Variabilidade e tendência climática e a produtividade da soja no estado de São Paulo

Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)

Avaliação quantitativa da dinâmica espaço-temporal da precipitação na região hidrográfica Tocantins-Araguaia

A análise do comportamento da precipitação em uma bacia hidrográfica é fundamental para a engenharia e gerenciamento dos recursos hídricos. A Região Hidrográfica Tocantins-Araguaia (RHTA) pela sua ocupação recente e potencialidades econômicas, ganha destaque no cenário nacional. Este trabalho avalia quantitativamente a dinâmica espaço-temporal da precipitação anual nesta região durante um período de 30 anos de dados. A dinâmica da precipitação pode ser analisada pelo cálculo da precipitação média em uma dada área, compondo assim mapas de isoietas de precipitação anual. No entanto, a confecção destes mapas requer um método de interpolação que melhor represente as características pluviométricas em locais não amostrados para posterior análise quantitativa do comportamento da precipitação. Para tanto, foram realizados análises exploratórias descritivas amostral e espacial como requisito de estacionaridade do método de interpolação geoestatístico, ajuste e validação do modelo teórico que se adéque ao variograma de precipitação anual. Após a confecção do mapa de isoietas pelo método de Krigagem Ordinária (sem tendência) e Krigagem Universal (com tendência) foi realizado o cálculo do volume precipitado na região hidrográfica pelo método dos contornos. A dinâmica espacial da precipitação foi realizada com base na análise da estatística descritiva, mapa de isoietas, mapa hipsométrico, Índice de Irregularidade Meteorológica (IMM) e Coeficiente de Variação. A dinâmica temporal foi analisada pela distribuição dos totais anuais de precipitação volumétrica para cada sub-bacia da RHTA, pelo Índice de Anomalia Padronizada, na variação interanual de precipitação e teste de tendência e magnitude representados respectivamente pelo Teste de Mann Kendall e Sen’s. Os resultados correlacionados com as anomalias meteorológicas do Oceano Atlântico (Dipolo) e Pacífico (ENOS) indicam o comportamento da precipitação bastante heterogêneo e com grande variabilidade temporal principalmente na sub-bacia Tocantins-Alto (TOA) (14%). Diminuição da amplitude pluviométrica, em anos de anomalia meteorológica intensa ocasionando um incremento de precipitação ao sul das sub-bacias TOA e ARA e diminuição da precipitação na sub-bacia TOB, em eventos de El Niño. Não se pode comprovar pelo teste de Mann Kendall que há uma tendência estatisticamente significativa no volume precipitado na RHTA, mas o estimador Sen’s dá indícios de queda na precipitação na sub-bacia TOA (-1,24 Km^³/ano) e Araguaia (ARA) (-1,13 Km^³/ano) e aumento da precipitação na sub-bacia do Tocantins Baixo (TOB) (0,53 Km^³/ano) e para a RHTA (-1,5 Km^³/ano). Assim a variabilidade espacial e temporal nas sub-bacias está intimamente relacionada aos eventos de anomalia meteorológica, na qual, a sua ação ocorre de maneira irregular ao longo da área de estudo e pode influenciar as diversas atividades sócio-econômicas na RHTA de acordo com sua magnitude e área de ocorrência.

Modelos acoplados do IPCC-AR4 e o gradiente meridional de temperatura da superfície do mar no Atlântico Tropical: relações com a precipitação no norte do nordeste do Brasil

Este artigo mostra como três modelos acoplados do Intergovernmental on Panel Climate Change - (IPCC-AR4), o FGOALS1.0G - LASG do Institute of Atmospheric Physics of China, o GISSER da National Aeronautics Space Admnistration (NASA) e o GFDL_CM2 da National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), simularam a variabilidade do gradiente meridional de Temperatura da Superfície do Mar (TSM), entre os meses de fevereiro a maio, no Atlântico Tropical (1901-1999). A precipitação durante a estação chuvosa (fevereiro a maio) no setor norte do Nordeste do Brasil (NEB) foi também analisada pelos três modelos e comparada com as observações. Os modelos GISSER e FGOALS1.0G mostraram melhor desempenho na simulação do sinal do gradiente meridional de TSM no Atlântico Tropical para o período de 1901 a 1999. Destaca-se que os modelos apresentaram um melhor desempenho na simulação da tendência decadal, conseguindo explicar entre 50% a 80% da variabilidade do gradiente, com a TSM do setor sul sendo melhor simulada.

