- Congresso Brasileiro de Meteorologia

INTERRELAÇÃO ENTRE PRECIPITAÇÃO E PARÂMETROS METEOROLÓGICOS PARA
PELOTAS – RS
Gruppelli, J.L.1; Araújo, N.2; Chapa, S.R.3
RESUMO: Utilizando médias mensais das variáveis meteorológicas durante o período de janeiro de
1961 a junho de 2003, foram calculadas as médias climatológicas e seus desvios padrões, e obtendo
uma descrição local da climatologia de Pelotas-RS. A variação de precipitação foi analisada através de
outras variáveis meteorológicas como umidade relativa, nebulosidade, pressão superfície, direção de
vento, radiação solar, insolação, temperatura e evaporação para cada estação do ano. Também foram
analisados os coeficientes de correlação de variação interanual de precipitação com as restantes
variáveis meteorológicas para inter-relacionar entre si.
ABSTRACT: Using the monthly mean data of various meteorological parameters for Pelotas-RS
during the period January 1961 and June 2003, the climatological means and standard deviations are
calculated to describe the local climate. The variation of precipitation is analyzed through the other
parameters such as relative humidity, cloud cover, surface pressure, wind direction, solar radiation,
insulation hours, temperature and evaporation data for each season. Correlation coefficients have also
been analyzed to to interrelate the interannual variation of precipitation with the other meteorological
parameters.
INTRODUÇÃO
Segundo Berlato (1983), utilizando o sistema de classificação climática de Köppen, o RS se
enquadra na zona temperada (C), tipo fundamental úmido (Cf) com duas variedades específicas:
subtropical (Cfa) e temperada (Cfb). A letra “C” designa clima temperado, isto é, a temperatura média
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Prof. Dr. do Departamento de Meteorologia. Faculdade de Meteorologia. UFPel. Pelotas, RS – CEP:96010 – 900. E-mail:
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do mês mais frio situa-se entre 18°C e –3°C. A letra “f” indica que não há mês com escassez de
precipitação. A letra “a” indica que no mês mais quente a temperatura média é igual ou acima de 22°C.
A letra “b” indica que no mês mais quente a temperatura média é inferior a 22ºC (Strahler, 1997). Os
sistemas sinóticos que atuam nessa região como, por exemplo, entradas de sistemas frontais e de
massas de ar, contribuem para uma marcada variabilidade espacial do clima do Sul do Brasil.
Para compreender o clima de um determinado local, é preciso estudar os diversos tipos de
tempo que costumam ocorrer durante vários anos seguidos. Tanto o “clima” como o “tempo” refere-se
aos mesmos fenômenos atmosféricos: a temperatura e a insolação, a pressão atmosférica, os ventos, a
umidade do ar e as precipitações (chuvas, neve, geada, orvalho e granizo). O importante é saber a
dinâmica atmosférica dessa área: as variações da temperatura, da umidade, da pressão atmosférica e o
porquê dessas oscilações.
Uma classificação aceita em climatologia é a de Köppen, considerada tradicional, a qual não
leva em consideração a dinâmica das massas de ar. O elemento mais importante para a explicação da
mudança no comportamento dos fenômenos atmosféricos são as massas de ar, pois estas constituem
volumes da atmosfera que têm algumas propriedades em comum em virtude da área em que se
localizam. Existem massas de ar polares, equatoriais, tropicais, oceânicas, continentais, entre outras,
que se movem continuamente. O encontro de duas massas de ar com diferentes temperaturas recebem o
nome de “frente”.
Massas de ar que atuam no Sul do Brasil e em Pelotas
O ar atmosférico está sempre em movimento, na forma de massa de ar ou de vento. Se uma
massa de ar possui características particulares de temperatura e umidade, torna-se responsável pelo
tempo, e, portanto pelo clima de uma área. Dependendo da estação do ano, as massas avançam para o
território brasileiro ou dele recuam. Seus avanços ou recuos é que vão determinar o clima.
