685 TENDÊNCIA E VARIABILIDADE DAS CHUVAS EM BELO HORIZONTE, IBIRITÉ E
SETE LAGOAS – MG
MARINA ROZENDO SILVA
1CARLOS HENRIQUE JARDIM
2RESUMO: A distribuição temporal das precipitações afeta direta (ou indiretamente) a população e sua economia. No entanto, os efeitos negativos podem ser minimizados através da compreensão dos mecanismos atmosféricos em interação com os fatores de superfície.
Nesse sentido, foram analisadas as séries temporais de chuva dos municípios de Belo Horizonte, Ibirité e Sete Lagoas (Minas Gerais-Brasil) no período de 1961-2014. Verificou-se a ocorrência de padrões específicos de interação entre fenômenos de macro e microescala que podem gerar consequências singulares na distribuição local das chuvas.
Palavras-chave: chuva, variabilidade, impacto ambiental.
ABSTRACT: The temporal distribution of rainfall affects directly (or indirectly) the population and its economy. However, the negative effects can be minimized by understanding the mechanisms of atmospheric interaction with the surface factors. In this sense, we analyzed the rainfall time series of the municipalities of Belo Horizonte, Ibirité and Sete Lagoas (Minas Gerais, Brazil) in the 1961-2014 period. It was the occurrence of specific patterns of interaction between macro and microscale phenomena that can generate unique consequences on the local distribution of rainfall.
Keywords: rain, variability, environmental impact.
1 – Introdução
Muito se tem debatido a relação entre o homem e as mudanças do clima. Segundo Molion (2007), no final da década de 1970 surgiu a hipótese de que as ações humanas estariam provocando mudanças no padrão de comportamento das variáveis climáticas, sendo, inclusive, capazes de influenciar no regime das precipitações. Ainda segundo esse autor essa hipótese apresenta deficiências em diversos aspectos e são em grande parte questionáveis, não justificando a transformação da hipótese do aquecimento global antropogênico em fato científico consumado.
Um assunto recorrente nos meios de comunicação que diz respeito a esta discussão sobre as influências antrópicas refere-se à crise hídrica que afeta a região sudeste do Brasil desde o final de 2014. É o caso da reportagem do site Gazeta do Povo
3, como apontado no texto, a região Sudeste vive uma “situação completamente atípica” e enfrenta a pior crise hídrica dos últimos 84 anos.
Apesar de todo o alarde da mídia e do sensacionalismo por trás do tema, ao analisar os estudos recentes sobre a falta de chuva percebe-se que se trata de um fenômeno natural
1
Graduada em Geografia e acadêmica do programa de pós-graduação em Geografia IGC/UFMG (marinarozendo@yahoo.com.br);
2
Prof. Adjunto, Departamento de Geografia/IGC/UFMG (dxhenrique@gmail.com).
3
Disponível em: <http://www.gazetadopovo.com.br/vida-e-cidadania/sudeste-vive-a-pior-crise-hidrica-em-84-
anos-afirma-ministra-ej5wuxkty5grllh4zki3nhgzy>. Acesso em 13 de abr. 2015
686 que conserva pouca ou nenhuma relação com a ação antrópica. Durante o Seminário “A Crise Hídrica e Questões do Clima”4 realizado na Universidade Federal do Rio de Janeiro, em março de 2015, o pesquisador José Marengo afirmou que a seca que afetou a região Sudeste do Brasil foi um fenômeno meteorológico de causas naturais. As consequências destes fenômenos variam de acordo com o gerenciamento dos recursos hídricos ou das populações que ocupam áreas de riscos.
Para este estudo, se faz necessário a compreensão do termo “variabilidade climática”, principalmente quando se analisa a precipitação, já que o principal fator genético das chuvas está ligado à circulação atmosférica, por influência das massas de ar em mesoescala, sendo este fenômeno muito complexo e irregular.
