Mudanças climáticas: como São Paulo foi afetado
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CADERNOS DO IME – Série Estatística Universidade de São Paulo - USP São Paulo – SP - Brasil Mudanças climáticas: como São Paulo foi afetado Joyce Ribeiro da Nóbrega Leite IME - USP [email protected] Resumo Palavras-chave: clima; aquecimento global; São Paulo. Cadernos do IME – Série Estatística Leite 1. Introdução Muito se fala, atualmente, sobre as possíveis consequências que as transformações no clima podem ter no ambiente de nosso planeta, antecipando cenários bastante negativos. Segundo Marengo (2007): “O Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas (International Panel on Climate Change IPCC) conclui no seu Terceiro Relatório de Avaliação TAR (IPCC 2001 a) que a temperatura média do ar tem aumentado em 0.6ºC 0.2ºC durante o Século XX. Os modelos globais do IPCC têm mostrado que entre 1900 e 2100 a temperatura global pode aquecer entre 1.4 e 5.8 ºC, o que representa um aquecimento mais rápido do que aquele detectado no Século XX e que aparentemente não tem precedentes durante ao menos os últimos 10.000 anos.” (MARENGO, 2007). Levando em conta tais informações e o questionamento se em São Paulo o aumento da temperatura tende a ser tão acentuado, o objetivo deste artigo é tratar das mudanças climáticas ocorridas no estado de São Paulo do final do século XX até os dias de hoje, para observar as consequências que essas acarretaram e projetar as possíveis influências no futuro. Porém, vale lembrar que, conforme afirma Monteiro (1991), a “criação de cenários futuros concernentes às mudanças climáticas ainda é bastante especulativa, sobretudo devido à dificuldade da compreensão completa e satisfatória do dinamismo da atmosfera na sua condição de corpo movente” (p. ). Partirei da hipótese de que a temperatura global vem aumentando devido às ações humanas e que isso vem trazendo graves consequências tanto ao ecossistema, quanto às atividades do homem. Para poder comprovar tal hipótese, analisarei os dados da temperatura, precipitação e umidade do ar da cidade de São Paulo, nos últimos anos, dentre outras cidades paulistas. Estes dados estão disponíveis em forma de gráfico no site do INMET <http://www.inmet.gov.br/>, acessado em . Dessa maneira, estarei utilizando a Estatística descritiva, ao analisar e comparar os dados obtidos e a inferencial, ao analisar uma amostra dos dados obtidos e tirar conclusões sobre os verdadeiros valores. Os métodos estatísticos utilizados estão descritos em Bussab e Moretin (2010) e em Magalhães e Lima (2011). 2. Fundamentação teórica 2 Cadernos do IME – Série Estatística Mudanças Climáticas 2.1 Aquecimento global Aquecimento global, como o próprio nome já diz, é o aumento da temperatura terrestre. Este aumento acontece tanto por causas naturais como por interferência de atividades humanas. O chamado Efeito Estufa é um dos fatores que contribuem para a elevação da temperatura terrestre. Ele é um mecanismo de “ aprisionamento do calor proveniente do sol através do processo de radiação” (MENDONÇA, 2003), sendo este um efeito natural. Porém, ele vem se intensificando nos últimos tempos, por conta da emissão de determinados gases, e isso tem sido prejudicial ao planeta. Os gases do efeito estufa são: CO2, CH4, N2O e CFC. Queima de combustíveis fósseis, como em veículos automotores, queima de biomassa, fontes industriais, uso de aerossóis e refrigeradores antigos são exemplos de atividades que acabam por emitir alguns dos gases citados acima, com o consequente aumento da temperatura. A figura abaixo mostra as causas das Mudanças Climáticas. Figura1 – Causas das Mudanças Climáticas Fonte: Mendonça, 2003. 2.2 Chuvas Os índices pluviométricos podem ser afetados de duas maneiras. Uma é a intensificação das chuvas, causando problemas como enchentes e desabamentos. Outra é a redução das chuvas causando secas, redução dos níveis de umidade do ar e consequentes doenças respiratórias. 3 Cadernos do IME – Série Estatística Leite Estes dois casos podem não ocorrer isoladamente, pois períodos de intensas chuvas podem ser intercalados por longos períodos de falta de chuva. 