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VARIABILIDADE E SUSCETIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações ecossistêmicas e sociais
25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG
TENDÊNCIA DAS CHUVAS MENSAIS PARA UBERABA (1961-2015)
CLEO MAYCON VIANA PAZ1 FABIO SANCHES2
RICARDO VICENTE FERREIRA2 VALERIA MACHADO3
Resumo: Nos útimos 20 anos, as mudanças climáticas tem sido tema dos principais eventos
científicos realizados no mundo. Uma das principais dificuldades para tais estudos se deve a
carência e a qualidade de longas séries de dados. O objetivo deste estudo foi preparar uma
série de dados pluviométricos mensais para Uberaba (MG) e analisar suas tendências. Foram
utilizados dados do INMET e da ANA para o período de 1961-2015. As falhas foram
preenchidas utlizando procedimentos estatísticos (regressão polinomial) para, posteriormente,
suas tendências serem analisadas por meio do Teste de Mann-Kendall (MK). Os resultados
demonstraram que apenas a tendência negativa observada para os meses de outubro foi
considerada significativa pelo MK. Dessa forma, é possível sugerir que esteja ocorrendo uma
tendência de prolongamento da estação seca visto que o mês de outubro marca o retorno da
estação chuvosa no mundo tropical.
Palavras-chave: Mudanças climáticas, testes estatísticos; Triângulo Mineiro.
Abstract: In the last 20 years, climate change has been the subject of major scientific events in
the world. One of the main difficulties for such studies is the lack and quality of data series. The
aim of this study was to prepare a series of monthly rainfall data to Uberaba (MG) and analyze
trends. INMET data and ANA data were used for the period 1961-2015. Failures were filled
using statistical procedures (polynomial regression) to later trends are analyzed using the Mann-
Kendall test (MK). The results showed that only the negative trend for the months of October
was considered significant by MK. Thus, it may be occurring extension trend of the dry season
because the month October marks the return of the rainy season in the tropical areas.
Keywords: Climate Change, statistical testing, Triângulo Mineiro.
Introdução
1 Acadêmico do curso de Geografia da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM). Bolsista de Iniciação Científica pela FAPEMIG. E-mail cleomaycon.vianapaz@hotmail.com 2 Professor Adjunto na Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM) E-mail: fsanches.73@gmail.com; rcrdvf@gmail.com 3 Acadêmica do curso de Geografia da Universidade Federal do Triângulo Mineiro (UFTM). E-mail: valeriamachadoemiliano17@gmail.com
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VARIABILIDADE E SUSCETIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações ecossistêmicas e sociais
25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG
Nos últimos anos, os efeitos das mudanças climáticas globais e suas respectivas
repercussões nos níveis regionais e locais tornaram-se temas de diversos encontros científicos,
sobretudo após a sequência de relatórios (Assessment Report) divulgados pelo Painel
Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC em inglês).
Questões ligadas à elevação das temperaturas planetárias associadas às emissões de
gases do efeito estufa e o aumento dos eventos climáticos extremos (tempestades, chuvas
extremas, estiagens prolongadas, ondas de calor/frio, por exemplo) norteiam trabalhos
produzidos por diversos pesquisadores pelo mundo (VINCENT et al., 2005; HAYLOCK et al.,
2006; ALEXANDER et al., 2006; OBREGÓN e MARENGO, 2007; SILLMANN & ROECKNER
2008; BLAIN, 2010; VALVERDE & MARENGO, 2014).
A recente crise no abastecimento, vivenciada na região Sudeste nos anos de 2013 e
2014, despertou a atenção da órgãos responsáveis pelo fornecimento de água e da sociedade,
que sentiu as mazelas da falta de abastecimento.
De forma geral, a mídia, como principal canal de formação da opinião pública, não
economizou na produção de reportagens que abordaram as fragilidades do sistema de
abastecimento público, problemas de gestão e planejamento e, de que a falta de chuvas
poderia ainda ser decorrente das mudanças climáticas.
Outro ponto merecedor de destaque é a economia agrícola regional, a qual, em virtude
da variedade de produtos produzidos (de alimentos básicos a fontes de energia) a dependencia
das condições climáticas, sobretudo pluviométricas, é essencial.
