Modelagem Markoviana da precipitação pluvial diária e simulação do rendimento esperado de soja no município de Cruz Alta (RS)

O agronegócio da soja, caracterizado como investimento em atividade produtiva, envolve problemas de incertezas com o comprometimento definitivo de recursos, com a impossibilidade de reverter decisões tomadas e, também, com o esforço de prever a renda a ser obtida com a colheita. A questão relevante para o sojicultor é como avaliar o rendimento esperado de grãos em um contexto de incertezas, base para o cômputo da taxa de retorno do investimento na produção de soja. Este trabalho teve como objetivo estabelecer uma metodologia que associa um modelo estocástico de precipitação a um modelo de predição do rendimento da cultura de grãos de modo a permitir a atribuição de probabilidades aos rendimentos esperados de soja. Foram utilizados dados meteorológicos diários referentes à precipitação pluvial, temperatura máxima, mínima e média do ar, umidade relativa do ar, radiação solar global e velocidade do vento a 2 metros, bem como o rendimento de soja de Cruz Alta(RS) do período 1/1/1975-31/12/1997 A precipitação pluvial diária foi ajustada à cadeia de Markov de primeira ordem e dois estados e na função gama com variação sazonal para os meses de outubro a abril. Os resultados indicaram que a metodologia associando a geração de séries de precipitação pluvial, evapotranspiração da soja e evapotranspiração real, aplicadas como variáveis de entrada no modelo de predição do rendimento de grãos, possibilitou a definição da densidade de probabilidade do rendimento esperado de soja e, por conseguinte, a quantificação do risco na forma da distribuição de probabilidade acumulada do rendimento. O risco de ocorrência de um valor de rendimento de soja, menor que um valor mínimo de aceitação, quantiifcado pela sua distribuição de probabilidade acumulada, fundamentada em um fenômeno da natureza - a precipitação pluvial - que não depende da vontade humana. A obtenção do rendimento desejado envolve um processo que depende de organização, isto é, depende de fatores subjetivos, de decisões e escolhas. Enfim, um processo que comporta alternativas e depende de iniciativas humanas.

Estudo estatístico da ocorrência de jatos no perfil vertical do vento na baixa atmosfera e a sua relação com eventos de intensa precipitação pluvial no Rio Grande do Sul

Neste estudo buscou-se entender as relações dos Jatos de Nível Baixo (JNB) na geração de convecção em escala sinótica e a sua associação com eventos de intensa precipitação. Observou-se o perfil vertical do vento através de radiossondagens realizadas no Aeroporto Internacional Salgado Filho em Porto Alegre e em Uruguaiana no interior do estado do Rio Grande do Sul, Brasil. Analisou-se a sua variabilidade sazonal, intra e inter-sazonalidade. Estimaram-se suas escalas e intensidades predominantes, descrevendo a interação dos JNB's e o seu importante papel na circulação geral da atmosfera e no transporte de vapor de água e calor das regiões equatoriais para regiões de latitudes médias, influenciando diretamente o balanço hídrico de extensas bacias hidrográficas interligadas neste transporte. Os JNB's associados neste intenso transporte apresentam uma tendência de estarem ligados a eventos convectivos noturnos e na geração de Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM), que geram elevados índices pluviométricos que podem causar importante impacto econômico Utilizam-se várias técnicas estatísticas para realização deste estudo, como a Análise das Componentes Principais, Classificação Não-Hierárquica dos JNB's, cálculo das correlações dos sinais das séries temporais dos JNB's e as precipitações, com a utilização de técnicas "Bootstrap", uso de técnicas geoestatísticas, com o cálculo do variograma da precipitação máxima e dos seus dias de evento com ajustamento de um modelo para o variograma teórico. Realiza-se a modelagem com o uso do modelo meteorológico "Model Mesoscale Five" (MM5) para estudar a estrutura e caracterizar o transporte realizado pelo JNB. O emprego destas metodologias facilita o entendimento da complexidade das interações de diferentes escalas meteorológicas envolvidas nos processos sinóticos de macro e mesoescala. Em tal complexidade, o trabalho realizado pelos JNB's nesta interação é o de ser a escala efetiva de transporte na baixa atmosfera, que realiza o importante papel de acoplar a meteorologia regional e o ciclo hidrológico em escala continental.

