1
TENDÊNCIA CLIMÁTICA DA PRECIPITAÇÃO PLUVIOMÉTRICA NO MUNICÍPIO DE CAICÓ-RN¹
Prof. Msc. Bruno Claytton Oliveira da Silva¹ Prof. Dr. Fernando Moreira da Silva²
¹Docente da Universidade Potiguar. brunoclaytton@yahoo.com.br ²Docente da Universidade Federal do Rio Grande do Norte. fmoreyra@ufrnet.br
Resumo
O trabalho versa sobre o estudo da precipitação pluviométrica em um dos mais importantes núcleos de desertificação do Nordeste do Brasil: o município de Caicó-RN. Assim, o trabalho objetiva analisar a tendência da variável climática em questão, a fim de apontar se essa sofreu alterações significativas em sua tendência no último século. Para tanto, foi utilizada uma série estatística com recorte temporal fixado entre os anos de 1911 e 2009. Ademais, fez-se uso dos seguintes procedimentos e técnicas: estatística gráfica, medidas de tendência central, separatrizes e dispersão, estatística inferencial (Teste Mann-Kendall), e Microsoft Oficce Action, versão 1.1. Os resultados apontaram, inicialmente, que tendência positiva da precipitação pluviométrica par ao período em questão. Simulada a tendência da variável para os níveis de confiança 68,26%, 95,44% e 99,74%, observou que o resultado persistiu, a exceção do primeiro nível que se mostrou não significativo. Deste modo, conclui-se que no período em questão houve tendência de aumento dos totais de precipitação pluviométrica em Caicó-RN.
Palavras-chave: Desertificação, Precipitação Pluviométrica, Tendência, Seridó, Caicó. Abstract
The work deals with the study of rainfall in one of the most important desertification nucleus of Northeast Brazil: the city of Caicó-RN. Thus, this paper aims to analyze the trend in climate variable in question, to point up the significant changes in its trend over the last century. For this, we used a statistical series with time frame set between the years 1911 and 2009. In addition, use has been made of the following procedures and techniques: graphical statistics, measures of central tendency, dispersion and separatrices, inferential statistics (Test Mann-Kendall), and Microsoft Office Action, version 1.1. The results indicated initially the positive trend in rainfall pair that period. Dummy variable for the trend of confidence levels 68.26%, 95.44% and 99.74%, observed that the result remained the exception of the first level that proved not significant. Thus, we conclude that in this period there was a trend of increased total rainfall in Caicó-RN.
Key-Words: Desertification, Rainfall, Trend, Seridó, Caicó.
¹ Trabalho de Conclusão de Curso produzido como item obrigatório para o término da Especialização em Educação Ambiental e Geografia do Semiárido (IFRN).
A seca é um fenômeno climático que afeta drasticamente uma região, além de provocar graves danos econômicos e sociais, este fenômeno corresponde à característica temporária do clima de uma região, decorrente de precipitações pluviométricas abaixo da normal climatológica por certo período, o que não deve ser confundido com aridez, que é uma característica permanente do clima, resultante dos baixos níveis pluviométricos (FERREIRA et al., 1994).
O Nordeste do Brasil é conhecido como uma região seca, em que a maioria da população sobrevive da agricultura de sequeiro. O sucesso das culturas implantadas depende da regularidade e quantidade das chuvas. As variabilidades espacial e temporal da precipitação pluvial nas regiões áridas e semiárido são fatores limitantes para a agricultura de sequeiro (GRAEF e HAIGIS, 2001, apud SILVA, 2011).
A precipitação pluvial pode variar consideravelmente, até mesmo dentro de alguns quilômetros de distância e em escalas de tempo diferentes, tornando as colheitas das culturas imprevisíveis. A maior parte da região Nordeste do Brasil se situa dentro da zona semiárida, com grandes problemas para a sociedade e para os ecossistemas naturais, decorrentes das secas periódicas (SILVA et al, 2011).
Deste modo, o trabalho objetiva avaliar o comportamento da precipitação pluviométrica no Núcleo de Desertificação do Seridó-RN, mais precisamente, no município de Caicó-RN. Para tanto, pretende-se traçar um diagnóstico descritivo do comportamento da precipitação pluviométrica e estudar a tendência da precipitação pluviométrica do município de Caicó-RN.