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Massas
Características
Massa de ar Marítima Quente e úmida originária do Oceano Atlântico nas imediações do
Tropical (mT)
trópico de Capricórnio e exerce enorme influência sobre a parte
litorânea do Brasil.
Massa de ar Tropical Quente e seca, que se origina na depressão do Chaco, e abrange
Continental (cT)
uma área de atuação muito limitada, permanecendo em sua região
de origem durante quase todo o ano.
Massa
de
ar
Polar Fria e úmida, formam-se nas porções do Oceano Atlântico
Marítima (mP)
próximas à Patagônia. Atua mais no inverno quando entra no
Brasil como uma frente fria, provocando chuvas e queda de
temperatura.
MATERIAL E MÉTODOS
Neste trabalho foram utilizados dados mensais de nove variáveis meteorológicas, sendo elas:
precipitação (mm), temperatura média (°C), radiação solar (cal cm-2 dia-1), pressão (mb), evaporação
tanque classe A (mm), velocidade média do vento (m s-1), direção do vento, umidade relativa (%),
insolação (horas e décimos) e nebulosidade (0-10). As unidades das variáveis estão colocadas entre
parêntesis. Estes dados foram obtidos na estação agroclimatológica EMBRAPA-UFPel, Pelotas-RS. O
período de dados analisados foi de janeiro de 1961 a junho de 2003. A estação meteorológica está
situada na latitude de 31°52’, longitude de 52°21’e altura de 13 metros.
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Foram calculadas médias, desvio padrão, anomalias e correlações das variáveis meteorológicas,
para analisarmos a inter-relação entre precipitação e as outras variáveis e sua influência no clima para a
cidade de Pelotas - RS.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Pelotas tem clima do tipo Cfa, onde no mês mais frio a temperatura média é aproximadamente
12,5°C e no mês mais quente a temperatura média é aproximadamente 23,3°C. As variações tanto de
temperatura quanto de precipitação pluvial, estão associadas às massas de ar e sistemas frontais
oriundos das regiões continentais e marítimas mais ao sul do Estado.
A climatologia média mensal da temperatura apresenta um regime sazonal bem definido. Assim
como a temperatura, a evaporação também apresenta uma sazonalidade bem definida, ficando com
valor maior de evaporação no mês de dezembro (214,7mm) e menor valor de evaporação no mês de
junho (56,7mm). A precipitação por sua vez, não apresenta uma sazonalidade bem definida, ficando
julho o mês mais chuvoso (137,0mm) e maio o mês menos chuvoso (73,8mm) (Figura 1).
Temp
DEZ
0
NOV
0
OUT
5
SET
50
AGO
10
JUL
100
JUN
15
MAI
150
ABR
20
MAR
200
FEV
25
Temp. em °C
Evap
250
JAN
Precip. e Evap. em mm/mês
Precip
Figura 1. Média climatológica de temperatura, precipitação e evaporação tanque classe “A”
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A análise de desvio padrão (DP) para temperatura revela uma sazonalidade cujos valores
diminuem com o aumento da temperatura, sendo mínima no verão (dezembro a fevereiro) e maior no
outono e no início do inverno. Estes resultados indicam que o verão é a estação com menor variação
interanual da temperatura, enquanto que o outono e inverno estão mais sujeitos a desvios da
temperatura quanto ao seu valor característico. Relação com a sazonalidade também é encontrada para
a variação interanual da evaporação, em proporcionalidade com os valores mensais, sendo maior no
verão e menor no inverno. Por não ter uma sazonalidade bem definida, a precipitação apresenta desvio
padrão irregular, tendo seu desvio padrão maior no mês de fevereiro e menor em maio(Figura2).
Temp
2
100
1,5
80
1
60
0,5
40
Temp. em °C
Evap
120
0
20
DEZ
NOV
OUT
SET
AGO
JUL
-0,5
JUN
ABR
MAR
FEV
JAN
0
MAI
Precip. e Evap. em mm/mês
Precip
Figura 2. Desvio Padrão da temperatura, precipitação e evaporação tanque classe A.
