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CARACTERIZAÇÃO ESPACIAL E TEMPORAL DO BALANÇO

HÍDRICO CLIMATOLÓGICO NA REGIÃO DE UNAÍ-MG

Aion Angelu Ferraz Silva (a), Carlos Henrique Jardim (b)

(a) Dep. de Geografia/Instituto de Geociências, Univ. Federal de Minas Gerais, [email protected] (b) Dep. de Geografia/Instituto de Geociências, Univ. Federal de Minas Gerais, [email protected]

Eixo: A Climatologia no contexto dos estudos da paisagem e socioambientais

Resumo

Este trabalho possui o objetivo de caracterizar a distribuição espacial e o comportamento

temporal do balanço hídrico climatológico da região de Unaí-MG. Foram empregados os dados

brutos ou estimados de temperatura compensada e/ou pluviosidade de 22 estações do INMET e 100

estações da ANA (1995/1996 a 2014/2015). A espacialização das médias pluviotérmicas indica a

influência dos fatores estáticos (relevo) e dinâmicos (massas de ar) do clima, através da maior

pluviosidade e menores temperaturas na porção ocidental (maior altitude) e menor precipitação e

altas temperaturas na porção oriental (depressão do Rio São Francisco), os quais são influenciados

por sistemas de origem equatorial, tropical e extratropical. As características têmporo-espaciais dos

atributos climáticos impactaram de modo heterogêneo as condições médias do período de estiagem

(déficit e excedente hídricos) de estações representativas (transecto), através da duração e

intensidade da estiagem que apresentaram padrão gradual de oeste (ameno) para leste (rigoroso).

Palavras chave: Balanço hídrico, Mapeamento; Transecto, Unaí.

1. Introdução

A caracterização quantitativa e qualitativa do clima perpassa pela compreensão

hierárquica das suas diferentes escalas espaciais (zonal ao micro) e temporais (milênios,

séculos, décadas, anos, dias etc.). Nessa perspectiva, o entendimento da variabilidade dos

elementos climáticos (temperatura, pressão, velocidade e direção do vento, umidade,

pluviosidade etc.) está condicionada pela atuação conjunta dos fatores estáticos (latitude,

maritimidade/continentalidade, altitude, o gradiente topográfico, a orientação e as formas das

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vertentes etc.) e dinâmicos (radiação solar, aquecimento/resfriamento dos oceanos, circulação

geral da atmosfera etc.), que propiciam diferentes características a partir das suas variadas

combinações e, consequentemente, modulam e diferenciam os climas (RIBEIRO, 1993).

O longo período de observação e aferição das condições do tempo atmosférico em

diversas regiões do mundo permitiu compreender parte dos componentes e variáveis envolvidas

nas características médias do clima. A construção desse arcabouço teórico propiciou a

humanidade o poder de usufruir e melhor se adequar aos insumos atmosféricos, além de

possibilitar o planejamento e desenvolvimento de diversas atividades, como a construção de

reservatórios para o abastecimento hídrico (humano e animais), a geração de energias por fontes

renováveis (hidrelétrica, solar, eólica, biomassa etc.), aperfeiçoamento dos meios de transporte

(fluvial, marítimo, terrestre e aéreo), avanço das atividades agrossilvopastoris etc.

Grande parte das atividades agrícolas desenvolvidas no Brasil ainda necessitam de

condições climáticas favoráveis para obtenção de alta produtividade. Mesmo com todo o

avanço técnico no meio rural, o método de plantio de sequeiro ainda é amplamente utilizado,

estando sujeito às oscilações de produtividade nas entressafras devido ao pouco ou nenhum

aporte tecnológico para enfrentar as adversidades proporcionadas pelo clima.

Diversos estudos relacionaram o uso do BH na agricultura, por exemplo, os trabalhos de

Cruz et al (1998) na caracterização da cultura de soja no Estado do Maranhão e os estudos

desenvolvidos por Wrege et al. (1999a; 1999b; 2005) que definiram riscos de deficiência hídrica

do arroz de sequeiro, do milho safrinha e da cana-de-açúcar para o Estado do Paraná.

