Previsão estocástica de nível fluviométrico para cidade de Marabá-PA: método de Box-Jenkins

O Município de Marabá- PA, situado na região Amazônica, sudeste do Estado do Pará, sofre anualmente com eventos de enchentes, ocasionados pelo aumento periódico do rio Tocantins e pela situação de vulnerabilidade da população que reside em áreas de risco. A defesa civil estadual e municipal anualmente planeja e prepara equipes para ações de defesa no município. Nesta fase o monitoramento e previsão de eventos de enchentes são importantes. Portanto, com o objetivo de diminuir erros nas previsões hidrológicas para o Município de Marabá, desenvolveu-se um modelo estocástico para previsão de nível do rio Tocantins, baseado na metodologia de Box e Jenkins. Utilizou os dados de níveis diários observados nas estações hidrológicas de Marabá e Carolina e Conceição do Araguaia da Agência Nacional de Águas (ANA), do período de 01/12/ 2008 a 31/03/2011. Efetuou-se o ajustamento de três modelos (M_t, N_t e Y_t), através de diferentes aplicativos estatísticos: o SAS e o Gretl, usando diferentes interpretações do comportamento das séries para gerar as equações dos modelos. A principal diferença entre os aplicativos é que no SAS usa o modelo de função de transferência na modelagem. Realizou-se uma classificação da variabilidade do nível do rio, através da técnica dos Quantis para o período de 1972 a 2011, examinando-se apenas as categorizações de níveis ACIMA e MUITO ACIMA do normal. Para análise de impactos socioeconômicos foram usados os dados das ações da Defesa Civil Estado do Pará nas cheias de 2009 e 2011. Os resultados mostraram que o número de eventos de cheias com níveis MUITO ACIMA do normal, geralmente, podem estar associados a eventos de La Niña. Outro resultado importante: os modelos gerados simularam muito bem o nível do rio para o período de sete dias (01/04/2011 a 07/04/2011). O modelo multivariado N_t (com pequenos erros) representou o comportamento da série original, subestimando os valores reais nos dias 3, 4 e 5 de abril de 2011, com erro máximo de 0,28 no dia 4. O modelo univariado (Y_t) teve bons resultados nas simulações com erros absolutos em torno de 0,12 m. O modelo com menor erro absoluto (0,08m) para o mesmo período foi o modelo M_t, desenvolvido pelo aplicativo SAS, que interpreta a série original como sendo não linear e não estacionária. A análise quantitativa dos impactos fluviométricos, ocorridos nas enchentes de 2009 e 2011 na cidade de Marabá, revelou em média que mais de 4 mil famílias sofrem com estes eventos, implicado em gastos financeiros elevados. Logo, conclui-se que os modelos de previsão de níveis são importantes ferramentas que a Defesa Civil, utiliza no planejamento e preparo de ações preventivas para o município de Marabá.

Análise e modelagem hidrometeorológica na Bacia do Rio Tocantins em Marabá-PA

Esta pesquisa objetivou desenvolver um modelo estatístico de previsão de vazão para Marabá - PA, bem como avaliar a estrutura dinâmica atmosférica associada aos extremos do regime hidrológico da bacia do rio Tocantins. O modelo hidrológico de regressão linear múltipla utilizou as séries de observações fluviométricas e pluviométricas obtidas no banco de dados da ANA. Os testes de validação do modelo estatístico com coeficiente de Nash acima de 0,9 e erro padrão de 1,5 % e 5% nos períodos de cheia e estiagem, respectivamente, permitem que as previsões de vazão em Marabá possam ser geradas com antecedência de 2 a 4 (3 a 5) dias para o período da cheia (estiagem). Através da técnica de composições considerando todos os anos com registro de vazão acima/muito acima e abaixo/muito abaixo do normal, obtidos pela metodologia dos percentis, investigaram-se as características regionais da precipitação e a estrutura dinâmica atmosférica em cada mês (Novembro a Abril). As composições dos anos com vazão acima/muito acima mostraram que a precipitação sobre a bacia foi acima do normal em todos os meses, sendo que os padrões de grande escala indicaram a configuração associada ao fenômeno La Niña no Pacífico e condições de resfriamento no Atlântico Sul; intensificação tanto do ramo ascendente zonal da célula de Walker como do ramo ascendente meridional da célula de Hadley; intensificação da Alta da Bolívia posicionada mais a leste e anomalias negativas de ROL associadas à atuação conjunta da ZCAS e ZCIT. Inversamente, as composições dos anos com vazão abaixo/muito abaixo evidenciaram a predominância de precipitação abaixo do normal em toda bacia hidrográfica, a qual se associou com as condições de aquecimento (El Niño) sobre o Pacífico, Atlântico sul aquecido, célula de Walker e Hadley com enfraquecimento dos movimentos ascendentes, posicionamento da Alta da Bolívia mais a oeste com anomalias positivas de ROL indicando inibição da atividade convectiva tropical. Adicionalmente, uma análise quantitativa dos impactos sócio-econômicos sobre os principais núcleos da cidade de Marabá revelou que aproximadamente 10 mil pessoas (5% da população) são atingidas pela cheia do rio Tocantins com custos nas operações de enchente acima de R$ 500.000,00, considerando o caso de 2005.

