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Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia CONTECC’ 2015
Centro de Eventos do Ceará - Fortaleza - CE 15 a 18 de setembro de 2015
PRECIPITAÇÃO MENSAL PROVÁVEL ASSOCIADA AOS DIFERENTES BIOMAS
DO ESTADO DO ESTADO DO MATO GROSSO DO SUL
PAULO EDUARDO TEODORO1*, LARISSA PEREIRA RIBEIRO
2, FRANCISCO EDUARDO TORRES
3
1 Mestrando em Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9649-3467, [email protected]
2 Discente do curso de Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9941-1950, [email protected]
3 Docente do curso de Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9988-2676, [email protected]
Apresentado no
Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC’ 2015
15 a 18 de setembro de 2015 - Fortaleza-CE, Brasil
RESUMO: O objetivo estudo foi determinar a precipitação mensal provável para o Estado de Mato
Grosso do Sul (MS), considerando o nível de 75% probabilidade e estudar sua distribuição espacial
associada aos seus diferentes biomas. Os dados de precipitação pluvial de 32 locais do Estado do Mato
Grosso do Sul foram obtidos do Banco de Dados da Agência Nacional de Águas – ANA, do período
de 1954 a 2013. Em cada uma das 384 séries temporais de precipitação pluvial mensal calculou-se a
média, com no mínimo 30 anos de observação. A precipitação provável foi estimada a 75% de
probabilidade, utilizando-se a distribuição de probabilidade normal e, posteriormente, foi adotado o
método de interpolação matemática da Krigagem Ordinária para espacialização dos dados. A partir da
precipitação mensal provável é possível realizar o planejamento, em função do bioma, da melhor
época de preparo do solo do solo, colheita, semeadura, aplicação de adubos e defensivos para as
culturas agrícolas cultivadas no MS. Além disto, é possível prever os períodos de estiagens, que
afetam o nível de água dos mananciais e dos reservatórios das usinas hidrelétricas, trazendo problemas
para o abastecimento urbano e na geração de energia elétrica, além de gerenciamento de áreas sujeitas
a alagamentos e prevenção de potenciais problemas causados por mudanças climáticas.
PALAVRAS–CHAVE: série temporal, erro de estimação, tamanho de amostra, amostragem.
PROBABLE MONTHLY RAINFALL ASSOCIATED WITH THE VARIOUS BIOMES OF
STATE OF MATO GROSSO DO SUL
ABSTRACT: The objective study was to determine the probable monthly rainfall for the state of
Mato Grosso do Sul, considering the level of 75% probability and study their spatial distribution
associated with its different biomes. The rainfall data of 32 sites in the State of Mato Grosso do Sul
(MS) were obtained from the database of the Agência Nacional de Águal - ANA, in the period 1954-
2013. In each of the 384 series, the average monthly rainfall calculated, at least 30 years of
observation. The likely fallout was estimated at 75% probability, using the normal probability
distribution and, subsequently, it was adopted the method of Ordinary Kriging interpolation
mathematics to spatial data. From the probable monthly rainfall is possible to carry out planning,
depending on the biome, the best time of preparation of the ground soil, crop, sowing, application of
fertilizers and pesticides to agricultural crops grown in MS. Moreover, it is possible to predict periods
of drought, affecting the water level of water sources and reservoirs of hydroelectric plants, bringing
problems for urban water supply and power generation, as well as management of areas subject to
flooding and prevention potential problems caused by climate change.
KEYWORDS: time series, error of estimation, sample size, sampling.
INTRODUÇÃO O Estado do Mato Grosso do Sul (MS) ocupa uma área de, aproximadamente, 350 mil km
2,
dos quais 13 mil km2 são explorados pela agricultura, com destaque para as culturas da soja, milho,
algodão, cana-de-açúcar e o arroz irrigado (CONAB, 2014), que se distribuem de forma distinta em
dois biomas de atributos climáticos peculiares: Pantanal e Cerrado. Dentre os principais fatores que
influenciam a produção agrícola está a precipitação e seu estudo torna-se relevante no planejamento de
atividades agrícolas, permitindo previsões com melhores aproximações e decisões mais confiáveis.
Conforme Bernardo et al. (2006), a precipitação provável pode ser definida como a quantidade
mínima de precipitação com determinada probabilidade de ocorrência. Normalmente em irrigação
trabalha-se com a probabilidade de 75%, ou seja, com a lâmina mínima de chuva que se pode esperar
em três a cada quatro anos. Estes estudos probabilísticos da precipitação pluvial são importantes para
planejamento das atividades agropecuárias, mas também de outras atividades como construção civil,
turismo e transporte.