Índices de extremos climáticos e tendências da precipitação anual e sazonal na Amazônia Oriental

Baseado no conjunto de dados diários de precipitação e temperatura do ar de oito estações meteorológicas sobre o Pará, pertencentes ao INMET, disponíveis no período 1961-2007, foram calculados índices de extremos climáticos através da metodologia estatística do software RClimdex. Utilizando-se ainda um conjunto de dados mensais de precipitação de 134 estações pluviométricas da Amazônia oriental, provenientes da ANA e INMET, foram analisadas as tendências anual e sazonal num período de 25 a 37 anos (1970-2009), através da aplicação da estatística não-paramétrica (teste de Mann-Kendall e método de Sen). E por fim, utilizaram-se dados de desmatamento do PRODES/INPE no período 2000-2007, para analisar a possível influência do desmatamento nas tendências de precipitação anual e sazonal do Pará. Considerando os índices de extremos climáticos referentes aos dados diários de precipitação, constatou-se que a variabilidade interanual dos índices possui relações com os episódios ENOS e as fases do Dipolo do Atlântico. Para os extremos climáticos de temperatura evidenciaram-se reduções sistemáticas dos dias frios (TX10p) e aumentos sistemáticos da mínima da máxima temperatura (TXN), da percentagem de noites quentes (TX90p) e da temperatura máxima da máxima (TXX). Os resultados das tendências da precipitação anual usando os testes não-paramétricos evidenciaram que do total de 134 estações, em torno de 51% apresentam tendências positivas e 41% tendências negativas sobre a Amazônia oriental. Contudo, essas tendências anuais “mascararam” de certa forma as tendências sazonais, cujos resultados mostraram-se mais diversificados, explicando melhor os aspectos da variabilidade climática regional. Para o trimestre MAM, observaram-se 99 estações (74%) com tendências positivas, indicando que a quantidade de precipitação durante o período chuvoso principal vem aumentando sistematicamente durante a última década. Em DJF, notaram-se 45 estações (34%) com tendências positivas e 78 estações (58%) com tendências negativas. Por outro lado, nos trimestres que englobam o período seco ou menos chuvoso verificaram-se tendências sazonais predominantemente negativas, com 84 estações (62%) em JJA e 89 estações (66%) em SON. Portanto, a evidência observacional de que a precipitação do período seco encontra-se em diminuição gradativa nas últimas décadas corrobora com a hipótese de que o desmatamento associa-se com a redução da precipitação em escala regional, porém sugere-se que isso ocorra em escala de tempo sazonal.

Imagens de satélite na análise da relação entre queimadas, aerossóis atmosféricos e precipitação

The direct and indirect effects of atmospheric aerossols in the amazonic climate have been focus of many published. This work aims to analyze a possible relation among Burns, atmospheric aerossols and precipitation above South America. It uses the avaluable data from the satellites AQUA/TERRA and TRMM and the images furnished by NOAA and GOES. These analysis can provide some explanations about the effects of emission of aerosols by burns on the composition of atmosphere and cloud formation, mainly in Amazon. We use the Aerosol Optical Depth (AOD) from MODIS/TERRA-AQUA, burns index from CPTEC and rain rate from TRMM. The data we use were obtained from 2000 until 2012. The study is divided in two parts. In the first one, it was performed a quantitative analysis between number of burns and aerosols emission. It was identified a great variability in space and time of the AOD on South America. On the north, northeast and center-west, the AOD is significant during the winter period, with peak on August and September. The southeast is affected by aerosols from center-west due to the dynamical transport. In the second part, it was evaluated the relation between AOD and precipitation in a 13-year period. The statistical analysis shows up a negative correlation of 0.72 between August and October, on Legal Amazon. These result indicate an inverse relation between AOD and rain rate. The other months present not significant correlation. These results are in a good agreement with the literature, in which in-situ methods were applied or combined with satellites data. The increasing of aerosols concentration in the atmosphere are reinforced during drier years. It can affect the increasing process of water drops, decreasing the precipitation. We also verified higher values of AOD (0.25 - 0.3) during years with El Niño, than the climatologically average (~0.15 - 0.2), ... (Complete abstract click electronic access below)