Dinâmica da comunidade microfitoplanctônica relacionada com os parâmetros físico-químicos do estuário do rio Guajará-Mirim (Vigia - PA)

Estuários são ambientes ricos em nutrientes, favorecendo a reprodução e desenvolvimento de diversas espécies. Nestes, o fitoplâncton representa uma considerável parcela da produção primária e, em conjunto com outros fatores, regula os níveis de produtividade biológica. Este estudo teve o objetivo de conhecer a dinâmica do microfitoplâncton e sua correlação com os fatores ambientais no estuário do rio Guajará-mirim, na cidade de Vigia- PA, que é um importante pólo pesqueiro do estado do Pará. Foram realizadas coletas bimestrais de fitoplâncton e parâmetros físico-químicos em quatro estações de coleta ao longo do estuário, durante os períodos de maré vazante e enchente. Foram determinadas a composição específica e densidade do microfitoplâncton (org.L-1) e realizadas análises de frequência de ocorrência, diversidade e equitabilidade, agrupamento e componentes principais (ACP). Sazonalmente, nota-se, principalmente durante a maré vazante, uma considerável variação dos parâmetros físico-químicos que está fortemente relacionada ao ciclo hidrológico da região. Foram registrados 78 táxons pertencentes às Divisões Bacillariophyta (65), Chlorophyta (6), Cyanophyta (3), Dinophyta (3), e Ochrophyta (1). A divisão Bacillariophyta foi predominante em numero de espécies, frequência de ocorrência e densidade (99,89%). A densidade média mensal do microfitoplâncton variou de 9.999 (julho) a 535.411 org. L-1 (janeiro). Durante o mês de janeiro ocorreu uma floração de Skeletonema costatum (máx = 1.996.613 org. L-1). A comunidade microfitoplanctônica caracterizou-se como de diversidade média (média geral anual = 2,40). A variação sazonal dos parâmetros físico-químicos e da densidade das espécies foi o fator preponderante no agrupamento de amostras, tendo se formado dois grandes grupos, o primeiro composto por amostras do período chuvoso e o segundo grupo composto por amostras do período de estiagem. A análise de componentes principais mostrou que, apesar de os parâmetros físico-químicos apresentarem baixa variabilidade espacial e sazonal, a variação do índice de pluviosidade, do teor de sólidos totais dissolvidos e da salinidade foi determinante na variação da densidade de grande parte das espécies e também favoreceu um leve aumento da diversidade no período de estiagem.

Composição e abundância dos Copepoda (crustacea) planctônicos da costa do Amapá - Op. Norte IV (REVIZEE/SCORE NO)

