trabalho - ABClima

VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA:
Implicações Ecossistêmicas e Sociais
de 25 a 29 de outubro de 2016
Goiânia (GO)/UFG
ANOMALIAS DE TSM DOS OCEANOS PACÍFICO E ATLÂNTICO E SUA
RELAÇÃO COM A PLUVIOMETRIA EM CABROBÓ/PE
JOSELMA ARAÚJO DE LUCENA1
RANYÉRE SILVA NÓBREGA2
LUCAS SUASSUNA DE A. WANDERLEY3
RESUMO: O trabalho objetivou investigar a relação existente entre os índices de anomalia
de TSM do Oceano Pacífico tropical, do Oceano Atlântico tropical e a precipitação
pluviométrica observada em Cabrobó no sertão pernambucano, região esta, amplamente
conhecida pelos seus reduzidos índices pluviométricos. Foram utilizados dados do período
de 1982 a 2015, e analisaram-se, quantitativamente, como os episódios anômalos de TSM
tendem a influenciar nos totais pluviométricos da região. Os resultados mostraram uma
acentuada variabilidade pluviométrica na região, apontando uma relação mais significativa
com o oceano Pacífico na região do NINO4. Verificou-se também que as anomalias de TSM
no oceano Pacífico podem atuar de maneira construtiva ou desconstrutiva na intensidade do
período chuvoso em associação às ATSMs do oceano Atlântico tropical.
Palavras-chave: ENOS; Dipolo do Atlântico; Pluviometria, Cabrobó/PE.
ABSTRACT: The study aimed to investigate the relationship between SST anomaly indices
of the tropical Pacific Ocean, the tropical Atlantic Ocean and rainfall observed in Cabrobo in
Pernambuco hinterland, this region, widely known for its reduced rainfall. Data were used
1982-2015 period, and analyzed quantitatively as anomalous episodes of SST tend to
influence the total rainfall in the region. The results showed a marked rainfall variability in the
region, indicating a more significant relationship with the Pacific Ocean in NINO4 region. It
was also found that the SST anomalies in the Pacific Ocean may act in a constructive or
deconstructive way in the intensity of the rainy season in association with SSTAs the tropical
Atlantic Ocean.
Key words: ENSO; Dipole Atlantic; rainfall; Cabrobo/PE.
1
Acadêmica do programa de pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Pernambuco.
Email para contato:[email protected]
2 Docente do programa de pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Pernambuco.
Email para contato:[email protected]
3 Acadêmico do programa de pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Pernambuco.
Email para contato: [email protected]
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1 – Introdução
A climatologia do Nordeste do Brasileiro (NEB) é marcada pela acentuada
variabilidade na precipitação pluviométrica e diversos estudos indicam a influência das
anomalias de temperatura na superfície do mar (ATSMs) nos oceanos Pacífico e Atlântico
tropicais sobre clima da região. Nesse sentido, a ocorrência do fenômeno ENOS, no oceano
Pacífico Tropical é um dos padrões de teleconexão termodinâmicos (interação oceanoatmosfera) importante, em escala global, por ser considerado uma das causas da
variabilidade climática em diversas regiões do globo (MOLION; BERNARDO, 2002;
MOLION, 2005; ARAÚJO et al. 2013; TEIXEIRA; MARTIN-VIDE, 2013; RUSSELL;
GNANADESIKAN, 2014).
Considera-se que mudanças na atmosfera próxima à superfície do oceano Pacífico
Tropical, com o enfraquecimento dos ventos alísios (que sopram de leste para oeste) na
região equatorial, juntamente com o aquecimento do oceano, provocam mudanças da
circulação da atmosfera nos níveis baixos e altos, o que determina mudanças nos padrões
de transporte de umidade e, portanto, variações na distribuição das chuvas em regiões
tropicais e de latitudes médias e altas (ANDREOLI; KAYANO, 2005; CHECHI; SANCHES,
2013).