Face ao exposto, o objetivo deste estudo foi determinar a precipitação mensal provável para o
Estado de Mato Grosso do Sul, considerando o nível de 75% probabilidade, e estudar sua distribuição
espacial associada aos seus diferentes biomas.
MATERIAL E MÉTODOS
Os dados de precipitação pluvial de 32 estações (locais) do Estado do Mato Grosso do Sul
foram obtidos do Banco de Dados da Agência Nacional de Águas – ANA, coletados do período de
1954 a 2013. Em cada local e ano, somaram-se os dados diários de precipitação pluvial, obtendo-se a
precipitação pluvial mensal, em mm mês-1, de cada um dos 12 meses do ano. Assim, formaram-se 384
séries temporais (12 meses × 32 locais), com número diferenciado de anos de observações em cada
série, definidas em função da disponibilidade de dados meteorológicos.
Foi realizado o tratamento e a organização dos dados de precipitação das 32 localidades do
estado. As séries históricas com falhas foram eliminadas e preenchidas pela normal climatológica de
cada uma das 11 microrregiões do Estado (Bernardo et al., 2006).
Em cada uma das 384 séries temporais de precipitação pluvial mensal calculou-se a média
(m), com no mínimo 30 anos de observação. Foi aplicado o teste de aderência de Kolmogorov-
Smirnov (Hastings & Peacock, 1975) nas 364 séries temporais de precipitação pluvial mensal para
verificar o ajuste dos dados a distribuição normal.
A precipitação provável foi estimada a 75% de probabilidade, utilizando-se a distribuição de
probabilidade normal, denominada também de curva de Gauss, que apresenta dois parâmetros e sua
função densidade de probabilidade é definida pela Equação1 (Hastings & Peacock, 1975):
2
2
2σ
μ)(x
e2πσ
1f(x)
em que: μ é a média e σ o desvio-padrão.
As análises estatísticas foram realizadas com os aplicativos GENES e Microsoft Office
Excel®.
No estudo foi adotado o método de interpolação matemática da Krigagem Ordinária (KO) que
permite calcular médias locais, limitando o domínio de estacionaridade da média à vizinhança local
centrada no ponto a ser estimado. Os valores da cota z são estimados em localizações espaciais (xj, yj)
não-observadas, sem a necessidade de se conhecer a média estacionária, a partir de uma combinação
linear dos valores de um subconjunto amostral local. A condição estabelecida no estudo foi à soma dos
ponderadores da KO i (xj, yj) fosse igual a 1, conforme a Equação 2:
)y,Z(x )y,(xλ)y,Z(x ii
n(j)
1i
jjijj
, em que:
)y,Z(x jj é valor estimado pela krigagem no ponto )y,(x jj ;
)y,Z(x ii é o valor da amostra
no ponto )y,(x ii ; i (xj, yj) é o ponderador da KO para a localidade especificada.
Foi utilizado o modelo matemático teórico circular, conforme recomendações de Bernardo et
al. (2006). A espacialização dos dados de precipitação mensal provável foram efetuadas com auxílio
do software geoestatístico ArcGris 10.1®.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
O teste de Kolmogorov-Smirnov revelou que os dados de 359 séries temporais de precipitação
mensal (93,49%) se ajustaram à distribuição normal (P>0,01). Em face destes elevados percentuais de
com ajuste à distribuição normal, pode-se inferir que o emprego da distribuição normal tem
credibilidade para estimativa da de precipitação mensal para o Estado de Mato Grosso do Sul.
Os maiores valores de precipitação provável com 75% de probabilidade pela distribuição
normal ocorreram entre os meses de novembro a abril, o que permite classificar estes meses como os
meses mais chuvosos do ano no Estado do Mato Grosso do Sul (Figura 1). Enquanto isto, os menores
valores de precipitação provável com 75% de probabilidade pela distribuição normal ocorreram entre
os meses de junho, julho e agosto, demonstrando que este período é o mais seco do ano no Estado do
Mato Grosso do Sul.
Figura 1. Precipitação provável para o Estado do Mato Grosso do Sul para os meses de janeiro a
dezembro, estimada pela distribuição Normal a 75% de probabilidade de ocorrência.