Preditores visando a obtenção de um modelo de previsão climática de temperaturas máxima e mínima para regiões homogêneas do Rio Grande do Sul

Geralmente, as populações, incluindo aí os setores produtivos, planejam suas atividades pelo conhecimento antecipado das variações tanto da temperatura quanto da precipitação pluvial baseados nos ciclos anuais e sazonais conhecidos. Os benefícios, confiabilidade e utilização das previsões climáticas têm sido objeto de análise e discussão na comunidade científica mundial. O desenvolvimento e aplicação dessas previsões para determinadas partes de áreas extensas, atende, de forma mais satisfatória, aos anseios dos setores produtivos e a sociedade como um todo. O objetivo principal desse trabalho foi identificar regiões dos oceanos Atlântico e Pacífico, cuja Temperatura da Superfície do Mar (TSM) possa ser utilizada como preditor potencial em modelos estatísticos de previsão climática de temperaturas máxima e mínima em regiões homogêneas do Estado do Rio Grande do Sul. Este estudo foi desenvolvido com dados de temperaturas máxima e mínima de 40 estações meteorológicas, do Instituto Nacional de Meteorologia e, da Fundação Estadual de Pesquisas Agropecuárias para o período de 1913 a 1998 e dados de TSM em pontos de grade para o período de 1950 a 1998 do National Center for Environmental Prediction. Num tratamento preliminar dos dados, as séries tiveram suas falhas preenchidas utilizando um método de preenchimento, aqui chamado, de “método das correlações”. Com as séries completas, aplicou-se métodos de agrupamento, determinando 4 regiões homogêneas de temperaturas máxima e mínima para o Estado. Foi feito um estudo climatológico dessas regiões e determinadas as relações das temperaturas médias máxima e mínima, de cada uma com TSM dos Oceanos na grade definida. As regiões determinadas representaram bem a fisiografia do Estado e as regiões preditoras apresentaram correlações significativas tanto com a temperatura máxima, quanto com a mínima. Os meses com maior número de preditores, tanto para as temperatura máxima quanto para mínima, foi agosto e o de menor, julho. Correlações diferentes para regiões homogêneas distintas, justificou a utilização da regionalização neste trabalho.

Relações entre variáveis meteorológicas, fenologia e qualidade da uva na "Serra Gaúcha"

O Rio Grande do Sul possui seis regiões vitícolas, sendo a denominada “Serra Gaúcha” a maior região vitícola brasileira. Os índices bioclimáticos, bem como os modelos existentes para estimativas da fenologia e do rendimento qualitativo da videira foram estabelecidos para regiões vitícolas de diversos países, com clima distinto do encontrado nas regiões vitivinícolas do Rio Grande do Sul, sendo necessário verificar a sua eficácia nestas condições. Por esse motivo, estudos no sentido de estabelecer o comportamento da cultura frente às condições do ambiente, em especial o clima, são necessários para o planejamento do seu cultivo. Os objetivos deste estudo foram caracterizar a fenologia das principais cultivares, estabelecer modelos para a estimativa das fases fenológicas e determinar relações entre variáveis meteorológicas e o rendimento qualitativo para a videira da “Serra Gaúcha”. Para isso, foram utilizados dados fenológicos e de qualidade do mosto, nos ciclos vegetativos de 1984 a 1994 e dados meteorológicos e do teor de açúcar do mosto da cv. Cabernet Franc de 1961 a 2000 Os resultados fenológicos permitiram classificar as videiras, quanto à época de brotação, em precoces, médias e tardias e, quanto à maturação, como de primeira, segunda e terceira época. A data da brotação foi estimada com duas a três semanas de antecedência. Foi possível prever as datas da floração, mudança de cor das bagas e colheita, a partir da data da brotação, com desvio padrão médio de 2, 3 e 5 dias, respectivamente. A duração do brilho solar, a deficiência hídrica e o quociente heliopluviométrico foram positivamente correlacionados com a qualidade da uva, enquanto que a precipitação pluvial e o excesso hídrico apresentaram efeito contrário. A melhor estimativa do teor de açúcar da uva Cabernet Franc foi obtida com a duração do brilho solar e a precipitação pluvial ou duração do brilho solar e deficiência hídrica dos meses de dezembro a fevereiro.