2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 Área de Estudo
O recorte espacial do estudo se limita ao município de Caicó-RN, que possui a seguinte localização/coordenadas: Coordenadas Geográficas: latitude: 6º 27’ 30” Sul
3
longitude: 37º 05’ 52” Oeste. A Área do município totaliza 1.228,57 km² e a altitude da sede municipal está a 151m em relação ao nível médio do mar (IDEMA, 2008).
2.2 Metodologia Séries Temporais
As séries temporais consistem, sobretudo, em observações registradas em função do tempo cronológico. Assim, essas podem ser simbolizadas pela função genérica: y = f(t) (1)
Assim, estudos empíricos irão depender, em demasiado, do arranjo desses dados em forma cronológica, com vistas à análise crítica da mesma, a fim de analisar, descrever, compreender e prever cenários a partir do comportamento de uma dada variável em função da série em pauta (SILVA, 2009). No trabalho, foi utilizada uma série histórica/temporal coletada diretamente da Superintendência do Desenvolvimento do Nordeste (SUDENE, 2012).
Estatística Descritiva
Fez-se necessário a utilização da estatística descritiva em todo o processo, sendo esta representada tanto por Medidas de Tendência Central (média, moda e mediana), bem como por Medidas Separatrizes (Quartis e Percentis) e Medidas de Dispersão (Amplitude, Desvio Padrão e Coeficiente de Variação).
Teste de Mann-Kendall
O Teste de Mann-Kendall é um teste não-paramétrico sugerido pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) para avaliação da tendência em séries temporais de dados ambientais (YUE et al., 2002, apud SILVA et al., 2009). Segundo Silva (2009), a estatística do teste é:
(2) Onde: xj são os dados estimados da sequência de valores, n e o número de elementos da série temporal e o sinal (xi − xj) é igual a -1 para (xi − xj) < 0, 0 para (xi − xj) = 0, e 1 para (xi − xj) > 0. Kendall (1975) mostrou que S é normalmente distribuída
com média E(S) e variância Var(S), que para uma situação na qual pode haver valores iguais de x, são calculadas pelas equações:
(3)
(4) Onde: (tp) é o número de dados com valores iguais em certo grupo (pth) e q é o número de grupos contendo valores iguais na série de dados em um grupo p; o segundo termo representa um ajuste para dados censurados.
Usando-se a Eq. 2, tem-se que o valor positivo de S indica tendência também positiva dos dados que crescem com o tempo; por outro lado, o valor negativo indica tendência decrescente. Sabendo-se que S é normalmente distribuída e que tem média zero e variância dadas pelas Eqs. 3 e 4, respectivamente, pode-se testar se a tendência positiva ou negativa é significativamente diferente de zero; se S é significativamente diferente de zero, a hipótese nula Ho pode ser rejeitada para certo nível de significância apontando para a existência de tendência; inversamente, a hipótese alternativa (H1) é aceita. O teste estatístico parametrizado (Zmk) é computado pela seguinte equação:
(5)
A presença de uma tendência estatisticamente significativa é avaliada usando-se o valor de Z; tal estatística é empregada para testar a hipótese nula, isto é, que nenhuma tendência existe. Um valor positivo de ZMK indica um aumento da tendência e, quando negativa, aponta tendência decrescente. Para testar a tendência monotônica crescente ou decrescente no nível de significância de p, a hipótese nula será rejeitada se o valor absoluto de Z for maior que Z1-p/2, utilizando-se a tabela da distribuição normal cumulativa padrão. Os níveis de significância de p = 0,01, 0,05 e 0,32 foram aplicados neste estudo.
5
3 RESULTADOS E DISCUSSÕES
De acordo com os objetivos propostos inicialmente, os resultados do trabalho aqui desenvolvido serão apresentados e discutidos em dois momentos: diagnóstico descritivo do comportamento da precipitação pluviométrica e estudo da tendência da precipitação pluviométrica do município de Caicó-RN.
No diagnóstico descritivo do comportamento da precipitação pluviométrica do município de Caicó-RN foram aplicadas uma série de ferramentas/técnicas estatísticas a fim de caracterizar a variável climática em questão, estando todas essas vinculadas a estatística descritiva; já mencionada anteriormente. Em tal caracterização, procurou-se avaliar os totais precipitados anualmente no município.