A variação anômala da pressão atmosférica tropical, de acordo com a mudança de
fase do fenômeno ENOS, considerada como Oscilação Sul, atua como uma resposta aérea
ao fenômeno, associada com a mudança na circulação geral da Atmosfera (NÓBREGA E
SANTIAGO, 2014). Quando há a configuração do ENOS em sua fase positiva, a pressão
atmosférica tende a valores mais baixos no Pacífico e valores mais altos em outras áreas da
região tropical, o que influencia na ocorrência e distribuição da precipitação.
Ferreira e Mello (2005) explicam que durante a ocorrência do fenômeno ENOS, em
sua fase positiva (El Niño), ou seja, presença de águas superficiais mais aquecidas na
região centro-leste do Pacífico equatorial, em associação com o dipolo4 positivo do Atlântico,
são responsáveis pela redução das chuvas na parte norte do Nordeste brasileiro-NEB. Por
outro lado, em sua fase negativa (La Niña), resfriamento anômalo das águas do oceano
Pacífico, associado ao dipolo negativo do Atlântico, é normalmente responsável por anos
chuvosos na região.
4Dipolo
do Atlântico: diferença entre a anomalia da Temperatura da Superfície do Mar-TSM na Bacia
do Oceano Atlântico Norte e Oceano Atlântico Sul.
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Nóbrega e Santiago (2014) evidenciaram a influência das anomalias da Temperatura
da Superfície do Mar (TSM) do oceano Pacífico Tropical e do oceano Atlântico Tropical
Norte e Sul nos níveis pluviométricos do NEB. Destacaram ainda que a diferença da
Temperatura da Superfície do Atlântico Tropical Norte e Sul provoca movimentos
descendentes de ar ou ascendentes que interferem na precipitação da região. Essa
variabilidade termodinâmica influencia a posição latitudinal da ZCIT, e por esta razão, é
determinante na qualidade do período chuvoso sobre a região.
Embora a ocorrência da variabilidade da precipitação pluviométrica no Nordeste do
Brasil seja associada a mecanismos de escala global como o fenômeno ENOS no oceano
Pacífico Tropical (FERREIRA; MELO, 2005; CARVALHO et al, 2013), segundo Reboita e
Santos (2014), nem sempre na ocorrência de El Niño há déficit de precipitação nas regiões
Norte e Nordeste do Brasil, pois a influência das anomalias de TSM do Atlântico Tropical se
acopla ao efeito das anomalias de TSM do Pacífico Tropical, interferindo nas anomalias de
precipitação sobre essas regiões.
Entretanto, há séculos, os longos períodos de estiagens vêm prejudicando a
economia e a vida da população na porção semiárida do NEB. Nesta perspectiva, o
presente trabalho tem por objetivo correlacionar as anomalias de temperatura da superfície
do mar no oceano Pacífico Tropical e do oceano Atlântico Tropical com a precipitação
pluviométrica em Cabrobó no sertão do estado de Pernambuco, no período de 1982 a 2015,
gerando informações úteis à previsão climática e ao planejamento das atividades antrópicas.
2 – Material e métodos
O Núcleo de Desertificação de Cabrobó, figura 01, localiza-se no Sertão do estado
de Pernambuco, na mesorregião do São Francisco Pernambucano.
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Figura 01: Núcleo de Desertificação de Cabrobó/PE
Autor: Joselma Araújo de Lucena
O Núcleo insere-se em ambiente de clima semiárido com acentuada variabilidade
pluviométrica interanual e chuvas mal distribuídas no tempo e no espaço, concentradas
principalmente no verão e início do outono. A alta pressão atmosférica, elevadas
temperaturas e baixa umidade relativa do ar caracterizam o clima da região.