Segundo Sant'Anna Neto (2003) variabilidade climática é a variação natural do clima dentro de um determinado período de tempo, que independe de ações antrópicas. Essa variação acontece principalmente devido à atividade solar, que altera a temperatura dos oceanos dando origem a fenômenos que influenciam diretamente o clima global, como o El Niño, La Niña e Oscilação Decadal do Pacífico, em interação com outros fatores como o relevo (feições de vulto regional como o Espinhaço, Serra do Mar, Mantiqueira, depressão sertaneja, planalto das Guianas etc.), latitude, maritimidade/continentalidade etc.
De acordo com Brito et al (2006) a chuva é um importante fator no controle do ciclo hidrológico e uma das variáveis climáticas de maior influência na qualidade do meio ambiente. Ainda segundo os autores, o volume, duração e distribuição temporal da precipitação podem afetar direta ou indiretamente a população e sua economia. Deste modo se faz importante compreender o comportamento temporal e espacial das chuvas, correlacionando-as com o meio ambiente, pretendendo obter respostas quanto ao efeito do regime pluviométrico na sociedade e na produção do espaço.
Sendo assim, os estudos sobre variabilidade climática e dinâmica dos elementos do clima se tornam de extrema importância considerando a forte influência que o clima desempenha sobre as sociedades, principalmente no que diz respeito aos eventos extremos e seus impactos ambientais.
O presente trabalho tem como objetivo analisar as séries temporais dos municípios de Belo Horizonte, Ibirité e Sete Lagoas visando identificar variações e tendências na evolução temporal da precipitação e sua relação com as modificações introduzidas pelas organizações sócioespaciais humanas no âmbito da paisagem.
4
Disponível em: <http://www.forumclima.org.br/pt/noticias/seminario-a-crise-hidrica-e-questoes-do-clima>.
Acesso em 10 de Jun. 2015.
687 2 – Material e métodos
Para a escolha dos municípios analisados foi levado em consideração a proximidade com Belo Horizonte e as características de transformação de uso da terra de cada localidade, além da presença das Estações Meteorológicas de Observação de Superfície Convencional, mantidas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), com uma série histórica de pelos menos 30 anos. Dessa forma, foram selecionados, além de Belo Horizonte, os municípios de Ibirité e Sete Lagoas.
Os dados de precipitação foram recolhidos no Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa do INMET (BDMEP) entre o período de 01/01/1961 a 31/12/2014. Para a tabulação dos dados, foi utilizado o programa Excel a fim de obter a soma dos dados de precipitação mensal, organizados em acumulado anual. Também foi feita a análise da variação desses atributos em confronto com eventos e fenômenos climáticos como a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) e as ocorrências dos eventos de El Niño (EN) e La Niña (LN). Os dados de EN/LN foram recolhidos no site Golgen Gate Weather Services
5, enquanto os dados da ODP foram recolhidos no site Climate Prediction Center
6. Além disso, através do programa Microsoft Excel, foi utilizado outro recurso estatístico para análise dos dados de precipitação, a técnica do Box Plot, que permite determinar para uma série longa de dados os limites numéricos de meses considerados com regime pluviométrico normal, seco ou úmido, além daqueles considerados extremos. Essa técnica permite identificar sazonalidades, tendências, desvios e valores atípicos na precipitação de determinadas séries.
Os dados meteorológicos recolhidos foram analisados através do programa Microsoft Excel, utilizando a técnica estatística de regressão linear simples para verificar tendências em relação ao tempo. A regressão linear simples é uma metodologia estatística que estabelece uma equação matemática linear que descreve uma possível relação entre as variáveis. O quadrado de coeficiente de correlação de Pearson é chamado de coeficiente de determinação (R²), uma medida da proporção da variabilidade em uma variável que é explicada pela variabilidade de outra. O R² varia entre 0 a 1, indicando o quanto o modelo consegue explicar os valores observados, ou seja, quanto maior o R² (mais próximo de 1) mais forte é a relação entre as variáveis, em valores próximos de 0, significa que existe pouco relacionamento entre as variáveis. Para ser considerada uma correlação forte, o R² deve ser, pelo menos, igual ou superior a 0,8.
Na técnica do Box Plot, de acordo com a orientação de Galvani e Luchiari (2012), foi utilizada a série de dados de 54 anos, sendo os dados de precipitação organizados em
5
Disponível em: < http://ggweather.com/enso/oni.htm> Acesso em 03 de nov. 2015.