Nessa perspectiva, Marengo (2007) deixa claro que as evidências de mudanças no
clima poderiam afetar significativamente o planeta, com maior rigor nos países menos
desenvolvidos na região tropical. Nesse contexto, o autor afirma que o Brasil pode tornar-se
vulnerável às mudanças climáticas atuais e, mais ainda, às mudanças que se projetam para o
futuro, sobretudo, aquelas associadas aos eventos climáticos intensos.
Sob esse aspecto, observa-se que os trabalhos de Paiva e Clarke (1995), Marengo e
Alves (2005), Vincent et al. (2005), Haylock et al. (2006), Alexander et al. (2006), Folhes e Fisch
(2006); Obregón e Marengo (2007), Sillmann & Roeckner (2008), Blain (2010), Alves e Marengo
(2009), Sanches et al. (2013; 2014) entre outros, têm procurado analisar o comportamento das
variáveis (temperatura e precipitação) ao longo do tempo. Uma das principais ferramentas de
análises desses trabalhos são os testes estatísticos não-paramétricos, principalmente o Teste
de Mann-Kendall (SIEGEL, 1975).
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O Teste de Mann-Kendall compreende um teste estatístico não-paramétrico para
identificação de tendências, sendo recomendado pela Organização Meteorológica Mundial
(OMM) para estudos de tendências climáticas em séries temporais longas (PAIVA e CLARKE,
1995; GROPPO et al., 2001; MARENGO e ALVES, 2005; ALEXANDER et al., 2006; FOLHES e
FISCH, 2006; OBREGÓN e MARENGO, 2007; BLAIN, 2010).
Sendo assim, diante do exposto, o presente trabalho objetiva a preparação de uma
longa série de dados pluviométricos para Uberaba e o estudo da tendências dos totais mensais
para o período de 1961-2015 buscando evidências de mudanças climáticas.
Material e Métodos Para este trabalho, foram utilizados dados pluviométricos do Instituto Nacional de
Meteorologia (INMET), obtidos por meio de seu Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e
Pesquisa (BDMEP), disponível no site do INMET
(http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=bdmep/bdmep).
Foram utilizados dados da Estação Meteorológica de Superfície em Uberaba (OMM:
83577) para o perído de 1961-2015. Dada a ocorrência de falhas nessa série de dados foram
utilizados dados da Estação Meteorológica de Superfície de Frutal (OMM: 83574), via BDMEP e
do posto pluviométrico da Agência Nacional de Águas (nº 01947016), por meio de sua
plataforma eletrônica hidroweb (http://www.snirh.gov.br/hidroweb/).
O preenchimento das falhas no conjunto de dados de Uberaba foi feito utilizando
métodos estatísticos de correção, preenchimento das falhas e verificação de sua consistência
(regressão polinomial e teste de dupla-massa), conforme sugerem os trabalhos de Frank et al.
(1988); Tucci (2009), Oliveira et al. (2010) e Sanches et al. (2012), Sanches (2015).
De posse do conjunto de dados, os mesmos foram organizados em totais mensais
utilizando como ferramenta o software Excel (Microsoft Inc.) para serem produzidos
histogramas, extraídas suas linhas de tendências, equações de regressão e coeficientes de
determinação (R²).
Após a verificação da tendência (positiva ou negativa) dos dados, os mesmos foram
avaliados quanto a mudanças significativas de comportamento por meio da aplicação do Teste
de Mann-kendall (MK). Neste teste, adotar-se a hipótese da estabilidade da série temporal (Hₒ)
onde os valores devem ser independentes e a distribuição de probabilidades deve permanecer
sempre a mesma.
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O MK tem sido empregado em diversos trabalhos como objetivo de encontrar evidências
de mudanças de comportamento que possam ser consideradas como evidências de mudanças
climáticas (PAIVA e CLARKE, 1995; GROPPO et al., 2001; MARENGO e ALVES, 2005;
ALEXANDER et al., 2006; FOLHES e FISCH, 2006; OBREGÓN e MARENGO, 2007; BLAIN,
2010; SANCHES et al., 2014).
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Resultados
A organização dos dados da Estação Meteorológica em Superfície de Uberaba (OMM:
83577) possibilitou verificar as falhas descritas na Tabela 1.
Tabela 1. Relação dos anos e meses com falhas na série de dados Uberaba (INMET).