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O ciclo anual da nebulosidade média mensal apresenta semelhança com o regime de
precipitação com menores valores no outono e maiores na primavera. Entretanto, a amplitude de
variação é pequena, com os valores mensais situando-se na faixa de 5 á 7 por 10, que indica uma
característica de clima nebuloso. O inverno é mais nublado e outono é menos nublado. Um ciclo
sazonal associado às estações do ano é observado também na climatologia mensal da umidade relativa
do ar. Observa-se pelos valores de umidade relativa estão sempre acima de 75%, tratando-se, portanto
de um clima úmido com o valor máximo alcançando 85% em julho. Os menores valores de umidade
relativa são encontrados em novembro-dezembro, período em que a precipitação mensal apresenta um
mínimo secundário (Figura 3).
Umidade
Nebulos.
7
84
82
80
6
78
76
DEZ
NOV
OUT
SET
AGO
JUL
JUN
MAI
ABR
MAR
FEV
5
JAN
74
Nebulosidade (0-10)
Umidade Relativa (%)
86
Figura 3. Média climatológica umidade relativa do ar e nebulosidade.
Comparando o ciclo anual de nebulosidade e umidade relativa, podemos observar que durante a
transição do verão para outono a umidade relativa aumenta, mas a nebulosidade diminui. Porem,
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durante a transição do inverno para primavera, a umidade relativa diminui, mas nebulosidade se
manteve alta mesma. Isso acontece porque na transição para o outono a instabilidade é menor que
durante a transição para a primavera. No desvio padrão da umidade e nebulosidade, podemos observar
que não há uma sazonalidade bem definida (figura 4).
Umidade
Nebulos.
4,0
1,1
1,1
Umidade
1,0
0,9
3,0
0,9
0,8
0,8
2,5
Nebulosidade
1,0
3,5
0,7
0,7
DEZ
NOV
OUT
SET
AGO
JUL
JUN
MAI
ABR
MAR
FEV
0,6
JAN
2,0
Figura 4. Desvio Padrão da umidade relativa do ar e nebulosidade.
A climatologia da magnitude média mensal do vento também apresenta um ciclo anual definido,
porém defasado em torno de 3 a 4 meses com relação a sazonalidade demarcada pelas estações do ano.
Este atraso está relacionado com variações sazonais no aquecimento diferencial entre continentes e
oceanos. Já a climatologia da pressão atmosférica varia bem entre verão e inverno, pois ela está
inversamente relacionada com a temperatura, ficando com pressão mínima no mês de janeiro e máxima
em julho em decorrência da entrada de anticiclones frios nesta época (Figura5). As frentes frias são
mais vigorosas e freqüentes no inverno que no verão.
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4,3
4,1
3,9
3,7
3,5
3,3
3,1
2,9
2,7
2,5
1017
1016
1015
1014
DEZ
NOV
OUT
SET
AGO
JUL
JUN
MAI
ABR
MAR
FEV
1013
1012
1011
Velocida do Vento (m/s)
Vento
1019
1018
JAN
Pressão Barométrica (mb)
Pressão
Figura 5. Média climatológica da pressão barométrica e velocidade do vento
A pressão barométrica não possui uma sazonalidade bem definida, oscilando muito entre verão
e inverno, tendo seu desvio padrão maior no mês de abril e o menor no mês de fevereiro. Na velocidade
do vento não há um desvio padrão muito grande no período verão e inverno, caracterizando assim o
clima de Pelotas com pouca variação de vento durante todo o ano (Figura6).