Análise da variabilidade das chuvas e sua relação com a produtividade da soja na vertente paranaense da bacia do Paranapanema

Pós-graduação em Geografia - FCT

A sazonalidade ambiental afeta a composição faunística de Ephemeroptera e Trichoptera em um riacho de Cerrado do Sudeste do Brasil?

In this paper, data on the fauna of Ephemeroptera and Trichoptera (ET) from a Cerrado stream was analysed in order to test the hypothesis that the high seasonality of this biome can influence the composition of ET between the wet and dry seasons. The community structure was evaluated using Detrended Correspondence Analysis and Cluster Analysis (Morisita Horn-UPGMA). Environmental factors were analyzed using the Principal Components Analysis. In order to test the effect of abiotic variables on the fauna, It was applied the Procrustean Randomization Test (Protest) and Mantel Test. The environmental factors recorded for this study had a significant effect on the ET fauna from Córrego do Pedregulho. Faunal similarity was high throughout the year, indicating that although there was density of fluctuation, due to rainfall variation, the faunal composition showed little temporal variability. On the other hand, it was possible to observe that the genus Lachlania (Ephemeroptera) occurred preferably during the rainy months and that the faunal composition during the dry season was less variable than those from other seasons. Therefore, environmental seasonality had a partial effect on the faunal composition of ET from Córrego do Pedregulho.

Análise sazonal e espacial da precipitação pluvial na bacia hidrográfica do rio Ivaí, Paraná

Climate variability and therefore the rainfall is often cited today, in times to speak of "global change", "global warming", "anthropogenic disasters," among other terms related to climate issues, which may cause floods and disasters that affect entire regions. In this sense, the seasonal rainfall and its extremes in the basin of Ivaí river, which has a drainage area of approximately 36 000 km2, covering a length of 680 km, located in the State of Paraná between coordinates 22 º 54'S 25 ° 44'S and 55 44'W to 52 º 42'W, were analyzed. Influence of rainfall for the man occupation is undeniably important, not less important is the role that this issue poses to the climate abiotic and biotic environment, because the dynamic relations between the fauna and flora is directly related to the availability of water in system (in this case, rain). The methodological procedures used during the research focused on statistical analysis of rainfall series daily, monthly and yearly, provided by the Superintendence of Water Resources Development and Environmental Protection Agency - SUDERHSA, an agency linked to the government of Parana. The analysis period chosen was from 1975 to 2005, with 38 stations for data collection, distributed evenly across the search area. The standard rainfall in the basin is explained mainly by convective processes in the summer (wet season) and front system causing more homogeneous rainfall over the basin (dry season). What is well marked is the occurrence of maximum rainfall in the years 1983 and 1997 (El Niño) and minimal in the years 1977, 1985 and 1988 (La Niña). Finally, although the study area have undergone a significant change in your landscape for over thirty years, this study indicates no significant interference in rainfall.

Análise da variabilidade pluvial na Unidade de Gerenciamento de Recursos Hídricos do Paraíba do Sul (UGRHI-2)

The study of variability becomes increasingly important nowadays . Studying the behavior of rainfall before external events is of paramount importance. The region of Vale do Paraíba , it is important to study variability , since the region is influenced by the ocean and constant cold fronts that end causing precipitation during most months of the year . This study aims to analyze the variability in rain UGRHI - 2 by analyzing the interference of ENSO events / Southern Oscillation and the Convergence Zone South Atlantic (SACZ) in the amount and distribution of rainfall. The UGRHI helped were created for distribution and control of water in the state of São Paulo , divided watersheds were avoided so that problems such as poor distribution and water shortages in some areas of the state . To study variability , various software , including Excel , Variowin and R statistical package , the subroutine Climatol were used , with the goal of developing isolines showing the spatial distribution of rainfall anomalies in the years studied also the anomaly index was studied rain (IAC) , noting more effectively the years of positive and negative anomaly , with the purpose of studying the temporal variability of rainfall in the study area.