Modelo agrometeorológico-espectral de estimativa do rendimento da soja para o Estado do Rio Grande do Sul

O Estado do Rio Grande do Sul é grande produtor e exportador de grãos, sendo responsável por, aproximadamente, 20% da produção nacional de soja. No entanto, os rendimentos desta cultura apresentam alta variabilidade interanual, conseqüência da também alta variabilidade interanual da precipitação pluvial. O objetivo deste trabalho foi ajustar e validar um modelo agrometeorológico-espectral de estimativa do rendimento da soja para o Rio Grande do Sul, para ser utilizado em programas de previsão de safras. O modelo proposto é composto por um termo agrometeorológico, obtido pelo ajuste do modelo multiplicativo de Jensen (1968), modificado por Berlato (1987) ao qual foi introduzido um fator de correção, e um termo espectral, obtido pela média do NDVI máximo dos meses de dezembro e janeiro. Os dados de rendimento médio da soja (estatísticas oficiais do IBGE) e os dados de estações meteorológicas (obtenção da evapotranspiração relativa - ETr/ETo) foram referentes ao período de 1975 a 2000, enquanto que as imagens de NDVI/NOAA foram do período de 1982 a 2000. A aplicação do modelo de Jensen modificado permite a obtenção das estimativas do rendimento da cultura da soja, no Estado do Rio Grande do Sul, com precisão, rapidez, praticidade, objetividade e baixo custo, cerca de um mês antes do final da colheita, conferindo ao mesmo um caráter preditivo. A aplicação do modelo agrometeorológico-espectral, entretanto, promove melhoria na acurácia das estimativas dos rendimentos, permitindo a geração de mapas de rendimento de soja para a região de produção significativa desta cultura no Estado, considerando, além da evapotranspiração relativa, outros fatores que influenciam na determinação dos rendimentos. A utilização de imagens de satélite, recursos de informática e de geoprocessamento permite rapidez na análise de dados para a avaliação do desenvolvimento das culturas agrícolas.

Estudo experimental de trincheiras de infiltração no controle da geração do escoamento superficial