Além disto, verifica-se que entre os municípios localizados no bioma cerrado obtiveram os
maiores valores. Esta região encontra-se sob a influência do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul
e migratório Polar, além da Baixa do Chaco e Alta da Bolívia, que atuam no verão e primavera e
influencia as condições do tempo na região Centro-Oeste. Outro sistema meteorológico que
determinam o regime de chuvas em toda a região é a Zona de Convergência do Atlântico Sul,
favorecida pelo Jato de Baixos Níveis, escoamento oriundo da canalização dos alísios que adentram o
continente Sul Americano, transportando vapor d’água proveniente do Atlântico Equatorial e da bacia
Amazônica em direção ao Atlântico Sudoeste (Keller Filho et al., 2005).
Os municípios localizados no bioma Mata Atlântica obtiveram maior precipitação provável
com 75% de probabilidade pela distribuição normal durante os meses de maio a outubro. Nessa região
atuam os Vórtices Ciclônicos de Alto Nível de origem subtropical que provocam chuvas e ventos
fortes e, por fim a passagem de Sistemas Frontais. A ação complexa desses sistemas meteorológicos
explica as maiores precipitações prováveis para o período seco (Keller Filho et al., 2005).
Os municípios localizados no bioma Pantanal obtiveram precipitações prováveis
intermediárias durante a maior parte do ano, com exceção dos meses de agosto, setembro e outubro,
onde obtiveram as menores estimativas a 75% de probabilidade de ocorrência. Neste bioma, os
principais sistemas meteorológicos responsáveis pela precipitação são as passagens Sistemas Frontais
e ramos aquecidos que detém 67% da gênese das chuvas, seguidos das Zona de Convergência do
Atlântico Sul e Vórtices Ciclônicos de Alto Nível de origem subtropical (Keller Filho et al., 2005).
O alinhamento topográfico, disposto no sentido longitudinal (NE-SW), exibe feições
morfológicas bem definidas: a planície e o planalto. Este comportamento demonstra que apesar das
características tropicais presentes no Estado de Mato Grosso do Sul, a altitude é, dentre os fatores
fisiográficos, seguido da latitude, o que mais influência no comportamento da precipitação mensal
provável, independente do período do ano, se assemelhando a resultados obtidos em pesquisas
realizadas em outros Estados brasileiros (Baú et al. 2006; Ávila et al. 2009; Uliana et al. 2013).
CONCLUSÕES
A partir da precipitação mensal provável é possível realizar o planejamento, em função do
bioma, da melhor época de preparo do solo do solo, colheita, semeadura, aplicação de adubos e
defensivos para as culturas agrícolas cultivadas no Estado de Mato Grosso do Sul.
Além disto, é possível prever os períodos de estiagens, que afetam o nível de água dos
mananciais e dos reservatórios das usinas hidrelétricas, trazendo problemas para o abastecimento
urbano e na geração de energia elétrica, além de gerenciamento de áreas sujeitas a alagamentos e
prevenção de potenciais problemas causados por mudanças climáticas.
REFERÊNCIAS
Ávila, L. F.; Mello, C. R.; Viola, M. R. Mapeamento da precipitação mínima provável para o sul de
Minas Gerais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.13, n.1, p.906-915, 2009.
Bernardo, S.; Soares, A. A.; Mantovani, E.C. Manual de Irrigação. 8. ed. Viçosa: UFV, 2006. 625 p.
CONAB: Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento de safra brasileira: grãos,
décimo levantamento, 2014. 65p.
Baú, A. L.; Gomes, B. M.; Queiroz, M. M. F.; Opazo, M. A. U.; Sampaio, S. C. Comportamento
espacial da precipitação pluvial mensal provável da mesoregião oeste do Estado do Paraná. Irriga,
v.11, n.1, p.150-168, 2006.
Hastings, N. A. J.; Peacock, J. B. Statistical distributions: a handbook for students and practitioners.
New York: J. Wiley, 1975. 130p.
Keller Filho, T.; Assad, E. D.; Lima, P. R. S. R. Regiões pluviometricamente homogêneas no Brasil.
Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.40, n.3, p.311-322, 2005
Uliana, T. M.; Reis, E. F.; Silva, J. G. F.; Xavier, A. C. Precipitação mensal e anual provável para o
Estado do Espírito Santo. Irriga, v.18, n.2, p.139-147, 2013.