6
Disponível em: < http://www.cpc.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml>. Acesso
em 03 de nov. 2015.
688 acumulado anual e agrupados de acordo com os meses. Tendo em conta que os valores extremos podem contaminar a série de dados trabalhou-se com um range de 5% a 95%, onde foram desconsiderados os meses que estiveram entre os 5% dos menores valores e os 5% maiores valores de cada grupo das séries. Estes valores foram considerados os outliers (fora da reta), aqueles meses em que o total de chuva foi considerado super seco (menores valores) ou super úmido (maiores valores). Os valores que se encontraram entre o valor mínimo e o 1º quartil foram considerados meses secos, os valores entre o 1º quartil e o 3º quartil foram considerados meses normais e aqueles entre o 3º quartil e os valores máximos foram denominados de meses úmidos. Posteriormente, foi feito a classificação em porcentagem dos meses analisados em meses secos, normais, úmidos, super secos e super úmidos. Essa classificação foi feita através dos resultados obtidos a partir da elaboração das tabelas para o gráfico do Box Plot, onde foi possível obter os números que indicaram os limites entre o que é seco, normal, úmido, super seco e super úmido, ajudando na compreensão da variabilidade (temporal e espacial) das chuvas.
3 – Resultados
Através da análise do gráfico de Box Plot (figura 01) foi possível notar a distribuição
da chuva de cada mês na série do município de Belo Horizonte. Por questões de espaço, só
será apresentado o gráfico relativo ao município de Belo Horizonte, entretanto os gráficos
apresentaram resultados bastante semelhantes nos três municípios. Os meses entre
outubro a março, considerados meses úmidos, apresentaram maior dispersão dos dados de
precipitação. No caso dos meses considerados secos, entre abril e setembro, essa
dispersão diminui (mostrado pela menor incidência de extremos ou outliers), indicando que
os dados possuem maior semelhança, ou seja, menos susceptíveis a desvios.
689
0 50 100 150 200 250 300 350 400 450 500 550 600 650 700 750 800 850
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Preciítação (mm)
Meses
Belo Horizonte - MG (1961 - 2014)
Legenda
Valor Máximo
3º Quartil
Mediana
1º Quartil +Outiliers Superiores
X Outiliers Inferiores
Figura 01: Classes de precipitação para Belo Horizonte - MG (1961-2014) conforme técnica de agrupamento estatístico do Box Plot.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva
De acordo com Mendonça e Danni-Oliveira (2007) a distribuição e variabilidade das chuvas no Brasil, cujo regime pluviométrico é diverso, com tipos chuvosos semiáridos, tropicais e subtropicais, estão associadas à atuação e sazonalidade dos sistemas atmosféricos de macro e mesoescala, principalmente à Frente Polar Atlântica (FPA).
As áreas estudadas, tanto Belo Horizonte quanto Ibirité e Sete Lagoas, de acordo com Carvalho e Jones (2009) e Nunes et al. (2009), estão inseridas dentro da zona de influência das linhas de instabilidades tropicais (LI), sistemas frontais, Zona de Convergência de Umidade (ZCOU) e da ação da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS), além da convecção local, inclusos entre os principais fatores genéticos das chuvas nesses locais, principalmente no verão. A persistência desses sistemas depende de vários fatores como as fases quente e fria da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) e dos mecanismos ligados ao El Niño - Oscilação Sul (ENOS). Particularmente em relação ao sudeste do Brasil deve-se incluir a presença e disposição do relevo (efeito orográfico).
Segundo Mendonça e Danni-Oliveira (2007) os meses considerados secos (junho, julho e agosto) se caracterizam pelos mais baixos índices pluviométricos médios no decorrer do ano.
A partir das tabelas elaboradas com os dados de precipitação das séries históricas
analisadas, foi possível classificar os meses em Super Secos, Secos, Normais, Úmidos e
Super Úmidos. No município de Belo Horizonte (tabela 01) a classificação indicou que na
região estudada, as chuvas tendem a manter comportamento próximo à média ou habitual
em boa parte das ocasiões.