A caracterização da composição de Copepoda planctônicos, na costa do Amapá foi estudada, a partir de amostras coletadas através do programa REVIZEE, durante a Operação Norte IV, em 2001, realizada pelo navio Oceanográfico “Antares”, pertencente à Marinha do Brasil (H-40). A área estudada está inserida na ZEE Norte brasileiro no trecho entre o Cabo Orange e o Delta do rio Parnaíba, enquadrando-se nas seguintes coordenadas geográficas, LAT. 02º 25,92’N e LONG. 049º11,98’W (est. 102); LAT. 03º36,14’N e LONG. 048º24,71’W (est. 107); LAT. 05º32,39’N e LONG. 050º13,11’W (est.130); LAT. 04º23,64’N e LONG. 051º02,58’W (est.134). As coletas foram realizadas através de arrastos verticais com rede de zooplâncton, com malha de 200 μm, dotadas de fluxômetro. Após as coletas, as amostras foram fixadas com formol neutro a 4 %. Também foram coletados os fatores hidrológicos, onde a temperatura da água variou de 23, 72 ºC a 28,87 ºC na plataforma continental, enquanto na região oceânica variou de 12,69 ºC a 28,87 ºC. A salinidade, na plataforma continental, variou 24,00 PSU a 36,42 PSU, e na região oceânica a variação foi de 33,98 PSU a 36,62 PSU. A costa do Amapá foi considerado um ambiente estável, devido as poucas variações de salinidade e temperatura. Foram identificadas 84 espécies de Copepoda, das quais, destacaram-se como as mais freqüentes, Clausocalanus furcatus, Oithona setigera, Paracalanus parvus, Macrosetella gracilis, Oncaea media, Corycaeus speciosus, Farranula gracilis, Subeucalanus pileatus e Paracalanus sp. As altas densidades e dominância ocorreram para as espécies, Nannocalanus minor, Corycaeus (Corycaeus) speciosus, Clausocalanus furcalocalanus pavo, Paracalanus parvus, Parvocalanus crassirostris, Oithona setigera, Macrosetella gracilis, Farranula gracilis, Subcalanus pileatus, Euterpina acutifrons e Oncaea media, consideradas como indicadoras de oligotrofia na área estudada. Dentre estas, a espécie Subeucalanus pileatus foi a que mais se destacou, a qual ocorreu na maioria das estações. A diversidade foi considerada alta na maioria das estações, exceto na estação 127 (considerada baixa), por estar sendo influenciada pela pluma amazônica. Enquanto, a densidade apresentou resultados menores que 100 org.m-³ indicando a região oceânica como um ambiente oligotrófico, e apesar disso, a comunidade de Copepoda encontra-se em grande diversidade na área.

Qualidade das águas superficiais e avaliação do estado trófico do Rio Arari (Ilha de Marajó, norte do Brasil)

A deterioração da qualidade da água pode ser causada tanto por resultado da pressão antrópica sobre os ambientes aquáticos em maiores escalas, como por fatores naturais em menores escalas, tal como ocorre em parte da bacia hidrográfica do Rio Arari (Ilha de Marajó, Pará). Este artigo teve como objetivo a avaliação da qualidade das águas superficiais e o estado trófico do Rio Arari, no trecho entre Santana e Cachoeira do Arari, considerando as variações temporais e espaciais de variáveis físicas, químicas e biológicas da água em dois períodos hidrológicos distintos de 2009: descarga máxima (abril e maio) e descarga mínima (setembro e novembro). Os Índices de Qualidade da Água (IQA) e Estado Trófico (IET) foram determinados simultaneamente em amostras de água superficial durante 12 horas consecutivas nas três estações de coleta ao longo do Rio Arari. Os valores do IQA variaram entre "Ruim" e "Regular", e estão provavelmente relacionadas aos elevados níveis de coliformes fecais, baixas concentrações de oxigênio dissolvido e pH ácido do Rio Arari. Conforme o IET, o rio pode ser classificado como supereutrófico e hipereutrófico, reflexo da grande disponibilidade de nutrientes (e.g. fósforo) e elevada biomassa fitoplanctônica em termos de clorofila a. O Rio Arari está sob um processo de eutrofização natural, visto que as fontes de contaminação antrópica ainda são incipientes, mas elas podem contribuir para um processo de longo prazo de eutrofização artificial.