A crescente urbanização observada nas últimas décadas tem sido acompanhada por problemas relacionados a quase todos aspectos da infra-estrutura urbana. No que se refere à drenagem pluvial, a situação não é diferente. A impermeabilização gerada pelo processo de urbanização faz com que os hidrogramas se tornem progressivamente mais críticos, com maiores volumes escoados, maiores vazões de pico e menores tempos de escoamento. Agravando esta situação, o sistema tradicional de drenagem, baseado na máxima “pegar e largar depressa”, busca a eliminação da água, o mais rápido possível, através de galerias, condutos enterrados e canalizações, significando, muitas vezes, a simples transferência da cheia para as seções de jusante. A solução clássica para o problema das cheias baseiase na ampliação do sistema e/ou aumento da eficiência das redes, com custos geralmente elevados. Este trabalho apresenta um estudo experimental efetuado em trincheiras de infiltração, dentro de uma filosofia compensatória dos efeitos da urbanização. Esses dispositivos se inserem dentro de um conceito ambiental da drenagem urbana, onde se busca não mais a eliminação da água o mais rapidamente possível, mas sua valorização dentro do espaço urbano, através de dispositivos bem integrados e, preferencialmente, multifuncionais. Duas trincheiras de infiltração foram instaladas e monitoradas em uma área do IPH-UFRGS. A implantação das trincheiras baseou-se na adaptação, para as condições brasileiras, de técnicas descritas na literatura, principalmente no que se refere aos métodos construtivos e materiais utilizados, assim como aos métodos e critérios de utilização e dimensionamento. Durante o período de monitoramento e análise de dados, foram avaliados e discutidos aspectos relacionados a: condições de funcionamento, tais como magnitude do evento pluviométrico e condições antecedentes de umidade do solo; eficiência dos dispositivos; ocorrência de escoamento preferencial; custos; limitações de aplicação. Aspectos relacionados ao funcionamento do dispositivo ao longo do período de monitoramento são também discutidos, buscando avaliar seu desempenho a longo prazo, apesar do curto período de observação. Adicionalmente, um modelo numérico de simulação do funcionamento quantitativo de dispositivos de infiltração foi testado (modelo de Bouwer), sendo sugeridas modificações para torná-lo mais abrangente. As duas trincheiras mostraram-se eficientes, controlando 100% do volume escoado, mesmo para eventos de período de retorno superiores aos de projeto. Verificou-se que a metodologia de projeto gera super-dimensionamento das estruturas e que as condições iniciais de umidade do solo e as características dos eventos são fatores determinantes para seu funcionamento. Durante os 33 meses de observação da trincheira I e os 6 meses da trincheira II, não houve alterações significativas do funcionamento. Os eventos monitorados na trincheira I indicam a ocorrência de escoamento preferencial. Um ensaio destrutivo reforçou esta hipótese, além de mostrar acentuado grau de colmatação da primeira camada, em função do excessivo aporte de material em suspensão. Recomendações para utilização deste tipo de solução são apresentadas, visando estimular seu uso.

Efeitos associados a El Niño e La Niña na vegetação do estado do Rio Grande do Sul

O objetivo deste trabalho foi avaliar os efeitos associados a El Niño e La Niña sobre o crescimento e desenvolvimento da cobertura vegetal e sua evolução temporal no Estado do Rio Grande do Sul, utilizando imagens do satélite NOAA. Foram utilizados dados mensais de precipitação pluvial e imagens de Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), no período de julho de 1981 a junho de 2000, sendo as análises feitas para todo o Estado e para as diversas Zonas de Cobertura e Uso do Solo. Os dados, classificados como El Niño, La Niña e neutro, foram utilizados para confeccionar imagens médias, imagens de anomalias e para traçar gráficos de evolução temporal de NDVI. Por fim, foi feita a análise da relação entre precipitação pluvial e NDVI. Os resultados mostraram que as diversas Zonas de Cobertura e Uso do Solo apresentam padrões diferenciados de variação na cobertura vegetal ao longo do ano, o qual é determinado pela disponibilidade hídrica, de radiação solar e de temperatura, sendo possível quantificar as alterações do padrão, através do monitoramento com imagens de NDVI/NOAA. Parte da variabilidade interanual do padrão de evolução do NDVI está associada à ocorrência do fenômeno El Niño e La Niña, como conseqüência, principalmente, do efeito deste fenômeno sobre a precipitação pluvial do Estado. Em anos de El Niño há um aumento na precipitação pluvial e conseqüentemente anomalias positivas de NDVI, enquanto que em anos de La Niña ocorre diminuição da precipitação pluvial a qual proporciona predominância de anomalias negativas de NDVI. Existe um tempo de resposta da vegetação às condições hídricas, ocasionado por uma defasagem entre o aumento ou diminuição da precipitação pluvial e o conseqüente aumento ou decréscimo de NDVI. O padrão e a intensidade dos efeitos no NDVI associados ao fenômeno El Niño e La Niña, estão relacionados às condições edafoclimáticas e de uso e cobertura do solo. As relações entre NDVI e precipitação pluvial evidenciam que este é um dos principais elementos que influi nas condições de crescimento vegetal para o Estado do Rio Grande do Sul.