690
Tabela 01: Classificação dos meses (%) da série analisada para os municípios de Belo Horizonte, Ibirité e Sete Lagoas – MG, conforme técnica de agrupamento estatístico do Box Plot.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
Para a série do municípios de Ibirité e Sete Lagoas (tabela 01), as classificações indicaram que nos três municípios as chuvas também tendem a manter comportamento próximo à média ou habitual em boa parte das ocasiões.
As variáveis climáticas analisadas neste trabalho sofrem variações de acordo com padrões de eventos climáticos de ordem zonal, como a Atividade Solar, Oscilação Decadal do Pacífico (ODP), os fenômenos El Niño e La Niña e o aquecimento/resfriamento das águas do Atlântico. Fenômenos estes que podem atuar em conjunto (teleconexão), atenuando ou intensificando as respectivas ações.
A partir da análise dos gráficos verificou-se, no período analisado, a tendência geral das temperaturas relacionada à ODP. Foi identificado entre o período de 1961 a 2014 duas fases frias da ODP e uma fase quente. A primeira fase fria identificada no período manteve- se até o ano de 1977, quando se inicia a fase quente, que se estendeu de 1977 a 1998. A partir de 1998 se iniciou uma nova fase fria que, segundo estudiosos da área, irá perdurar até o ano de 2025.
Constatou-se também que durante as fases quentes da ODP há maior incidência e intensidades de eventos El Niño, assim como nas fases frias há maior ocorrência e intensidade de eventos de La Niña. Esses fenômenos, quando atuam em conjunção reforçam um ao outro, interferindo significativamente na variação dos elementos climáticos.
Durante a ocorrência do El Niño
7, há o enfraquecimento dos ventos alísios, podendo ocorrer a inversão dos mesmos, sendo assim, as águas superficiais do oceano Pacífico começam a se aquecer gerando a evaporação e a formação de nuvens no Pacífico Equatorial Central e Oriental. Esse aquecimento do Pacífico provoca o aquecimento das massas de ar no local, quando parte desse calor é transferida para o ar por convecção, aumentando a temperatura por onde elas passam.
7
Disponível em: <http://enos.cptec.inpe.br/elnino/pt>. Acesso em 15 de nov. 2015.
691 De acordo com Berlato e Fontana (2003), a precipitação pluvial e a temperatura são as variáveis climáticas mais afetadas durante a ocorrência do El Niño. No Brasil, observando- se o aumento do índice pluviométrico principalmente durante a primavera e início do verão na região sul do país. Nas regiões norte e nordeste verificam-se secas, enquanto na região sudeste ocorre aumento moderado da temperatura média do ar. Na região centro-oeste do Brasil o aumento da precipitação ocorre apenas no sul do estado do Mato Grosso do Sul.
Na ocorrência da La Niña, os ventos alísios ficam mais intensos, aumentando o desnível entre o lado Ocidental e Oriental do Pacífico, sendo que as águas mais quentes ficam represadas mais a oeste do que o normal, gerando evaporação e nuvens, influenciando a célula de Walker, que durante esse fenômeno ficará mais alongada, inibindo a formação de nuvens de chuva na região oriental do Pacífico.
No caso da La Niña ainda conforme apreciação dos autores (Idem, 2003) observa-se como impacto desse fenômeno na região sul do Brasil, a diminuição da precipitação durante a primavera e início do verão e tendência de temperaturas abaixo da média. Na região sudeste observa-se o decréscimo das temperaturas médias durante o inverno e verão, enquanto nas regiões norte e nordeste verifica-se aumento elevado da precipitação e chegada de frentes frias no litoral da Bahia, Sergipe e Alagoas.
Segundo o INPE
8, o El Niño não exerce influência significativa nas chuvas da área analisada, o mesmo acontecendo com a La Niña. Entretanto, dada a sua magnitude e intensidade foi possível verificar a influência do El Niño sobre os índices pluviométricos em Belo Horizonte no ano de 1983 (figura 02). Nos municípios de Ibirité e Sete Lagoas não foi verificado essa influência (figuras 03 e 04).