Identificação e caracterização de ambientes homogêneos de eventos de seca/umidade com base em simulações climáticas regionais

O objetivo deste trabalho foi identificar e caracterizar ambientes homogêneos com base na ocorrência de eventos de seca/umidade na Região Centro-Norte do Brasil, compreendendo os Estados de Rondônia, Mato Grosso, Goiás e Tocantins. Para esse fim, utilizou-se o índice quantitativo de seca denominado Anomalia de Umidade de Palmer (Z-index). Os dados climáticos de entrada utilizados por esse índice para quantificar os eventos de seca/umidade foram simulados pelo modelo regional climático RegCM3 ("Regional ClimateModel - version3"), para o período de 1975 a 1989. Por meio de análise de agrupamento foram identificados 13 ambientes homogêneos. Esses ambientes homogêneos foram caracterizados por meio da probabilidade de ocorrência de eventos de seca/umidade, densidade relativa destes eventos, variabilidade da precipitação pluvial anual e a probabilidade de ocorrência de seca na época das águas (outubro a maio). No Estado do Mato Grosso observou-se o maior número de ambientes homogêneos e na Região Sudoeste desse Estado, o ambiente 11, obteve a maior probabilidade de ocorrência de eventos extremamente seco, 9%. O ambiente 10, localizado no extremo leste de Goiás, teve a menor mediana para a precipitação pluvial anual. O evento climático com maior probabilidade de ocorrência na região de estudo é o próximo ao normal ou normalidade de umidade.

Estabilidade temporal e variabilidade espacial da distribuição da armazenagem de água no solo numa sucessão feijão/aveia-preta

A armazenagem de água no solo é muito variável no tempo e no espaço devido à influência de vários fatores ambientais e topográficos. Objetivou-se neste estudo: quantificar a armazenagem de água no solo; avaliar sua estabilidade temporal e sua variabilidade espacial em um local próximo e outro distante do sistema radicular numa sucessão feijão/aveia-preta; e constatar sua variabilidade espacial em função do relevo. Em área experimental de 1.500 m², situada em Piracicaba-SP (latitude de 22° 42' 30" S, longitude de 47° 38' 00" W e 546 m de altitude), estabeleceram-se 60 pontos de amostragem, distanciados entre si de 5 m, numa grade de 10 por 6 pontos (50 x 30 m). Os valores da armazenagem de água no solo apresentaram comportamento-padrão para o solo estudado, com valores maiores em profundidade do que na camada mais superficial. Houve maior estabilidade temporal da armazenagem de água no solo durante o período chuvoso, porém na fase de secagem do solo a estabilidade temporal também foi constatada, mas com valores de coeficiente de correlação mais elevados na camada de 0,0-0,80 m, mostrando que essa estabilidade foi claramente devida à posição topográfica desses pontos, os quais estão localizados na porção mais baixa do relevo. Assim, o ponto 52 foi escolhido como representativo da média na fase de recarga de água no solo em ambas as camadas estudadas, e o ponto 46, na camada superior durante a fase de secagem do solo. A dependência espacial da variabilidade da armazenagem de água no solo foi detectada em ambas as camadas de solo, porém com maior alcance na camada de 0,0-0,40 m, quando houve ocorrência de precipitação. Quando as chuvas cessaram, o alcance foi maior na camada de 0,0-0,80 m. Durante o período chuvoso, o padrão de variabilidade espacial foi muito semelhante em ambas as camadas de solo, com armazenagens maiores na faixa de maior inclinação e depressões do terreno.