Crescimento e rendimento da soja em resposta a épocas de semeadura e arranjo de plantas

O crescimento e o rendimento da soja são influenciados por fatores ambientais como fotoperíodo, temperatura, precipitação pluvial, umidade e fertilidade do solo. Considerando a variação destes fatores durante a estação de crescimento e a influência que eles têm sobre o desempenho da soja, os objetivos deste experimento foram verificar o efeito de três épocas de semeadura no crescimento, potencial de rendimento, rendimento de grãos e seus componentes. E também qual o melhor arranjo de plantas para potencializar o desempenho da soja, pela variação no espaçamento entre fileiras e na população de plantas. O experimento foi conduzido na Estação Experimental Agronômica da Universidade Federal do Rio Grande do Sul (EEA/UFRGS), em Eldorado do Sul, RS, durante a estação de crescimento 2003/2004. O delineamento experimental utilizado foi o de blocos ao acaso, com parcelas sub-subdivididas e quatro repetições. Os tratamentos consistiram de épocas de semeadura (15 de outubro, 15 de novembro e 17 de dezembro), espaçamento entre fileiras (20 e 40 cm) e populações de plantas (20, 30, 40 e 50 plantas.m-2). O rendimento médio de grãos foi de 3514 kg.ha-1, sendo influenciado pela época de semeadura, com o maior rendimento em novembro. O potencial do rendimento foi determinado pela contagem de estruturas reprodutivas (flores e legumes). Em R2, mostrou-se superior em novembro e dezembro; em R5 o potencial foi superior em novembro, devido ao grande aborto de flores e legumes ocorrido em dezembro, entre R2 e R5. Os componentes do rendimento legumes por área e grãos por legume influenciaram diretamente o rendimento de grãos. A maioria das variáveis do crescimento avaliadas foi superiores quando da semeadura em novembro.

Climatologia das condições hídricas e análise de risco de deficiência hídrica decendial na metade sul do Estado do Rio Grande do Sul

o conhecimento da distribuição espacial e temporal da disponibilidade hídrica estabelece diretrizes para a implementação de políticas de planejamento e execução para o uso racional desse recurso. O Rio Grande do Sul tem a agricultura como principal atividade econômica, sendo extremamente influenciada pela disponibilidade hídrica para as culturas. Na metade sul do Estado, são registrados os menores índices pluviométricos,fazendo com que seja freqüente a ocorrência de deficiência hídrica. O objetivo deste trabalho foi analisar o índice hídrico (ETR/ETo) decendial na metade sul do Estado, para verificar o risco de ocorrência de deficiência hídrica decendial. Para tanto, foram obtidos dados meteorológicos diários de nove localidades, bem distribuídas nas cinco regiões ecoclimáticas(Campanha, DepressãoCentral, Grandes Lagoas, Litoral e Serra do Sudeste) da metade sul do Estado, do período 1961-90. Foram realizados balanços hídricos decendiais, pelo método de Thornthwaite-Mather, com capacidade de armazenamentode água no solo de 50, 75,100 e 125mm.A partir daí, foi obtido o índice hídrico decendial para verificar o risco de ocorrência de deficiência hídrica.O período de dez dias foi adotado para fazer um detalhamento temporal do risco climático.Com a análise dos resultados, ficou constatado que a região da Campanha é a que tem maior probabilidade de ocorrência de deficiência hídrica decendial, principalmenteno período compreendido entre o 2° decêndio de dezembro e o 2° de janeiro. Essas deficiências são minimizadas em anos de EI Nino. Tambémfoi analisada a tendência temporal do índice hídrico e da precipitação pluvial decendiais e não foi constatado incremento ou diminuição dessas variáveis, durante o período 1961-90.

