento significativo de 2,1 ºC. A comparação dos valores mensais entre as normais dos dois períodos fica mais bem evidenciada visualmente nos gráficos da Figura 1.
Tabela 1 – Normais da temperatura média em São Paulo e Franca, nos períodos 1931-1960 e 1961-1990.
Cidade Período JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANO
1931-1960 21,6 21,7 20,8 18,7 16,9 15,6 14,6 16,2 17,3 18,6 19,2 20,2 18,5 1961-1990 22,1 22,4 21,7 19,7 17,6 16,5 15,8 17,1 17,8 19,0 20,3 21,1 19,3 1931-1960 21,6 21,4 21,2 20,0 18,5 17,3 17,3 19,2 20,5 21,0 21,1 21,0 20,0 1961-1990 19,0 18,3 18,5 17,5 16,6 15,4 15,3 17,8 18,9 19,7 18,8 18,7 17,9 São Paulo Franca Fonte: Brasil (1969, 1992). 10,0 14,0 18,0 22,0 26,0 Ja n F ev M ar A b r M ai Ju n Ju l A g o S et O u t N o v D ez Mês T e m p e r a tu r a ( ºC ) 1931-1960 1961-1990 10,0 14,0 18,0 22,0 26,0 Ja n F ev M ar A b r M ai Ju n Ju l A g o S et O u t N o v D ez Mês T e mp e r a tu r a ( ºC ) 1931-1960 1961-1990
Figura 1 - Normais climatológicas da temperatura média em (A) São Paulo e (B) Franca, nos períodos de
1931-1960 (curvas em azul) e 1961-1990 (curvas em vermelho). As linhas horizontais tracejadas representam os valores anuais médios. Fonte: Brasil (1969, 1992).
Ao invés de atribuir as possíveis causas do aquecimento ou resfriamento verificado em cada cidade, uma análise das normais das temperaturas máximas e mínimas médias fornece uma perspectiva distinta e interessante. Vide dados apresentados na Tabela 2, no caso da cidade de São Paulo, uma primeira análise das normais de temperatura máxima revela que o valor médio anual do segundo período (1961-1990) apresentou-se inferior em relação ao período anterior (1931-1960), com o valores de 24,7 e 24,9 ºC , respectivamente – diferença de apenas 0,2 ºC. Porém, como seria possível São Paulo estar aquecendo, com a normal da temperatura média apresentando um aumento de 0,8 ºC, se as temperaturas máximas não estão aumentando à mesma proporção? Tal fato somente seria possível se as temperaturas mínimas estivessem subindo, o que é verificado ao comparar os valores do primeiro período
(14,3 ºC) com os do segundo período (15,5 ºC), denotando uma diferença de 1,2 ºC. Ou seja, quando se verifica um aquecimento nas normais de temperaturas médias não quer dizer, necessariamente, que os dias estão ficando mais quentes, embora seja esta a primeira impressão que fique. A questão, nesse caso, é que as noites – período em ocorrem os valores de temperatura mínima – que estão ficando “mais quentes”, ou melhor, “menos frias”.
Conforme ilustrado no gráfico (A-SP) da Figura 2, as temperaturas máximas médias no segundo período se apresentam, no período do verão, abaixo das temperaturas do período anterior. Nesta escala, pode-se inferir que os meses não estão ficando mais quentes no verão. Por outro lado, conforme as temperaturas mínimas médias do gráfico (B-SP), todos os meses estão ficando menos frios ao longo de todo o ano. O gráfico (C-SP), da mesma Figura 2, ilustra uma compilação das temperaturas máxima, média e mínima, ressaltando que a amplitude de variação da temperatura foi reduzida, ou seja, não houve alteração significativa nos valores máximos, mas sim um aumento dos valores mínimos que, consequentemente, conduziram o valor médio para cima.
Tabela 2 – Normais climatológicas das temperaturas médias, máximas e mínimas em São Paulo e Franca,
nos períodos de 1931-1960 e 1961-1990.
Cidade Período Temp. JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANO
T 21,6 21,7 20,8 18,7 16,9 15,6 14,6 16,2 17,3 18,6 19,2 20,2 18,5 TM 27,3 28,0 27,2 25,1 23,0 21,8 21,8 23,3 23,9 24,8 25,9 26,3 24,9 Tm 17,6 17,9 17,2 14,8 12,9 11,0 10,1 11,3 12,7 14,4 15,0 16,2 14,3 T 22,1 22,4 21,7 19,7 17,6 16,5 15,8 17,1 17,8 19,0 20,3 21,1 19,3 TM 27,7 27,6 26,6 24,6 22,9 21,8 21,2 23,4 24,5 24,8 25,2 25,9 24,7 Tm 18,7 18,8 18,2 16,3 13,8 12,4 11,7 12,8 13,9 15,3 16,6 17,7 15,5 T 21,6 21,4 21,2 20,0 18,5 17,3 17,3 19,2 20,5 21,0 21,1 21,0 20,0 TM 27,0 27,2 27,2 26,2 25,1 24,3 24,6 26,8 27,8 27,8 27,2 26,5 26,5 Tm 17,2 17,2 16,8 15,1 13,1 11,7 11,4 12,6 14,3 15,7 16,2 16,7 14,8 T 19,0 18,3 18,5 17,5 16,6 15,4 15,3 17,8 18,9 19,7 18,8 18,7 17,9 TM 23,3 22,8 22,9 22,2 21,6 20,8 20,7 23,9 25,0 25,1 23,8 23,2 22,9 Tm 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4 15,4
T , TM e Tm = Temperaturas média, máxima e mínima, respectivamente.