Para realização da referida pesquisa, foram utilizados dados de precipitação
pluviométrica coletados em superfície, do período de 34 anos (1982 a 2015), da estação
meteorológica do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET e da Superintendência de
Desenvolvimento do Nordeste – SUDENE para o município de Cabrobó/PE. Também foram
utilizados dados fornecidos pelo Climate Prediction Center – CPC, centro pertencente ao
NCEP (National Centers for Environmental Prediction), para os outros municípios que
compõem o Núcleo de Desertificação, com o objetivo de verificar a distribuição espacial das
correlações.
A análise da precipitação global baseada em pluviômetros do CPC é um conjunto de
produtos de precipitação, combinando todas as fontes de informação disponíveis de
medidas em estações de superfície. Estes dados em ponto de grade possui uma resolução
espacial de 0,5 x 0,5 graus de latitude e longitude, respectivamente, para todo o globo. Os
dados de ATSM, do oceano Pacífico Tropical, referentes ao NINO3, NINO4 e NINO3.4, e do
oceano Atlântico Tropical, são provenientes do Climate Prediction Center – CPC.
Após a devida coleta dos dados, a primeira etapa do estudo consistiu em calcular o
Índice de Anomalia de Chuva (IAC) para o período chuvoso da região (janeiro-abril). Com o
IAC é possível identificar a variabilidade das chuvas em relação à condição normal de
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precipitação da região estudada de acordo com Silva (2011), e tem sido utilizado para se
avaliar o comportamento das precipitações em relação à influência do fenômeno ENOS e
outras oscilações (CHECHI, SANCHES; 2013).
Nessa perspectiva o IAC foi realizado por meio das equações 1, para anomalias
positivas que são valores acima da média e 2, para anomalias negativas que são valores
abaixo da média, com base na metodologia proposta por Rooy (1965), adaptada por Freitas(
2004 e 2005).
IAC
Em que,
equação 1,
= precipitação anual (mm),
IAC
equação 2,
= precipitação média anual da série (mm),
média das 10 maiores precipitações anuais da série (mm), e
=
= média das 10 menores
precipitações anuais da série (mm).
Posteriormente, o IAC foi correlacionado a série histórica de anomalias de TSM dos
Oceanos Pacífico tropical e Atlântico tropical. O coeficiente de correlação linear de Pearson
mede a intensidade com que se manifesta uma relação linear entre duas variáveis aleatórias
X e Y, sendo um número adimensional, que varia entre -1 e 1. Valores positivos indicam a
tendência de uma variável aleatória aumentar quando a outra aumenta. Quando negativo,
valores altos de uma variável estão associados a valores baixos da outra (RIBEIRO
JÚNIOR, 2013). Considerando duas variáveis aleatórias x e y de tamanho n com médias x1
e y1 respectivamente. O coeficiente de correlação de Pearson entre essas variáveis pode
ser calculado por:
Em seguida, foi realizada a distribuição espacial das correlações, por meio de mapas
elaborados utilizando o software ArcGis 10.2. A técnica estatística espacial empregada foi a
Interpolação através do Inverso Ponderado da Distância (Inverse Distance Weighting –
IDW), que estima valores para pontos desconhecidos a partir da soma ponderada dos
valores de N pontos conhecidos, tendo sido selecionado por não estimar dados maiores ou
menores que os dados originais (LANDIM, 2000), o IDW é definido na equação seguinte:
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Onde Z é o valor interpolado para o nó da grade, Zi é o valor do ponto amostrado
vizinho ao nó, hij é a distância entre o nó da grade, β é o expoente de ponderação e n o
número de pontos amostrados utilizados.
Por fim, foi realizado o teste de tendência proposto por Mann-Kendall para as
anomalias de TSM dos oceanos Pacífico tropical e Atlântico tropical, para o período de
janeiro-abril da série temporal. O teste de Mann-Kendall tem sido amplamente utilizado pela
climatologia e recomendado pela Organização Mundial de Meteorologia para verificar se os
valores de determinada série temporal tendem a aumentar ou diminuir com o tempo. Com
este teste é possível constatar se as anomalias de TSM encontram-se em decadência ou
ascendência e se o resultado pode influenciar os índices pluviométricos na região estudada.