No que tange aos resultados, percebeu-se que precipitação média anual registrada para o período foi de 670,0 mm. Já a precipitação total que obteve maior freqüência foi 531,3 mm.
Já as precipitações mínimas e máximas registradas foram, respectivamente, 107,1 mm (1919) e 1560,5 mm (1974). Deste modo, seguindo o comportamento da precipitação da região, observa-se grande amplitude entre os totais da precipitação para o município.
Para se avaliar com precisão a representatividade da média, bem como a variação média do período, calculou-se o desvio padrão e o coeficiente de variação (%). Reiteramos que o primeiro fornecerá a variação média da precipitação, enquanto o segundo a variação média em termos percentuais.
Os resultados desta avaliação apontaram um desvio padrão de 302,0 mm e coeficiente de variação 45,1%. A partir dos resultados entende-se que a variação média dos totais de precipitação pluviométrica em Caicó-RN apresenta-se como moderada. Conseqüentemente, pode-se afirmar que a média em questão apresenta, também, moderada representatividade. Tal fato figura como significativo, já que as oscilações anuais da precipitação pluviométrica em regiões de clima semi-árido são bastante freqüentes.
A fim de atentar para as concentrações mais significativas dos totais precipitados anualmente em Caicó-RN, fez-se uso dos quartis e percentis. Após os cálculos,
chegou-se aos chegou-seguintes resultados: 1º Quartil, 464,9 mm; 2º Quartil, 648,8 mm; 3º Quartil, 841,8 mm; e 90º Percentil, 1068,8 mm.
A partir dos dados pode-se afirmar que: 25% das precipitações totais anuais foram abaixo de 464,9mm e 75% acima desse percentual; 50% das precipitações totais anuais foram abaixo de 648,6 mm; 75% das precipitações totais anuais foram abaixo de 845,5 mm e 25% acima desse percentual; e que 90% das precipitações totais anuais foram abaixo de 1068,8 mm e, somente, 10% acima desse percentual.
Com base no resultado exposto acima, observa-se que parte minoritária das precipitações esteve abaixo de 500,0 mm e que outra parte pouco significativa esteve acima de 1000,0 mm.
Outra etapa relevante do trabalho foi à análise da tendência da série temporal em estudo. Para esta fase do trabalho foi utilizado o Teste de Mann Kendall. Como destacado inicialmente, tal teste estatístico é recomendado pela Organização Mundial de Meteorologia para avaliação da tendência em séries temporais de dados ambientais diversos, dentre eles, a precipitação pluviométrica.
A partir do seu emprego, pôde-se observar que a estatística ‘S’ do teste (equação 2) mostrou-se como positiva (365). Tal resultado indica tendência positiva dos dados que crescem com o tempo (SILVA, et al., 2010) . Ou seja, já a partir de tal resultado pode apontar que os totais precipitados anualmente em Caicó-RN tenderam ao crescimento com o tempo.
Não obstante, testou-se a tendência positiva encontrada (equações 3 e 4) a fim de se observar se essa é significativa diferente de zero. Como o valor de ‘S’ apresentou como significativamente diferente de zero, a hipótese nula foi rejeitada assumindo-se, assim, a hipótese alternativa.
Mais adiante, avaliou-se a se presença se a tendência positiva encontra poderia ser considerada estatisticamente significativa (equação 5). Para tanto, tal avaliação utilizou o valor de Z. Essa estatística é empregada para testar a hipótese nula, isto é, que nenhuma tendência existe (SILVA et al., 2010). A partir dos cálculos, encontrou-se um valor de Zmk positivo, o que sinaliza para um aumento da tendência encontrada.
Por fim, testou-se a tendência monotônica crescente ou decrescente no nível significância p, onde a hipótese nula será rejeitada se o valor absoluto de Zmk for maior
7
que Z1-p/2, utilizando-se a tabela da distribuição normal cumulativa padrão. No trabalho trabalhou-se como com os níveis de significância p=0,32, p=0,05 e p=0,01.
Os resultados deste último trabalho apontaram para uma tendência estatisticamente significativa para os dois últimos níveis de significância (p=0,05 e p=0,01).