O BH também foi utilizado nas caracterizações climáticas da mesorregião sul do Estado

da Bahia e dos Estados de Mato Grosso e Mato Grosso do Sul (D’ANGIOLELLA et al, 2003;

2007), na região de Cerrado do Estado de Mato Grosso (SANTOS; ZAMPARONI, 2005) e na

influência dos mecanismos sinóticos no BH do Estado do Pará (SANTOS; SOARES, 2011).

Este trabalho possui como objetivo analisar e mapear as características médias do

Balanço Hídrico Climatológico de seis microrregiões no entorno de Unaí-MG (Figura 1). Essa

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área possui importante relevância regional na produção agrícola de larga escala, em especial da

soja (IBGE, 2019), sendo continuamente subordinada a variabilidade dos atributos do clima.

Figura 1 – Mapa de localização da área de estudo e das estações selecionadas. Fonte: Elaborado pelos autores.

A área ocupada pelas microrregiões é de 162.526 km², abrigando condições que

Ab’Saber (2003) resume através: (a) das litologias cristalina e sedimentar que comportam

elementos geomorfológicos com gradiente altimétrico que ultrapassa os 1.000 metros, com as

maiores altitudes à oeste (planaltos, serras e chapadas) e as áreas deprimidas de menor altitude

à leste (depressão da bacia do Rio São Francisco); (b) da presença do alto curso das bacias

hidrográficas do São Francisco, Paraná e Araguaia-Tocantins; (c) da vegetação preponderante

do bioma Cerrado e com ocorrência de formações de Caatinga na porção nordeste, devido,

sobretudo, pelas condições de transição climática para região do semiárido. O clima regional é

definido como Tropical do Brasil Central, dos tipos Subquente e Semiúmido à oeste, Quente e

Semiúmido ao norte, centro e leste e Quente e Semiárido à nordeste (IBGE, 2002).

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2. Materiais e Métodos

Utilizou-se dados de temperatura média compensada e/ou pluviosidade na escala diária

de 22 estações meteorológicas do INMET (2018b) e 100 estações pluviométricas da ANA

(2018), entre os anos agrícolas 1995/1996 e 2014/2015. Como as estações pluviométricas não

possuem dados de temperatura, optou-se por estimá-las a partir da utilização dos coeficientes

de Regressão Linear Múltipla obtidos pelas estações do INMET (AOUAD, 1983). A ocorrência

de falhas nos dados pluviotérmicos mensais (WMO, 1989) foi solucionada pela técnica da

Regressão Linear Múltipla (SEDIYAMA; MELO JUNIOR, 1998; TUCCI, 2002;)

As médias mensais de pluviosidade e de temperatura média compensada do ar de cada

uma das 122 estações foram utilizadas nos cálculos dos Balanço Hídricos Climatológicos

(THORNTHWAITE; MATHER, 1955; ROLIM et al, 1998), atribuindo o valor de 100mm para

capacidade de água disponível no solo (INMET, 2018a). Foram espacializadas pela técnica de

Krigagem Linear (PERIN et al, 2015) a média das médias anuais de Temperatura Média

Compensada e a média dos acumulados anuais de Pluviosidade, de Evapotranspiração Potencial

(ETP), de Deficiência (DEF) e Excedente (EXC) Hídricos, e a diferença entre EXC e DEF

(EXC-DEF). A definição dos intervalos de classe de Pluviosidade, ETP, DEF e EXC foi

estabelecida através da fórmula de Sturges (1926, apud GERARDI, 1981).

Os cálculos de todas as variáveis analisadas e a confecção dos climogramas e gráficos

de BH na escala mensal foram realizados no software Microsoft Excel 2016.

3. Resultados e discussões

Ao analisar a distribuição das médias de temperatura (Figura 2A), verifica-se que o seu

comportamento espacial é fortemente modulado pelo relevo (fator estático) através das menores

temperaturas estarem situadas nas áreas mais elevados da porção oeste (taxa teórica de

resfriamento de 0,65ºC/100m de desnível vertical), em oposição às maiores temperaturas

localizadas nas áreas de menor altitude (escoamento descendente do ar rumo as áreas

deprimidas da bacia do São Francisco que aquecem por compressão a vertente sotavento).