3 – Resultados e Discussão
Os resultados a seguir mostram a distribuição média mensal das chuvas e a
tendência linear para o período chuvoso (janeiro-abril), as correlações entre os dados de
anomalias de TSM dos oceanos Pacífico tropical e Atlântico tropical com Índice de Anomalia
de Chuva, as tendências das anomalias de TSM dos oceanos Pacífico tropical e Atlântico
Tropical.
Como pode ser observado no gráfico 01, evidencia-se a concentração das chuvas
nos meses de janeiro a abril, com as primeiras chuvas iniciando em dezembro, enquanto
que o longo período de maio a novembro é caracterizado pela estiagem. Para os totais
pluviométricos de Cabrobó, no período chuvoso, ao longo dos anos estudados, constatou-se
que há uma tendência negativa na série, ou seja, segundo o teste, os valores de
precipitação (gráfico 02) estão diminuindo ao longo do tempo.
Gráfico 01: Distribuição média mensal das chuvas em Cabrobó/PE
Fonte: INMET e SUDENE
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Gráfico 02: Tendência dos totais pluviométricos no período chuvoso para Cabrobó/PE
Fonte: INMET e SUDENE
De acordo com o cálculo do Índice de Anomalias de Chuva (IAC) nos dados da série,
observou-se que a sua classificação variou de extremamente chuvoso a extremamente
seco. Por sua vez, classificados com extremamente úmidos (IAC > 4) e muito úmidos (2 <
IAC < 4) estão os anos de 1985, 1989, 2004, 2008 e 2009. Nesses anos úmidos as
anomalias de TSM no Atlântico e no Pacífico se apresentaram negativas, com exceção do
ano 2004 que se apresentaram positivas. Já os anos classificados como extremamente seco
(IAC < -4) e muito seco (-4 ˂ IAC ˂ -2) estão os anos de 1982, 1990, 1993, 1998, 2001,
2013, 2014 e 2015. Para esses anos as anomalias de TSM se apresentaram positivas, com
exceção do ano 2001 que as anomalias de TSM tanto no Atlântico como no Pacífico se
apresentaram negativas, no ano de 2013 no Pacífico se apresentaram negativas, mas no
atlântico positivas, e no ano 2015 que anomalias de TSM no atlântico se apresentaram
negativas.
Para melhor compreensão da relação das anomalias de TSM com o Índice de
Anomalia de Chuva, do período chuvoso, foram calculadas as correlações nos dados da
série. Foram encontradas correlações entre o Dipolo do Atlântico e o IAC com coeficiente de
-0,26 (figura 02), entre o NINO3 e o IAC com coeficiente de -0,32 (figura 03), o NINO4 e o
IAC com coeficiente -0,34 (figura 04), e entre o NINO3.4 e o IAC (figura 05) com coeficiente
de -0,33, todos significantes a 95% de confiança. Por se apresentarem negativos, os valores
de uma variável estão associados a valores inversamente proporcionais da outra variável,
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ou seja, se os valores negativos das correlações aumentam e se aproximam de -1, as
precipitações tendem a diminuir sobre a área de estudo.
Figura 02: Correlação Dipolo x IAC em Cabrobó/PE
Figura 03: Correlação NINO3 x IAC em Cabrobó/PE
Figura 04: Correlação NINO4 x IAC em Cabrobó/PE
Figura 05: Correlação NINO3.4 x IAC em Cabrobó/PE
Nos testes de tendência para as anomalias de TSM do Atlântico ao longo dos anos
estudados, no período de janeiro-abril, constatou-se que há uma tendência positiva na série,
ou seja, segundo o teste, os valores de TSM (gráfico 03) estão aumentando ao longo do
tempo. Por outro lado, os dados referentes às anomalias de TSM do Pacífico região do
NINO3 (gráfico 04), NINO4 (gráfico 05) e NINO3.4 (gráfico 06) apontam que há uma
tendência negativa na série, ou seja, segundo o teste, os valores de TSM estão diminuindo
ao longo do tempo.