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Vento
0,9
2,0
0,6
DEZ
0,3
NOV
SET
AGO
JUL
JUN
MAI
ABR
MAR
FEV
JAN
1,5
Velocida do Vento (m/s)
1,2
2,5
OUT
Pressão Barométrica (mb)
Pressão
Figura 6. Desvio padrão da pressão barométrica e velocidade do vento
Um padrão sazonal é observado na climatologia da radiação solar mensal e com alguma
irregularidade na climatologia da insolação mensal, apresentando uma maior insolação e radiação no
período do verão e uma menor no período do inverno, devido à declinação sazonal do sol, cujas
variáveis são moduladas por este fator (Figura7). As variações de radiação solar e insolação são
diretamente relacionadas com a nebulosidade.
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300
500
260
400
220
300
180
200
DEZ
NOV
OUT
SET
AGO
JUL
JUN
MAI
100
ABR
0
MAR
140
FEV
100
Insolação Horas/mês
Insol.
600
JAN
Radiação Solar (cal/cm².dia)
Radi
Figura 7. Média climatológica da radiação solar e insolação.
Os desvios padrões da insolação e da radiação solar estão relacionados com a nebulosidade. No
outono os maiores valores de desvios padrões de insolação e da radiação solar correspondem a valores
menores de DP de nebulosidade, sendo o inverso observado nos meses de fevereiro e setembro. Os
valores de DP da radiação solar mostram que a variação interanual acompanha a sazonalidade da média
mensal em proporção à magnitude, sendo maiores no verão e menores no outono e no início do
inverno. Exceção ocorre no bimestre novembro-dezembro onde a variação não cresce na mesma
proporção da média mensal. No mesmo sentido, a análise para insolação também revela uma tendência
a sazonalidade, porém mais irregular, onde o máximo de variação interanual ocorre apenas para o
bimestre janeiro-fevereiro, enquanto que os menores valores tendem para época de menor insolação
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(mínimo de maio a julho). Particularmente, os meses de novembro, dezembro e março, com elevada
insolação, apresentam menor variação interanual, contrastando com janeiro e fevereiro (Figura8).
0
20
DEZ
25
NOV
10
OUT
30
SET
20
AGO
35
JUL
30
JUN
40
MAI
40
ABR
45
MAR
50
FEV
50
Insolação Horas/mês
Insol.
60
JAN
Radiação Solar (cal/cm².dia)
Radi
Figura 8. Desvio padrão da radiação solar e insolação.
A tabela 1 mostra as freqüências de direção de vento predominante na cidade de Pelotas-RS, nas
quatro estações do ano. No verão (DJF) as direções predominante do vento são de NE e E, ocasionando
muita chuva neste período, devido aos ciclones e anticiclones do Oceano Atlântico que trazem grande
quantidade de vapor d’água para a região de Pelotas. No outono os ventos predominantes são de NE e
SW. Os ventos de SW começam a intensificar-se trazendo as frentes de latitudes mais altas. Neste
período os ventos de E começam a perder força, enfraquecendo o anticiclone do Oceano Atlântico e
consequentemente diminuindo a entrada de umidade.
No inverno as direções de vento predominantes são de NE e SW. Os ventos de SW estão bem
intensos, e são eles que ocasionam grande parte das chuvas neste período. Os ventos de NE também
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são predominantes nesta estação, fazendo com que os ciclones do Oceano Atlântico tragam bastante
umidade para a região de Pelotas. Na primavera a freqüência de ocorrência de vento de SW diminuem,
assim como a freqüência de frentes frias, ocasionando a diminuição da precipitação que no inverno. Os
ventos predominante neste período são de NE e E, intensificando assim o anticiclone do Oceano
Atlântico.
JAN FEV MAR ABR MAI JUN JUL AGO SET OUT NOV DEZ
N
0
0
0
0
0
0
0
1
1
0
0
0
NE
20
11
17
16
13
13
26
25
22
19
18
18
E
20
14
17
8
2
1
1
5
8
16
15
18
SE
1
1
0
0
0
0
0
2
0
0
2
0
S
0
1
1
2
0
1
1
0
2
1
1
2
SW
0
4
5
14
19
21
12
7
6
3
4
0
W
0
0
0
0
6
4
1
0
0
0
0
1
NW
0
0
0
0
0
1
0
0
0
0
0
0
Total
41
41
40
40
40
41
41
40
39
39
40
39
Tabela 1. A freqüência das ocorrências de direção predominante do vento para Pelotas-RS.