2.2.1 Enchentes Enchente nada mais é do que a inundação de determinado local. Ela acaba por trazer graves consequencias a população que vive no local afetado , como a perda material, mortes e transmissão de doenças. Segundo o site do Ambiente Brasil: “As enchentes aumentam a sua frequência e magnitude devido à ocupação do solo com superfícies impermeáveis e rede de condutos de escoamentos. O desenvolvimento urbano pode também produzir obstruções ao escoamento como aterros e pontes, drenagens inadequadas e obstruções ao escoamento junto a condutos e assoreamentos”. 2.2.2 Umidade do ar e doenças respiratorias A umidade do ar tem direta relação com os niveis de chuva. Quanto mais tempo sem chover, menor a umidade do ar. E quanto menor a umidade do ar, maior a incidência de doenças respiratórias, como rinite e asma. Segundo o G1, “A baixa umidade do ar resseca as vias aéreas e compromete a proteção natural do nariz (...) (deixando) o corpo mais vulnerável”. Além disso, a baixa umidade do ar “dificulta a dispersão de poluentes”, deixando aqueles que já têm alergia mais expostos a eles. 2.3 Parâmetros, estimadores e estimativa Por definição, segundo Bussab e Morettin (2010) , “um parâmetro é uma medida usada para descrever uma caracteristica da população.” Ainda segundo esses autores, um estimador é aquele que, baseado na amostra, estima o valor real do parâmetro; e estimativa é o valor obtido na amostra. Observe-se a figura a seguir: Figura 2 – Exemplos de parâmetros e estimadores Medida Parâmetro Estimador Média X = (X1+...Xn)/n Variância 2 S2 = 1/(n-1) (xi - x)2 4 Cadernos do IME – Série Estatística Mudanças Climáticas Fonte: Bussab, Morettin (2010) É considerado um bom estimador aquele que é não-viesado e consistente. “Definição: O estimador T é não viesado para (o parâmetro) se E(T)=, para todo . Proposição: Uma sequência {Tn} de estimadores de é consistente se a) lim n-> E(Tn) = b) lim n-> Var(Tn) = 0 ” (BUSSAB, MORETTIN, 2010) 2.4 Teorema Limite Central O Teorema Limite Central (TLC) diz que, para uma amostra (X1, X2, ..., Xn), se todos Xi, i = 0,...,n, forem independentes e para n grande (em geral maior que 20), a distribuição da média amostral será aproximadamente normal. Ou seja, X N(,2/n). Isso vale para X com qualquer distribuição. 2.5 T-Student Se tivermos X N(,2/n) e, ao fazer um teste de hipóteses, nos depararmos com 2 desconhecida, a média amostral seguirá uma distribuição T-student: X T(n-1) (,s2/n). 3 Metodologia 3.1 Teste de Hipóteses O Teste de Hipóteses é feito para testar se os dados obtidos são compatíveis ou não com uma determinada afirmação. Segundo Bussab e Morettin (2010), “O objetivo do teste estatístico de hipóteses é fornecer uma metodologia que nos permita verificar se os dados amostrais trazem evidencias que apoiem ou não uma hipótese (estatística) formulada”. Primeiramente, estabelecem-se duas hipóteses: a) Hipótese nula (H0): Hipótese contrária à alternativa. b) Hipótese alternativa (H1): Esta é a hipótese que queremos comprovar, ou seja, aquela que supomos verdadeira. 5 Cadernos do IME – Série Estatística Leite O segundo passo é decidir qual estimador será utilizado para testar as hipóteses estabelecidas e obter distribuição, média e desvio padrão deste. Temos dois tipos de erros no teste. São eles: a) Erro tipo I: probabilidade de rejeitar H0, dado que H0 é verdadeiro. b) Erro tipo II: probabilidade de aceitar H0, dado que H0 é falso. Assim, o terceiro passo é fixar , ou seja, a probabilidade de erro tipo I. Estabelecido , é possível realizar os cálculos e estabelecer uma região crítica (RC), assim como uma regra de decisão. Podemos escrever como = P(estimador E RC| H0 é verdadeiro). Assim, uma regra de decisão seria: Rejeitar H0 se o valor do estimador observado pertencer à região critica e aceitar caso contrário. É importante ressaltar que, se aceitarmos a hipótese nula, isso não quer dizer que ela é verdadeira. Isso só mostra que não há evidências para que possamos dizer o contrário. 