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Gráfico 03: Tendência das anomalias de TSM do Atlântico (Dipolo)
Fonte: CPC
Gráfico 04: Tendência das anomalias de TSM do NINO3
Fonte: CPC
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Gráfico 05: Tendência das anomalias de TSM do NINO4
Fonte: CPC
Gráfico 06: Tendência das anomalias de TSM do NINO3.4
Fonte: CPC
Como observado no gráfico 03, verifica-se uma tendência positiva, enquanto que nos
gráficos 04, 05 e 06 verificam-se uma tendência negativa. Esse resultado do ponto de vista
meteorológico é otimista, pois se deduz que há tendência de aumento de precipitação em
Cabrobó considerando a tendência negativa das anomalias de TSM do oceano Pacífico
Tropical, devido sua correlação negativa. Porém, isso não quer dizer que arritmias climáticas
não poderão ocorrer, e sim uma evidência que os índices positivos de TSM podem ocorrer
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com menor intensidade, no período chuvoso para a região estudada. Vale lembrar também
que os sistemas atmosféricos regionais favorecem ou inibem os índices pluviométricos.
Segundo Kayano e Andreoli (2009) o fenômeno responsável por perturbação
atmosférica que interfere nas variações interanuais de precipitação no NEB é o El NiñoOscilação Sul (ENOS), resultante de anomalias positivas nos valores da Temperatura da
Superfície do Mar (TSM) no oceano Pacífico Tropical, associados a sistemas dinâmicos da
circulação atmosférica. Conforme Ferreira e Mello (2005) os sistemas atmosféricos atuantes
de pequena, meso e grande escala que influenciam o tempo e o clima na região Nordeste
do Brasil são Zona de Convergência Intertropical – ZCIT, Frente Fria, Vórtice Ciclônico de
Altos Níveis, Linhas de Instabilidade, Complexos Convectivos de Mesoescala, Ondas de
Leste, Brisa Marítima e Brisa Terrestre.
Desse modo, torna-se relevante destacar a influência das teleconexões oceânicas e
atmosféricas para a distribuição dos índices pluviométricos. De acordo com Kayano e
Capistrano (2013) as relações da Oscilação Multidecadal do Atlântico (AMO) e o El NiñoOscilação Sul (ENOS) exercem influência sobre a precipitação no continente sul-americano.
Anomalias de precipitação relacionadas com o ENOS sobre a América do Sul mostram
correlação significativa quando ENOS e AMO estão na mesma fase. Os El Niños associados
à mesma fase que o AMO são, em geral, mais fortes do que aqueles na fase fria da AMO.
As anomalias negativas de TSM no Atlântico equatorial reforçam o evento La Niña no
Pacífico tropical através de uma anômala circulação de Walker. As consequências
relacionadas com o ENOS nas anomalias de precipitação na América do Sul são mais
intensas com a ligação entre a variabilidade dos oceanos tropicais do Atlântico e do
Pacífico.
4 – Considerações Finais
Com os resultados obtidos verificou-se uma acentuada variabilidade pluviométrica
na região, com uma relação mais significativa com o oceano Pacífico Tropical na região do
NINO4. Verificou-se também que as anomalias de TSM no oceano Pacífico podem atuar de
maneira construtiva ou desconstrutiva na intensidade do período chuvoso em associação às
ATSMs do oceano Atlântico tropical. Contudo, obtiveram-se relevantes informações sobre o
regime pluviométrico da área em estudo, enfatizando-se a influência dos sistemas
atmosféricos e oceânicos na sua distribuição temporal e espacial, gerando informações
importantes à previsão climática e ao planejamento das atividades antrópicas.
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