Anos Meses com falhas
1961 Dezembro. 1964 Janeiro e fevereiro. 1965 Maio e dezembro. 1966 Maio, junho e julho. 1967 Janeiro 1968 Junho 1969 Setembro e outubro. 1970 Fevereiro e dezembro. 1976 Maio 1983 Todos os meses do ano. 1984 Todos os meses do ano. 1985 Todos os meses do ano. 1986 Todos os meses do ano. 1987 Todos os meses do ano. 1988 Todos os meses do ano. 1989 Todos os meses do ano.
Fonte: BDMEP/INMET. Organizado pelos autores.
Para o preenchimento das falhas nos anos de 1961, 1964, 1965, 1966, 1967, 1968,
1969, 1970 e 1976 foram utilizados dados da Estação Meteorológica de Superfície de Frutal
(OMM: 83574) correlacionando dados do período de 1961-1968. A Figura 1demonstra a região
de estudo bem como a localização das estações meteorológicos do INMET utilizadas, bem o
posto pluviométrico da ANA.
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Figura 01 – Localização das estações meteorológicas de Uberaba (83577), Frutal (83574) e do
posto pluviométrico da ANA (01947016), bem como o raio de confiança direta (13,5 km) de um posto pluviométrico segundo WMO (1984)
A Figura 2 demonstra os dados correlacionados, a equação de regressão polinomial,
bem com seu coeficiente de determinação (R²).
Figura 02 – Correlação de dados entre Frutal e Uberaba no período de 1961-1978, sua equação de
regressão polinomial e coeficiente de determinação
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Já as falhas observadas nos anos de 1983 a 1989 na série de dados de Uberaba
(INMET) foram preenchidas a partir dos dados coletados do posto nº01947016 da ANA,
localizado a, aproximadamente, três quilômetros da estação meteorológica de Uberaba. O
preenchimento das falhas por meio da substituição dos dados só foi possível com base nas
diretrizes da Organização Meteorológica Mundial sobre a área de confiança direta dos dados
pluviométricos de uma estação meteorológica ser de 575 km², ou seja, uma superfície sem
contrastes topográficos a partir de um raio de 13,5 km (WMO, 1984).
Sendo assim, a partir das falhas devidamente preenchidas, passou-se a analisar as
tendências lineares dos totais mensais aplicando-se o Teste MK.
A Figura 3 permite observar as tendências lineares, mês a mês, para a série Uberaba
(1961-2015). Verifica-se que as tendências foram consideradas negativas apenas para os
meses de julho e outubro. Os demais meses apresentaram tendências positivas. No entanto, a
verificação da tendência como positiva ou negativa não é suficiente para avaliar
qualitativamente o comportamento da série. Sendo assim, coube a aplicação do Teste MK para
sua respectiva avaliação com nível de confiança de 95% (p-value: 0,05). Para isso, o valor do
score z deve ser -1,96 ≤ z ≤ 1,96, cf. recomenda Marengo e Alves (2005) e Folhes e Fisch
(2006).
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y = 1,1476x + 263,72R² = 0,0227
0
100
200
300
400
500
600
700
19
61
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
20
15
Uberaba - totais mensais em Janeiro
Series1 Linear (Series1)
y = -0,0363x + 14,858R² = 0,0009
0
10
20
30
40
50
60
70
80
19
61
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
20
15
Uberaba - totais mensais em Julho
Series1 Linear (Series1)
y = -0,3351x + 236,63R² = 0,0032
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
19
61
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
20
15
Uberaba - totais mensais em Fevereiro
Series1 Linear (Series1)
y = 0,0516x + 13,427R² = 0,0014
0
10
20
30
40
50
60
70
80
90
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
19
82
1985
1988
19
91
1994
1997
2000
2003
20
06
2009
2012
20
15
Uberaba - totais mensais em Agosto
Series1 Linear (Series1)
y = 2,1214x + 152,37R² = 0,0909
0
100
200
300
400
500
600
700
19
61
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
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15
Uberaba - totais mensais em Março
Series1 Linear (Series1)
y = 0,0936x + 54,224R² = 0,0011
0
50
100
150
200
250
3001
96
1
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
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15
Uberaba - totais mensais em Setembro
Series1 Linear (Series1)
y = 0,6207x + 82,994R² = 0,0203
0
50
100
150
200
250
300
350
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
2009
2012
2015
Uberaba - totais mensais em Abril
Series1 Linear (Series1)
y = -1,1243x + 178,42R² = 0,0618
0
50
100
150
200
250
300
350
400
450
19
61
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
20
15
Uberaba - totais mensais em Outubro
Series1 Linear (Series1)
y = 0,0924x + 49,513R² = 0,0012
0
50
100
150
200
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
2009
2012
2015
Uberaba - totais mensais em Maio
Series1 Linear (Series1)
y = 0,0481x + 188,6R² = 0,0001
0
100
200
300
400
500
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
2009
2012
2015
Uberaba - totais mensais em Novembro
Series1 Linear (Series1)
y = 0,0814x + 16,214R² = 0,0029
0
20
40
60
80
100
120
1961
1964
1967
1970
1973
1976
1979
1982
1985
1988
1991
1994
1997
2000
2003
2006
2009
2012
2015
Uberaba - totais mensais em Junho
Series1 Linear (Series1)
y = 0,3346x + 268,84R² = 0,0029
0
100
200
300
400
500
600
19
61
19
64
19
67
19
70
19
73
19
76
19
79
19
82
19
85
19
88
19
91
19
94
19
97
20
00
20
03
20
06
20
09
20
12
20
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Uberaba - totais mensais em Dezembro
Series1 Linear (Series1)
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Figura 3 - Tendências pluviométricas dos totais mensais para Uberaba (1961-2015).