A partir dos últimos resultados, pode-se observar que esses contrariam os prognósticos do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climática para a região do semiárido nordestino, pois o mesmo prevê redução dos totais precipitados e não acréscimo.
CONCLUSÕES
A partir dos resultados encontrados pôde-se chegar a algumas conclusões significativas a despeito do comportamento da variável precipitação pluviométrica no município de Caicó-RN. Primeiramente, constatou-se que a média calculada para o período (670,0 mm) apresentou-se como moderada, quando comparado com outros totais precipitados de municípios inseridos no semiárido nordestino. Segundo, como esperado, observou-se que o comportamento dos totais da precipitação pluviométrica no município, para o período em questão, mostrou-se moderadamente variado. Ou seja, perceberam-se oscilações nos totais precipitados, porém essas estiveram longe de variações extremas. Outra conclusão pertinente está relacionada às concentrações dos totais de precipitação pluviométrica. A partir dessa análise, pode-se concluir que parcela significativa das precipitações esteve abaixo 841,8mm (75%) enquanto, parte pouco significativa foi registrada acima desse valor; o que caracteriza, de forma segura, o regime pluviométrico do município. Finalmente, a partir do estudo da tendência, pode-se concluir, ao contrário do aponta o relatório do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC) para a região, que os totais precipitados em Caicó-RN estão tendendo ao aumento. Ou seja, observou-se que houve uma tendência positiva/crescente dos totais de precipitação no tempo. Além disso, dada a aplicação do teste de significância, pode-se afirmar que tal resultado apresenta-se como estatisticamente significativo; o que credita aos resultados aqui demonstrados, grande validade científica.
REFERÊNCIAS
AZEVEDO, P.V; SILVA, V.P.R. Índice de Seca de Bhalme e Mooley: Uma Adaptação Regional. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE METEOROLOGIA, 1994, Belo Horizonte, MG Resumos..., Belo Horizonte: Sociedade Brasileira de Meteorologia. v. 2, p.696-699, 1994.
CRESPO, A.A. Estatística fácil. 19.ed. São Paulo: Saraiva, 2009.
FERREIRA, D.G; MELO, H.P.; NETO, F.R.R; NASCIMENTO, P.J.S. A Desertificação no Nordeste do Brasil: Diagnóstico e Perspectiva. In: Conferência Nacional e Seminário Latino-Americano da Desertificação, Fortaleza, 7 a 11 de março de 1994: Fortaleza, 1994, 56p.
INSTITUTO DE DESENVOLVIMENTO SUSTENTÁVEL E MEIO AMBIENTE DO RIO GRANDE DO NORTE. Perfil do seu município: Caicó-RN. Natal-RN: IDEMA, 2008. 32 p.
SILVA, B.C.O. Estudo Teórico-Bioclimático da Potencialidade de Desenvolvimento do Aedes aegypti no estado do Rio Grande do Norte. Dissertação: Programa Regional de Pós-Graduação em Desenvolvimento e Meio Ambiente da UFRN (PRODEMA/UFRN). Natal, RN, 2009. 101 p.
SILVA, R.A; SILVA, V.P.R; CAVALCANTI, E.P; SANTOS, D.N. Estudo da Variabilidade da Radiação Solar no Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola Ambiental, v.14, n.5, p.501–509, 2010.
SILVA, V. de P. R. On climate variability in Northeast of Brazil. Journal of Arid Environments, v.58, p.574-596, 2004.
SILVA, V.P.R; BELO FILHO, A. F; SILVA, B. B; CAMPOS, J.H.B.C. Desenvolvimento de um sistema de estimativa da evapotranspiração de referência. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.9, p.547-553, 2005.
SILVA; V P.R; PEREIRA, E.R.R; AZEVEDO; P.V; SOUSA, F.A.S; SOUSA, I.F. Análise da pluviometria e dias chuvosos na região Nordeste do Brasil. R. Bras. Eng. Agrícola Ambiental, v.15, n.2, p.131–138, 2011.
SUPERINTENDÊNCIA DO DESENVOLVIMENTO DO NORDESTE. Biblioteca Celso Furtado. Acesso em: http://pageserver-nt.sudene.gov.br/biblioteca/asp/busca02.asp. Disponível em: 15/06/2012.