Modelos de dispersão para extremos de precipitação. Estudo de caso: o nordeste do Brasil

In this thesis used four different methods in order to diagnose the precipitation extremes on Northeastern Brazil (NEB): Generalized Linear Model s via logistic regression and Poisson, extreme value theory analysis via generalized extre me value (GEV) and generalized Pareto (GPD) distributions and Vectorial Generalized Linea r Models via GEV (MVLG GEV). The logistic regression and Poisson models were used to identify the interactions between the precipitation extremes and other variables based on the odds ratios and relative risks. It was found that the outgoing longwave radiation was the indicator variable for the occurrence of extreme precipitation on eastern, northern and semi arid NEB, and the relative humidity was verified on southern NEB. The GEV and GPD distribut ions (based on the 95th percentile) showed that the location and scale parameters were presented the maximum on the eastern and northern coast NEB, the GEV verified a maximum core on western of Pernambuco influenced by weather systems and topography. The GEV and GPD shape parameter, for most regions the data fitted by Weibull negative an d Beta distributions (ξ < 0) , respectively. The levels and return periods of GEV (GPD) on north ern Maranhão (centerrn of Bahia) may occur at least an extreme precipitation event excee ding over of 160.9 mm /day (192.3 mm / day) on next 30 years. The MVLG GEV model found tha t the zonal and meridional wind components, evaporation and Atlantic and Pacific se a surface temperature boost the precipitation extremes. The GEV parameters show the following results: a) location ( ), the highest value was 88.26 ± 6.42 mm on northern Maran hão; b) scale ( σ ), most regions showed positive values, except on southern of Maranhão; an d c) shape ( ξ ), most of the selected regions were adjusted by the Weibull negative distr ibution ( ξ < 0 ). The southern Maranhão and southern Bahia have greater accuracy. The level period, it was estimated that the centern of Bahia may occur at least an extreme precipitatio n event equal to or exceeding over 571.2 mm/day on next 30 years.

Modelagem estatística e atribuições dos eventos de precipitação extrema na Amazônia brasileira

Intense precipitation events (IPE) have been causing great social and economic losses in the affected regions. In the Amazon, these events can have serious impacts, primarily for populations living on the margins of its countless rivers, because when water levels are elevated, floods and/or inundations are generally observed. Thus, the main objective of this research is to study IPE, through Extreme Value Theory (EVT), to estimate return periods of these events and identify regions of the Brazilian Amazon where IPE have the largest values. The study was performed using daily rainfall data of the hydrometeorological network managed by the National Water Agency (Agência Nacional de Água) and the Meteorological Data Bank for Education and Research (Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa) of the National Institute of Meteorology (Instituto Nacional de Meteorologia), covering the period 1983-2012. First, homogeneous rainfall regions were determined through cluster analysis, using the hierarchical agglomerative Ward method. Then synthetic series to represent the homogeneous regions were created. Next EVT, was applied in these series, through Generalized Extreme Value (GEV) and the Generalized Pareto Distribution (GPD). The goodness of fit of these distributions were evaluated by the application of the Kolmogorov-Smirnov test, which compares the cumulated empirical distributions with the theoretical ones. Finally, the composition technique was used to characterize the prevailing atmospheric patterns for the occurrence of IPE. The results suggest that the Brazilian Amazon has six pluvial homogeneous regions. It is expected more severe IPE to occur in the south and in the Amazon coast. More intense rainfall events are expected during the rainy or transitions seasons of each sub-region, with total daily precipitation of 146.1, 143.1 and 109.4 mm (GEV) and 201.6, 209.5 and 152.4 mm (GPD), at least once year, in the south, in the coast and in the northwest of the Brazilian Amazon, respectively. For the south Amazonia, the composition analysis revealed that IPE are associated with the configuration and formation of the South Atlantic Convergence Zone. Along the coast, intense precipitation events are associated with mesoscale systems, such Squall Lines. In Northwest Amazonia IPE are apparently associated with the Intertropical Convergence Zone and/or local convection.