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Figura 2 – Mapa das médias anuais de (A) Temperatura Compensada e (B) Pluviosidade da região de Unaí-MG.

Fonte: Elaborado pelos autores.

A espacialização dos volumes pluviométricos (Figura 2B) apresenta um nítido gradiente

decrescente de oeste para leste. Esse fato pode ser explicado pela influência do relevo em forçar

a ascendência (expansão mecânica) ou subsidência (compressão mecânica) da parcela de ar,

proporcionando, respectivamente, a potencialização (resfriamento adiabático) ou limitação

(aquecimento adiabático) da formação de nebulosidade. Além disso, os fatores dinâmicos

exercem importante contribuição na gênese pluvial na região, possivelmente atrelada a maior

participação na porção ocidental da Massa Equatorial Continental (mEc), que transporta

umidade das baixas latitudes, e da maior recorrência de Sistemas Frontais (SF), que atuam na

vanguarda da Massa Polar Atlântica (mPa) e forçam a ascensão do ar. A porção oriental

possivelmente apresenta maior atuação do braço continentalizado da Massa Tropical Atlântica

(mTa), que dificulta a formação de nebulosidade por convecção em virtude do movimento

anticiclônico do ar dos estratos superiores da atmosfera rumo à superfície (BORSATO, 2016).

A mesma configuração espacial presente nos atributos pluviotérmicos entre as porções

oeste e leste é evidenciada na regionalização das médias acumuladas anualmente de ETP, DEF

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e EXC (Figuras 3A, 3B e 3C, respectivamente). Como o cálculo da ETP é diretamente

relacionado a temperatura média compensada e a latitude, a correlação entre as maiores e

menores temperaturas (Figura 2A) com a altimetria (Figura 1) influenciam no comportamento

dessa variável. Já o cálculo do BH utiliza os dados de ETP e pluviosidade (Figura 2B), os quais

acabam condicionando os padrões espaciais de distribuição das médias de DEF e EXC hídricos.

Figura 3 – Mapas das médias acumuladas anualmente de (A) Evapotranspiração Potencial, (B) Deficiência e (C)

Excedente Hídricos e da (D) diferença entre Excedente e Deficiência Hídrica. Fonte: Elaborado pelos autores.

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A diferença aritmética das médias acumuladas de EXC-DEF (Figura 3D) demonstra que

a área de estudo apresenta uma nítida transição entre as regiões que possuem predominância

anual de EXC ou DEF hídrica. A variação espacial de intensidade positiva ou negativa

possibilita distinguir espacialmente essa divisão, com os EXC nas áreas de maior altitude à

oeste e a predominância de DEF na depressão da bacia do rio São Francisco rumo à leste.

Foi definido um transecto de oeste para leste (Figuras 2 e 3) que incluísse as seis estações

meteorológicas mais representativas para região analisada, buscando representar a distribuição

temporal das características médias mensais de pluviosidade, temperatura e BH (Figura 4).

(a) (b)

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Figura 4 – (a) Climograma e (b) Balanço Hídrico das estações do transecto. Fonte: Elaborado pelos autores.

A amplitude térmica e pluviométrica anual entre as estações do transecto foi,

respectivamente, de 897,2mm e 4,3ºC. Em todas as estações o mês de dezembro foi o mais

chuvoso (196,3mm a 291,3mm) e julho o mais seco (0,1mm a 2mm). Os meses mais quentes

são setembro/outubro em Brasília (22,9ºC) e Pirenópolis (25,2ºC) e em outubro nas demais

estações (entre 26,8ºC e 27,8ºC), se opondo aos meses mais frios de junho à oeste (Brasília com

19,4ºC e Pirenópolis com 20,9ºC) e julho à leste (21,8ºC a 23,3ºC). Ao comparar de forma

linear uma estação situada à oeste em relação a sua vizinha localizada à leste, é possível

constatar a redução gradativa da pluviosidade em 87,5% das médias mensais e em todas as

médias anuais, permitindo inferir que o gradiente espacial formado pelas médias mensais das

122 estações é muito próximo ao encontrado na escala anual (Figura 2B).