8
Disponível em: <http://enos.cptec.inpe.br/elnino/pt>. Acesso em 15 de nov. 2015.
692
-2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00
0 500 1000 1500 2000 2500
Precipitação (mm)
Precipitação Acumulada Anual (1961 - 2014) Belo Horizonte - MG
Acumulado Anual ODP Média La Niña El Niño
Figura 02: Precipitação Acumulada Anual de Belo Horizonte - MG (1961-2014) e ocorrências de ODP e EN/LN.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
-2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00
0 500 1000 1500 2000 2500
Precipitação (mm)
Precipitação Acumulada Anual (1961 - 2014) Ibirité - MG
Acumulado Anual ODP Média La Niña El Niño
Figura 3: Gráfico da Precipitação Acumulada Anual de Ibirité - MG (1961-2014) e ocorrências ODP e EN/LN.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
693
-2.00 -1.00 0.00 1.00 2.00
0 500 1000 1500 2000 2500
Precipitação (mm)
Precipitação Acumulada Anual (1961 - 2014) Sete Lagoas- MG
Acumulado Anual ODP Média La Niña El Niño
Figura 4: Gráfico da Precipitação Acumulada Anual de Sete Lagoas - MG (1961-2014) e ocorrências ODP e EN/LN.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
No ano de 1983, nos dados de Belo Horizonte, quando se tem uma elevação positiva da ODP e um evento El Niño de intensidade alta, verifica-se elevação significativa do índice pluviométrico. A tabela 02 expõe os dados do acumulado mensal e anual do ano em questão além do valor da Normal Climatológica, indicando que no ano de 1983 choveu acima da média.
Tabela 02: Precipitação Acumulada do ano 1983 em Belo Horizonte – MG.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
Segundo Dias e Marengo (2002) as nuvens que produzem chuvas na parte oeste do Pacífico deslocam-se para a costa oeste da América do Sul, aumentando o índice pluviométrico da região, devido a esse deslocamento das nuvens para a parte leste do Pacífico. Esses valores encontrados no ano de 1983 possivelmente foram ocasionados pela influência do El Niño, que foi considerado um dos mais intensos nesse respectivo ano.
Os dados a seguir apresentam os valores do acumulado anual da precipitação nas áreas estudas no período de 1961 a 2014 (figuras 05 a 07). O coeficiente de determinação dos três municípios se apresentam baixos (BH = R² 0,049; Ibirité = R² 0,0019; Sete Lagoas = R² 0,0047), indicando que não há relação entre o fator tempo e a variação da precipitação.
Essa aparente ausência de relação entre tempo e precipitação pode ser explicada pelo fato
694 da pluviosidade estar ligada a fatores de origem na mesoescala, relacionado à dinâmica das massas de ar.
y = 4.1308x + 1409.7 R² = 0.0419
0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400
1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013
Precipitação (mm)
Ano
Acumulado Anual 1961-2014 Belo Horizonte - MG
Precipitação Linear (Precipitação)
Figura 05: Gráfico de precipitação de Belo Horizonte - MG (1961 - 2014) conforme técnica de regressão linear simples.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
y = -0.8974x + 1497.9 R² = 0.0019
0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400
1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013
Precipitação (mm)
Ano
Acumulado Anual 1961-2014 Ibirité - MG
Precipitação Linear (Precipitação)
Figura 06: Gráfico de precipitação de Ibirité - MG (1961-2014) conforme técnica de regressão linear simples.
Fonte: dados obtidos do INMET (www.inmet.gov.br). Acesso: Agosto/2015.
Organização: Marina Rozendo Silva.
695
y = -1.1123x + 1338.4 R² = 0.0047
0 300 600 900 1200 1500 1800 2100 2400
1961 1963 1965 1967 1969 1971 1973 1975 1977 1979 1981 1983 1985 1987 1989 1991 1993 1995 1997 1999 2001 2003 2005 2007 2009 2011 2013
Precipitação (mm)
Ano
Acumulado Anual 1961-2014 Sete Lagoas - MG
Precipitação Linear (Precipitação)