Análise da variabilidade climática sobre a produtividade da soja no município de Bom Jesus (PI)

The climate is still main responsible for the variations soybean productivity (Glycine max (L.) Merrill), exerting a limiting action on these agricultural systems. The bomjesuense cerrado, this culture has proved, over the years, an increase of cultivated areas, however, productivity does not keep the same pace, going through periods of oscillations. Thus, although the crop is added to high technology, culture has great vulnerability to climatic adversities. Thus, the present study aims to analyze possible trends in meteorological variables, which can influence the soybean yield in Bom Jesus. For this purpose, different datasets were used, as follows: i) two periods of daily data (1984-2014 and 1974-2014), both obtained from the National Meteorological Institute (INMET); ii) climate normals from 1961-1990 as defined by INMET; iii) local agricultural production data of soybean-year (1997/1998 to 2012/2013) obtained from the Municipal Agricultural Production (PAM) dataset, which is management by Brazilian Institute of Geography and Statistics (IBGE). The analysis procedures included calculations of climate normals for 1984 to 2014 period and some statistical applications, as follows: i) the Wilcoxon test, used to evaluate differences between climate normals (1961 to 1990 and 1984 to 2014); ii) the Mann-Kendall nonparametric test, in order to analyze the linear trend of agrometeorological variables (rainfall, maximum temperature, minimum temperature and diurnal range of temperature; iii) cluster analysis by Ward method and the Spearman correlation test (rs) to identify the relationship between agrometeorological variable and soybean annual productivity. We adopted a statistical significance level of 5%. The results indicate changes in seasonality of the 1984-2014 climatology with respect to past climatology for all variables analyzed, except for insolation and precipitation. However, the monthly analysis of precipitation indicate negative trend during October and positive trend in December, causing a delay in start of rainy season. If this trend is persistent this result must be considered in futures definitions of the soybean crop sowing date over the region studied. With Mann-Kendall test was possible to identify positive trends with statistical significance in maximum temperature for all month forming part of soybean cycle (from November to April), which in turn tends to cause adverse effects on crop physiology, and consequently impacts on the final yield. Was identified a significant positive correlation between soybean yield and precipitation observed in March, thus precipitation deficit in this month is harmful to the soybean crop development. No statistically significant correlation was identified among maximum temperature, minimum temperature, and DTR with annual soybean productivity due these range of meteorological variables are not limiting factors in the final soybean yield in Bom Jesus (PI). It is expected that this study will contribute to propose planning strategies considering the role of climate variability on soybean crop final yield.

Variabilidade físico-química da farinha de mandioca do Território da Cidadania do Vale do Juruá, Acre.

A farinha é um derivado da mandioca de grande importância alimentar, porém com pequena padronização, por causa do processo artesanal de fabricação. O objetivo deste estudo foi analisar a variabilidade da farinha de mandioca artesanal, produzida no Território da Cidadania do Vale do Juruá, Acre, e agrupar os municípios produtores de acordo com suas características físico-químicas, por meio de análises multivariadas, determinando sua influência na qualidade da farinha de mandioca. Foram analisadas 138 amostras de farinhas, coletadas nos municípios de Cruzeiro do Sul, Mâncio Lima, Rodrigues Alves, Porto Walter e Marechal Thaumaturgo, com determinação da umidade, cinzas, proteína total, extrato etéreo, fibra total, carboidratos totais, valor energético, acidez titulável, pH e atividade de água. Os dados foram analisados pela estatística descritiva com comparação de médias pelo teste de Tukey e estatística multivariada, de forma complementar entre si; com análises de agrupamento hierárquica, pela distância euclidiana e método de Ward, e, não hierárquica, k-means, análise de componentes principais, pela matriz de correlação, e análise discriminante, pelo método da exclusão progressiva passo a passo. Os resultados mostraram que as farinhas encontram-se dentro das normas de qualidade exigidas em legislação. As diferentes análises multivariadas foram coerentes, indicando que há um padrão de distribuição das características físico-químicas das farinhas, o que sugere padrões no processo de fabricação, distribuídos conforme a localização dos municípios analisados. As características de maior influência na discriminação das farinhas são acidez, pH, atividade de água e umidade, indicando que o modo de fabricação tem grande influência na qualidade da farinha produzida.