Os dados do BH (acumulados mensais e total anual de meses com DEF e EXC hídricos)

indicam que o período de estiagem é mais atenuado à oeste e gradualmente mais severo rumo

à leste. As informações constantes nos gráficos da Figura 4b demonstram que o período de

estiagem na estação de Pirenópolis começa em maio e se estende até setembro (cinco meses),

aumentando progressivamente a duração e intensidade no sentido da estação de Carinhanha

(dez meses de DEF, de janeiro a outubro).

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As altas temperaturas de setembro coincidem com o mês de máxima intensidade do

período de estiagem em todas as localidades, favorecendo que a ETP desses meses acentue a

DEF acumulada mesmo com a baixa pluviosidade (9,2mm a 36,5mm). Nesse período a mTa e

a Massa Tropical Continental (mTc) aumentam seu poder de atuação nas áreas do interior do

Brasil (NIMER, 1989; BORSATO, 2016), imprimindo de modo irregular no espaço e no tempo

a intensidade e duração de suas características térmicas (quente), hígricas (seca) e pluviais

(baixos volumes), que impactam diretamente nas condições do BH regional.

A intensidade da estiagem atua diretamente e de modo diferenciado no início do período

de EXC nas diferentes estações analisadas. O primeiro mês com volume pluviométrico mais

expressivo, entre outubro e novembro, serve somente para repor parte da água do solo que

sofreu evapotranspiração após o longo período de DEF sem, contudo, gerar EXC hídrico.

A reposição de água no solo possibilita que o mês subsequente apresente EXC,

ocorrendo em média nos meses de novembro (Pirenópolis, Brasília e Unaí) ou dezembro

(Arinos, Januária e Carinhanha). Porém, a distribuição quantitativa da pluviosidade é irregular

ao longo do tempo nos diferentes locais, propiciando que a intensidade média dos volumes

acumulados mensalmente e a quantidade total de meses de EXC no ano seja heterogênea, com

redução progressiva de oeste (6 meses) para leste (1 mês). Essas diferenças quantitativas e

qualitativas encontradas para as médias de EXC hídrico podem ser explicadas por índices de

participação e ritmos de sucessão das massas de ar que ocorrem de modo desigual no decorrer

da sazonalidade climática entre as diferentes estações, tendo em vista que essa variável do BH

é diretamente regulada pelos mecanismos atmosféricos que propiciam a gênese pluvial em toda

região.

4. Considerações finais

A influência dos fatores estáticos e dinâmicos condicionaram espacialmente a

manifestação média dos elementos pluviotérmicos, tendo as áreas mais elevadas à oeste os

maiores valores de pluviosidade e menor temperatura, em contraposição ao gradiente formado

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pela menor pluviometria e maior temperatura rumo às baixas altitudes da porção leste. Essas

características resultaram numa configuração espacial muito semelhante ao encontrado nas

médias das variáveis de excedente e deficiência do Balanço Hídrico, tanto nas escalas anual

(todas as estações analisadas) como também na mensal (estações situadas no transecto).

As condições médias de duração e intensidade do período de estiagem foram mais

amenas à oeste e gradualmente mais severas à leste, ao apresentarem, respectivamente, cinco a

dez meses com deficiência hídrica. As diferenças encontradas para o período de estiagem estão

atreladas, principalmente, a irregularidade espacial do acumulado pluviométrico anual e a sua

distribuição entre os meses que, por sua vez, são fortemente vinculados a maior ou menor

atuação sazonal de sistemas atmosféricos de origem equatorial, tropical e/ou extratropical.

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Agradecimentos

Ao Instituto Federal de Minas Gerais (IFMG), campus Sabará, pela concessão do afastamento

para conclusão do curso de doutorado em Geografia pela UFMG.

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