Na Tabela 2 são apresentados os scores z da estatística MK para os totais mensais de Uberaba (1961-2015). Tabela 2 - Resultado da estatística MK para as tendências lineares dos totais mensais pluviométricos.
Meses Score z da estatística MK
Janeiro 0,72 Fevereiro -0,30
Março 1,79 Abril 1,26 Maio 1,11 Junho -0,18 Julho 0,77
Agosto -0,23 Setembro 0,89 Outubro -1,96*
Novembro -0,19 Dezembro -0,06
*Valores considerados significativos para mudança de comportamento após a estatística MK.
Os resultados da Tabela 2 demonstram que, muito embora a tendência pluviométrica
para o mês de março tenha sido positiva, seu score z (1,79) não foi considerado significativo
para mudança de comportamento após a aplicação do MK. No entanto, observa-se que, a partir
dos anos 1990, tenham ocorridos dois anos (1991 e 2011) com totais mensais superiores a 600
mm. Nos anos de 2000, 2003, 2008 e 2015, os totais mensais em março foram superiores a
300 mm.
Cabe ressaltar que dos anos destacados (1991, 2000, 2003, 2008, 2011 e 2015),
apenas os anos de 2000, 2008 e 2011 foram anos sob efeito da componente fria do fenômeno
ENOS (La Niña). Os anos de 1991, 2003 e 2015 foram considerados neutros pelo
monitoramento das águas do Pacífico (NOAA, 2016). Dessa forma, não é possível relacionar os
eventos intensos de pluviosidade mensal para os meses de março com a participação do
fenômeno ENOS.
Já a tendência negativa observada para os meses de outubro foi considerada pelo MK
como significativa para mudança de comportamento uma vez que seu score z (-1,96)
apresentou resultados fora do intervalo de confiança em um nível de 95%.
Observa-se que a partir dos anos 1990, foram 10 anos em que as chuvas dos meses de
outubro apresentaram valores inferiores a 100 mm. Segundo a NOAA (2016), a partir de 1990,
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VARIABILIDADE E SUSCETIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações ecossistêmicas e sociais
25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG
apenas os anos de 1999 e 2000 foram influenciados pela componente fria do fenômeno ENOS
(La Niña). Os anos de 1991, 2002 e 2015 foram influenciados pela fase quente do ENOS (El
Niño). Já os demais anos com chuvas mensais de outubro inferiores a 100 mm foram
considerados como anos neutros.
Conclusões
Conforme recomenda a literatura, a metodologia e os recursos estatísticos utilizados
para o preenchimento de falhas permitiram reconstruir uma série de dados para o
período de 1961-2015 com boa consistência para as análises seguintes;
A aplicação do Teste de Mann-kendall nos totais pluviométricos mensais demonstou que
apenas a tendência negativa do mês de outubro foi considerada significativa para
mudança de comportamento;
Os resultados demonstraram que há uma tendência de prolongamento da estação seca
para a região de estudo, visto que na climatologia do mundo tropical, o retorno das
chuvas é esperado para meados do mês de outubro.
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