A tabela 2 mostra os coeficientes de correlação entre precipitação e as outras variáveis
meteorológicas. A precipitação está diretamente relacionada com a umidade relativa, pois quando
chove mais há maior umidade e vice-versa. Em relação à pressão, radiação e insolação, a precipitação
está inversamente relacionada, pois em períodos chuvosos a pressão tenderá a diminuir assim como a
radiação e a insolação.
Não podemos dizer, com exatidão, que a precipitação está relacionada com a temperatura, pois
de acordo com a tabela 2 apenas no mês de dezembro a precipitação e temperatura estiveram
inversamente relacionadas. Caso semelhante é visto nas variáveis de evaporação nebulosidade e vento,
não havendo, assim, uma correlação bem definida com estas variáveis.
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Temp.
Radia.
Pressão
Evap.
Vento
Umid.
Insol.
Nebul.
JAN
014
-0,70
-0,27
-0,65
-0,41
0,51
-0,71
-0,65
FEV
0,11
-0,60
-0,04
-0,55
0,10
0,61
-0,70
-0,55
MAR
0,21
-0,56
-0,18
-0,47
-0,15
0,38
-0,68
-0,47
ABR
0,24
-0,54
-0,40
-0,25
0,38
0,55
-0,58
-0,25
MAI
0,32
-0,47
-0,25
0,11
0,35
0,29
-0,42
0,11
JUN
0,37
-0,58
-0,30
-0,02
0,43
0,50
-0,35
-0,02
JUL
0,46
-0,60
-0,47
-0,29
0,24
0,28
-0,21
0,47
AGO
0,03
-0,46
-0,38
-0,20
0,00
0,49
-0,45
0,37
SET
0,04
-0,35
-0,09
-0,05
0,10
0,32
-0,35
0,44
OUT
0,32
-0,44
-0,26
-0,42
0,02
0,47
-0,49
0,47
NOV
0,21
-0,55
-0,41
-0,23
0,00
0,55
-0,56
0,29
DEZ
-0,23
-0,51
-0,20
-0,38
0,05
0,55
-0,56
0,45
Tabela2. Coeficientes de correlação entre precipitação e outras variáveis meteorológicas.
CONCLUSÃO
O clima local de Pelotas foi analisado através de dados meteorológicos fornecidos pela
EMBRAPA-UFPel utilizando os dados de 43 anos. Através de analises de coeficientes de correlação de
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variação interanual das variáveis podemos concluir que a precipitação em Pelotas depende de direção
do vento e freqüência das frentes atuando na região.
BIBLIOGRAFIA
WEYKAMP, P. V., F. Z. LOPES, D. S. CALEARO e S. R. CHAPA, 2003: Relação entre temperatura
e precipitação no inverno dos anos 1995 e 1996 no Rio Grande do Sul. In: XII Congresso de Iniciação
Científica e V Encontro de Pós-Graduação, Pelotas-RS.
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Nino Oscilação Sul. Dissertação de Mestrado, Pelotas, 94f., Dissertação de Mestrado, Faculdade de
Meteorologia, Universidade Federal de Pelotas, Pelotas, 2003.
1
Aluno do Curso de Graduação em Meteorologia, UFPel. Campus Universitário. Pelotas, RS – CEP:96010 – 900. E-mail:
[email protected].
2
Aluna do Curso de Graduação em Meteorologia, UFPel. Campus Universitário. Pelotas, RS – CEP:96010 – 900. E-mail:
[email protected].
3
Prof. Dr. do Departamento de Meteorologia. Faculdade de Meteorologia. UFPel. Pelotas, RS – CEP:96010 – 900. E-mail:
[email protected]