Sã o Pa ul o Fr anc a 1931-1960 1961-1990 1931-1960 1961-1990 Fonte: Brasil (1969, 1992).
Por um lado, tomando como base apenas as normais da temperatura média, poderia ser alegado que o aumento verificado é reflexo de um aquecimento global, contudo, os meses não estão mais quentes no período do verão ao comparar as normais das temperaturas máximas médias. Além disso, ao comparar as temperaturas máximas absolutas nos dois períodos, cujos valores são apresentados na Tabela 3, é possível verificar que, em São Paulo, o maior valor de temperatura máxima absoluta no período de 1931-1960 foi de 35,2 ºC, enquanto no período de 1961-1990 foi de 35,5 ºC, representando uma diferença pouco significativa de 0,3 ºC.
Na Tabela 3, estão destacados com sombreamento cinza os valores do período que se apresentam maiores em relação aos valores do outro período. Pelo realce, nota-se que existe um equilíbrio entre os períodos que apresentam os meses com as temperaturas máximas maiores: 7 meses com valores maiores no primeiro período, e 5 meses no segundo no período. Fica nítida uma variabilidade que é inerente aos complexos sistemas climáticos, que neste caso apresenta oscilações, mas nenhum sinal de tendência de um período apresentar predominância, em relação ao outro, de maiores valores de temperatura máxima absoluta.
Retomando as análises das normais para o caso de Franca, que registrou uma queda de 2,1 ºC na normal da temperatura média, a situação é um pouco mais intrigante. Observando as normais de temperatura mínima na Tabela 2, verifica-se na média anual que para o período de 1931-1960 o valor de 14,8 ºC, e para o período posterior foi 15,4 ºC (0,6 ºC de diferença). Ou seja, as noites (onde ocorrem as temperaturas mínimas) se tornaram mais quentes (ou menos frias). Para que a temperatura média tenha caído tanto, deduz-se que a redução dos valores das temperaturas máximas deve ter sido ainda maior, que, de fato, aconteceu.
18,0 22,0 26,0 30,0 J a n F e v M a r A b r M a i J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z Mês T e m p e ra tu ra ( ºC ) 1931-1960 1961-1990 18,0 22,0 26,0 30,0 J a n F e v M a r A b r M a i J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z Mês T e m p e ra tu ra ( ºC ) 1931-1960 1961-1990 8,0 12,0 16,0 20,0 J a n F e v M a r A b r M a i J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z Mês T e m p e ra tu ra ( ºC ) 1931-1960 1961-1990 8,0 12,0 16,0 20,0 J a n F e v M a r A b r M a i J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z Mês Te m p e ra tu ra ( ºC ) 1931-1960 1961-1990 10,0 14,0 18,0 22,0 26,0 30,0 J a n F e v M a r A b r M a i J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z Mês T e m p e ra tu ra ( ºC ) 1931-1960 1961-1990 10,0 14,0 18,0 22,0 26,0 30,0 J a n F e v M a r A b r M a i J u n J u l A g o S e t O u t N o v D e z Mês T e m p e ra tu ra ( ºC ) 1931-1960 1961-1990
Figura 2 - Normais das temperaturas (A) máximas, (B) mínimas, e (C) composição geral para São Paulo
(SP) e Franca (FR), em 1931-1960 (azul) e 1961-1990 (vermelho). Em (C) as curvas mais grossas são as normais médias, e as curvas mais finas são as normais das máximas e mínimas. Fonte: Brasil (1969, 1992).
Tabela 3 – Temperaturas máximas absolutas mensais e anual em São Paulo - 1931-1960 e 1961-1990.
Período JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ ANO
1931-1960 34,6 35,2 32,8 31,8 31,2 27,8 29,2 33,1 34,3 35,0 34,2 34,2 35,2 1961-1990 33,2 34,7 33.5 31,4 29,7 28,6 29,3 33,0 35,2 34,5 35,3 33,5 35,5 OBS: O sombreamento cinza indica qual período apresentou a maior temperatura em cada mês.
Fonte: Brasil (1969, 1992).