Caracterização molecular de compostos orgânicos biogênicos e antropogênicos em sedimentos da lagoa Rodrigo de Freitas Rio de Janeiro (RJ)

Compostos lipídicos (hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos (HPAs), esteróis, álcoois e ácidos graxos) foram identificados e quantificados nos extratos de sedimentos recentes da Lagoa Rodrigo de Freitas através da cromatografia a gás com detector seletivo de massas (GC-MSD). A determinação do perfil dos compostos lipídicos foi útil para avaliação do ambiente deposicional da área de estudo, identificando as fontes de origem biogênica e antropogênica. As contribuições autóctone e alóctone foram caracterizadas na área de estudo através da determinação dos biomarcadores lipídicos nos sedimentos. A contribuição autóctone foi caracterizada pela presença de organismos aquáticos como: fitoplâncton, zooplâncton, bactérias e dinoflagelados. A elevada eutroficação das águas, devido à alta produção primária, foi confirmada pelos biomarcadores destes organismos aquáticos identificados nos sedimentos. A contribuição alóctone foi evidenciada pela detecção de biomarcadores de vegetais superiores nos sedimentos devido à influência da Floresta Atlântica inserida na região de estudo. Contaminação por esgoto na Lagoa Rodrigo de Freitas foi detectada devido à presença do coprostanol nos sedimentos analisados. Esta contaminação foi atribuída ao lançamento ilegal de esgoto não tratado na rede pluvial que deságua na lagoa. Contaminação por derivados de petróleo foi constatada através da análise dos hidrocarbonetos alifáticos e hidrocarbonetos policíclicos aromáticos nos sedimentos. As atividades antropogênicas relacionadas ao derramamento e a queima incompleta de combustíveis fósseis foram atribuídas a atividades irregulares dos postos de combustíveis e ao intenso tráfego de veículos próximos a Lagoa Rodrigo de Freitas.

Otimização do controle da drenagem em macrobacias urbanas

A urbanização descontrolada das cidades brasileiras tem provocado o agravamento das enchentes naturais e a ampliação de sua freqüência, além de criar novos pontos de alagamento localizados. Isto se deve à crescente impermeabilização do solo com aumento do volume pluvial escoado e redução de amortecimento. A concepção de um projeto de macrodrenagem em uma bacia urbana que considere o controle das inundações, como por exemplo, a implementação de reservatórios de amortecimento em áreas sujeitas a alagamentos, constitui-se em uma tarefa complexa e difícil devido ao grande número de alternativas possíveis, considerando todas as variáveis envolvidas, como capacidades hidráulicas existentes e necessárias das redes de drenagem, disponibilidade de áreas para construção de reservatórios, custos de desapropriação destas áreas, existência de sistemas mistos de coleta, uso de reservatórios abertos ou subterrâneos, dentre outras. Desta forma o projetista coloca-se diante de um dilema: qual o conjunto destas alternativas podem ser o mais eficiente? Este estudo promoveu a análise da aplicabilidade e eficiência de um modelo de otimização associado a modelos hidrológico-hidráulicos como instrumentos de suporte à decisão em problemas de drenagem urbana. A ferramenta desenvolvida compôs-se pelo modelo IPHS1 para a simulação hidrológica e hidráulica, pelo algoritmo de evolução SCE-UA para o processo de otimização através da minimização do custo de implantação das soluções e do módulo EXTRAN do modelo SWMM para a verificação hidráulica dos resultados obtidos e análises de riscos superiores. Os resultados mostraram-se bons e o sistema implementado adaptou-se bem às características das duas bacias analisadas: bacia do arroio do Moinho e bacia do arroio da Areia. O sistema forneceu os cenários de custos otimizados de implantação da solução com detenções distribuídas nas bacias e ampliações de redes, em um curto período de tempo e utilizando dados que seriam necessários para qualquer projeto de macrodrenagem deste tipo. Com os resultados compilados, foram obtidas funções de auxílio à tomada de decisão em planos e projetos de drenagem urbana através de curvas ajustadas aos pontos gerados nas bacias estudadas. Foi realizada a análise de sensibilidade e a avaliação das incertezas envolvidas com o modelo hidrológico utilizado com relação ao seu parâmetro principal, o Curve Number. Esta análise mostrou grandes variações nas vazões de saída das bacias e nos custos das obras com pequenas alterações nos valores de CN. Apresenta-se ainda uma análise econômica da aplicação dos valores obtidos de forma extrapolada para todo o município de Porto Alegre.