4 Dados e análise 4.1 Temperatura 4.1.1 Temperatura média do final do século XX O gráfico abaixo mostra a temperatura média de São Paulo por mês em dois intervalos de tempo: de 1931 a 1960 e de 1961 a 1990. Figura 3: Gráfico de Temperatura Média X Mês Fonte: http://www.inmet.gov.br/ 6 Cadernos do IME – Série Estatística Mudanças Climáticas Observando a figura 3, percebe-se que os dois intervalos de tempo seguem o mesmo padrão, porém, a temperatura média de 1961-1990 é ligeiramente maior. Aproximando-se as temperaturas médias do gráfico, temos a seguinte tabela: Figura 4: Tabela com os dados da figura 3 Média – Mês 1931-1960 1960-1990 Janeiro 21,5 22 Fevereiro 21,5 22,5 Março 21 22 Abril 18,5 19,5 Maio 17 17,5 Junho 16 16,5 Julho 13 16 Agosto 16 17 Setembro 17 18 Outubro 18,5 19 Novembro 19 20 Dezembro 20 21 (1931-1960) 18,25 Variância – (1931-1960) 2,58052 (1960-1990) 19,25 (1960-1990) 2,2813 4.1.2 Estação 83781 São Paulo (Santana) – Gráficos de temperatura de janeiro de alguns anos 7 Cadernos do IME – Série Estatística Leite Figura 5: Temperatura de janeiro estação Santana Fonte: http://www.inmet.gov.br/ 4.1.3 Estação 83781 São Paulo (Santana) – Gráficos de temperatura de julho de alguns anos Figura 6: Temperatura de julho estação Santana Fonte: http://www.inmet.gov.br/ 8 Cadernos do IME – Série Estatística Mudanças Climáticas 4.2 Precipitação Figura 7: Evolução do total anual de chuvas na região metropolitana de São Paulo Fonte: http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/05/11/da-garoa-a-tempestade/ Através do gráfico e do ajuste linear feito, observa-se que o nível de chuva em São Paulo vem aumentando ao longo dos anos. De aproximadamente 1100mm em 1930, a quantidade de chuva passou a quase 1600mm em 2010. Porém, segundo a revista de pesquisa Fapesp (2012), “ A pluviosidade não apenas se intensificou como alterou seu padrão de ocorrência. Não está simplesmente chovendo um pouco mais a cada dia”, cresceu o número de dias com chuva forte ou moderada e diminuiu aqueles com chuva fraca. São Paulo vive em dois extremos: dias de muita chuva intercalados por um longo período sem ela. Também segundo a revista citada acima: “Elas (modelagens feitas pelo Centro de Ciência do Sistema Terrestre do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CCST-Inpe)) sinalizam que deverá ocorrer até o final deste século um aumento no número de dias com chuvas superiores a 10, 20, 30 e 50 mm, ou seja, praticamente em todas as faixas significativas de pluviosidade. Haverá apenas uma diminuição na quantidade de dias com chuvas muito fracas e possivelmente um aumento no número de dias secos.” 4.3 Umidade do ar 4.3.1 Final do século XX 9 Cadernos do IME – Série Estatística Leite Figura 8 – Gráfico de umidade X mês Fonte: http://www.inmet.gov.br/ Como não há dados no intervalo de tempo 1931-1960, vamos somente registrar os dados obtidos. 80 - 79 - 80 - 80 - 79 - 78 - 77 - 74 - 77 - 79 - 78 – 80 Média – 78,41 Variância – 1,7816 Referências BUSSAB, W. O.; MORETTIN, P.A. Estatística Básica. São Paulo: Editora Saraiva. 5ª. Edição, 2006. Intergovernmental Panel on Climate Change IPCC:2001a: Climate Change 2001: The Scientific BasisContribution of Working Group 1 to the IPCC Third Assessment Report. Cambridge Univ. Press. 2001. MAGALHÃES, M. N.; LIMA, A. C. P., Noções de Probabilidade e Estatística, 7ª edição, São Paulo: Edusp, 2011. MARENGO, J. A. Mudanças Climáticas Globais e Efeitos sobre a Biodiversidade: Caracterização do clima no Século XX e Cenários Climáticos no Brasil e na América do Sul para o Século XXI derivados dos Modelos Globais de Clima do IPCC, CPTEC/INPE, São Paulo, 2007. Sites pesquisados: 10 Cadernos do IME – Série Estatística Mudanças Climáticas <http://ambientes.ambientebrasil.com.br/agua/artigos_aguas_urbanas/enchentes_e_inundacoes.html> acessado em 14/10/2012. <http://www.inmet.gov.br> acessado em 14/10/2012. <http://g1.globo.com/bemestar/noticia/2012/08/baixa-umidade-do-ar-causa-doencas-respiratorias-eresseca-pele.html> acessado em 14/10/2012. <http://redeglobo.globo.com/globoecologia/noticia/2012/05/estudo-preve-consequencias-de-mudancasclimaticas-para-rj-e-sp.html> acessado em 14/10/2012. <http://revistapesquisa.fapesp.br/2012/05/11/da-garoa-a-tempestade/> acessado em 14/10/2012. <http://www.unit.br/mestrado/saudeambiente/leitura/Aquecimento%20global%20e%20saude%20.......pdf > acessado em 14/10/2012. COMENTÁRIOS: Seu trabalho já está bem adiantado! Como fundamentação teórica e corpus (dados e informações), está bom. Agora falta fazer a análise desses dados para comprovar sua hipótese e atingir seu objetivo, que é: “tratar das mudanças climáticas ocorridas no estado de São Paulo do final do século XX até os dias de hoje, para observar as consequências que essas acarretaram e projetar as possíveis influências no futuro.” Na conclusão, não se esqueça de responder ao objetivo. Dei uma simplificada nas referências, mas como você consultou muitos sites, acho melhor deixar assim. Faça o resumo e a parte final em inglês. Já pode me entregar a versão final direto! 11