O valor anual da normal da temperatura máxima do primeiro período foi 26,5 ºC; já no segundo, foi de 22,9 ºC, diferença de 3,6 ºC. Esta mudança induz a uma inquietação de difícil compreensão dos fatores que teriam levado a essa discrepância. Fica em evidência, ao reparar o gráfico A-FR da Figura 2, que os dias se tornaram bem menos quentes (ou mais frios). Relativamente, no gráfico B-FR, as noites ficaram mais quentes (ou menos frias). O gráfico C-FR exibe a compilação de todas as temperaturas (máxima, média e mínima), denotando a redução da temperatura média compelida pela queda dos valores de temperatura máxima.
Além da possibilidade de estas mudanças serem devido à variabilidade – de causa natural ou antropogênica – do clima, outros possíveis fatores não-climáticos relacionados às práticas de observação podem ter influenciado estes valores. Os principais fatores de erros
(A-SP) Máximas (B-SP) Mínimas (C-SP) Geral (A-FR) Máximas (B-FR) Mínimas (C-FR) Geral
sistemáticos (heterogeneidades) são devidos a: mudanças nos procedimentos utilizados nas observações (alterações nos horários das leituras) ou nos processamentos de dados (diferentes cálculos de médias); mudanças na instrumentação utilizada nas observações; mudanças da localização da estação; e mudanças no ambiente local ao redor do lugar de observação. Ou seja, tais mudanças podem levar a uma heterogeneidade não relacionada a qualquer mudança real no clima. Espera-se que na confecção das normais tenham sido tomados os devidos cuidados para evitar danos à representatividade e à homogeneidade dos dados.
Pela magnitude da diferença, suspeita-se da alteração da localização da estação. É um fato relativamente comum, mas raramente documentado, que estações sejam movidas de local devido alguma necessidade circunstancial, e assim, com a alteração de sua localização e também das propriedades microclimáticas específicas, insere-se uma descontinuidade na série histórica. Portanto, a conjectura acima poderia ser confirmada somente com a determinação das verdadeiras condições pretéritas das observações. O acesso aos dados diários, bases do cálculo das normais, permitiria maior embasamento na identificação de heterogeneidades. 4 - CONCLUSÕES
A investigação das mudanças observadas nas normais da temperatura média do ar de dois períodos padronizados de São Paulo e Franca indicou aquecimento e resfriamento, respectivamente, nas duas cidades analisadas. A tendência de aquecimento não significa, necessariamente, que os períodos diurnos estão ficando mais quentes. Na verdade, em São Paulo os valores das temperaturas mínimas médias aumentaram, ou seja, as noites que estão ficando menos frias (ou mais quentes). Já em Franca, onde foi observada uma queda severa nos valores da temperatura média, verificou-se que a temperatura máxima média que sofreu uma redução. Tal alteração pode ser devida a mudanças reais do clima local, ou, ainda, a mudanças artificiais causadas por heterogeneidades não-climáticas, oriundas de fatores como, suspeita-se, a mudança da localização da estação.
Portanto, os resultados permitem concluir que os valores médios dependem intrinsecamente dos valores máximos e mínimos. Nenhum deles representa, isoladamente, um indicativo plenamente fiel e representativo de tendências de mudanças climáticas. As temperaturas médias devem ser analisadas em conjunto com as temperaturas máximas e mínimas, de modo a proporcionar análises mais apropriadas de alterações climáticas. O caso de São Paulo incita à reflexão: o aquecimento global médio, dado em termos de temperatura média, seria decorrente do aumento das temperaturas máximas ou mínimas, ou ambas?
Cada local possui suas peculiaridades. Logo, são fundamentais estudos complementares que analisem as tendências locais do clima em outras cidades e regiões, inclusive na Amazônia, uma vez que séries globais são compostas a partir de séries locais. Um aspecto que exige atenção constante é o efeito dos fatores não-climáticos que influenciam nas medições e incorporam sequelas adversas nas séries de dados. Todas as séries devem ser submetidas a controles de qualidade capazes de identificar e remover heterogeneidades indesejáveis, a fim de não comprometer os registros históricos nem invalidar projeções futuras do clima.
5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
Brasil. Ministério da Agricultura. Escritório de Meteorologia. Normais climatológicas (São Paulo, Paraná, Santa Catarina, Rio Grande do Sul), vol. IV. Rio de Janeiro: Escritório de Meteorologia, 1969.
_____. Ministério da Agricultura e Reforma Agrária. Secretaria Nacional de Irrigação. Departamento Nacional de Meteorologia. Normais climatológicas (1961-1990). Brasília: Departamento Nacional de Meteorologia, 1992. 84 p.
WMO (World Meteorological Organization). Calculation of Monthly and Annual 30-Year Standard Normals, WCDP-No. 10, WMO-TD/No. 341, Geneva: WMO, 1989. _____. Guide to Climatological Practices, Third Edition (draft). Geneva: WMO, 2009.