Relações entre raios e chuvas na Amazônia Oriental

O objetivo desse estudo foi analisar a relação entre descargas elétricas, associadas à precipitação dentro de áreas selecionadas no leste da Amazônia no período de setembro de 2008 a dezembro de 2010. Os estudos foram realizados dentro de um raio de 100 km centralizados em pluviômetros instalados das localidades de Belém, Caxiuanã e Santarém. Essas áreas foram escolhidas por encontrarem-se aproximadamente na mesma latitude, e vão se distanciando do Oceano Atlântico, buscando observar a sazonalidade dos sistemas precipitantes causadores de raios e sua penetração no continente, observando as características climatológica distintas de cada área. Os dados de chuvas foram obtidos através do banco de dados da ANA, RPCH, INMET e através do Projeto LBA. Os sistemas meteorológicos de grande escala acompanhados de sistemas de escala menores, parecem atuar primeiramente em Belém e vão adentrando o continente atingindo as outras áreas de estudo. Em Belém, também foram observadas as maiores ocorrências de raios comparados com Caxiuanã e Santarém, sendo que nessas localidades, os raios antecedem as chuvas em quase todas as observações. Foram observadas as defasagens dos máximos de ocorrências de raios e chuvas de aproximadamente dois meses acompanhando principalmente o sentido norte sul de deslocamento da ZCIT e seu acoplamento com outros sistemas de escala local ou de meso escala. Foi feito um estudo de caso em Belém e Santarém onde observou-se que a ZCIT não segue o mesmo padrão de deslocamento para as duas localidades , ou seja, ela atinge primeiramente Belém e aproximadamente três dias depois o sistema atingiu a cidade de Santarém. Mesmo com essa defasagem de tempo foi visto que nas duas localidades as ocorrências de raios antecederam as chuvas. Também foi realizado um estudo pioneiro dentro das bacias do Tocantins e Xingu sobre a relação entre raios e chuva, na tentativa de se desenvolver uma alternativa de método auxiliar para prognostico dos períodos de cheias e secas dentro dessas bacias através das ocorrências de raios sobre essas áreas. Os estudos mais detalhados foram realizados nas áreas a montante das barragens de Tocantins onde se encontra a usina hidroelétrica de Tucuruí, e dentro da área da bacia do Xingu onde está sendo construída a barragem de Belo Monte. Foram utilizados dados de precipitação pluviométrica das bacias do Tocantins e Xingu obtidos através da HIDROWEB-ANA operados pela CPRM dentro de cada área de estudo. Usando filtros de médias móveis foram observados que as melhores correlações entre raios e chuvas, se encontravam dentro da bacia do Tocantins, provavelmente pela influencia da presença da barragem na bacia do Tocantins onde possibilitou respostas positivas entre a relação da cota do rio com os raios. Considerando o fato de que o período de dois anos de dados não possuem peso estatístico suficiente para estabelecer relações definitivas entre raios e precipitação, os resultados apresentados devem ser considerados como preliminares. No entanto essa metodologia pode ser aplicada para subsidiar modelos de estimativas de precipitação em localidades selecionadas e aplicações no modelamento hidrológico de bacias hidrográficas, onde dados pluviométricos ainda são escassos no leste da Amazônia.

Dinâmica sazonal de nutrientes em estuário amazônico

Este artigo mostra a distribuição dos nutrientes no estuário do rio Paracauari, durante um ciclo hidrológico amazônico (2008), e no final do período de La Niña (abril de 2008). Esse estuário é influenciado por clima tropical úmido e meso-marés (3 a 4m), semi-diurna. A amostragem foi realizada em 10 estações em três períodos sazonais distintos: chuvoso (março), intermediário (junho) e menos chuvoso (setembro). Medimos “in situ” os parâmetros físico-químicos utilizando uma sonda multiparâmetro; analisamos os nutrientes dissolvidos (nitrato, nitrito, n-amoniacal, fosfato e silicato) por espectofotometria e o material particulado em suspensão por gravimetria. Observamos amplas variações sazonais nas concentrações dos parâmetros estudados. A temperatura da água (média de 28,58 ºC) é bastante homogênea, típica das águas tropicais. O pH variou de ácido (5,80) à alcalino (7,86) e a salinidade entre 0,06 a 7,56 ambos com valores máximos na foz, devido à maior influência marinha. As águas são mal oxigenadas no período chuvoso (2,35 mg.L-1) e bem no menos chuvoso (6,55 mg.L-1). As concentrações de material particulado em suspensão e de nutrientes foram máximas no período chuvoso devido ao aporte natural proveniente das áreas adjacentes.