variabilidade sazonal da precipitação na bacia do rio do

A DIVERSIDADE DA GEOGRAFIA BRASILEIRA: ESCALAS E DIMENSÕES DA ANÁLISE E DA AÇÃO
DE 9 A 12 DE OUTUBRO
VARIABILIDADE SAZONAL DA PRECIPITAÇÃO NA BACIA DO RIO
DO PEIXE (SC) E SUA RELAÇÃO COM O ENOS E A ODP
KÁTIA SPINELLI1
MAGALY MENDONÇA2
RESUMO
O objetivo dessa pesquisa é analisar a variabilidade da precipitação sazonal na bacia do Rio do
Peixe, e a influencia do El Niño Oscilação Sul (ENOS) e da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP).
Para tal foram utilizados dados mensais de precipitação, no período de 1947 a 2009, de seis
estações meteorológicas presentes na área de estudos. A influência do ENOS e da ODP sobre o
regime de chuva foi verificada através da análise de variância (ANOVA). A partir disso, constatou-se
que a influencia do ENOS na variabilidade da chuva ocorreu somente durante a primavera. Quanto a
ODP, verificou-se que o fenômeno influência significativamente a variabilidade da precipitação
durante a primavera, verão e outono. Sendo que durante a fase fria da ODP houve uma redução da
precipitação, ocorrendo ao contrário durante a fase quente.
PALAVRAS-CHAVE: Precipitação, El Niño, ODP.
ABSTRACT
The purpose of this research is to analyze the variability of the precipitation of the seasonal rainfall in
the Rio do Peixe basin, and the influence of El Niño Southern Oscillation (ENSO) and Pacific Decadal
Oscillation (PDO). For this, monthly precipitation data were used, to 1947 until 2009, six weather
stations present in the study area. The influence of ENSO and PDO on the rain regime was verified by
analysis of variance (ANOVA). From this, it was found that the influence of ENSO variability in the rain
occurred only during the spring. As the PDO, it was found that the phenomenon significantly influence
the variability of precipitation during the spring, summer and fall. And during the cold phase of PDO
there was a reduction in precipitation, occurring over during the warm phase.
KEYWORDS: Precipitation, El Niño, PDO.
1 – Introdução
A bacia do Rio do Peixe se localiza no oeste catarinense e dentre outras
regiões do estado também é atingida por eventos extremos de precipitação que
podem ocasionar desastres naturais como as inundações e estiagens. A figura 1
mostra a localização da área de estudos. De acordo com Lindner (2007), no período
de 1972 a 2006 foram registrados 94 inundações e 229 estiagens nos municípios
que pertencem à bacia do Rio do Peixe. Torna-se, assim, importante a compreensão
1
Doutoranda do Programa de Pós-graduação em Geografia na Universidade Federal de Santa Catarina. E-mail:
[email protected]
2
Docente do Programa de Pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Santa Catarina. E-mail:
[email protected]
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do regime pluviométrico e dos principais sistemas atmosféricos que favorecem a
variabilidade da precipitação.
Figura 1 – Localização da Bacia Rio do Peixe. Fonte: SPINELLI, 2012.
O estado catarinense situa-se sob um clima subtropical úmido, com índices
médios pluviométricos sazonais superiores a 251 mm mensais e anualmente atinge
cerca de 1250 a 2000 mm (MENDONÇA; DANNI-OLIVEIRA, 2007). A dinâmica
regional da atmosfera condiciona o regime de chuva na bacia Rio do Peixe, com a
passagem de frentes frias, atuação das massas de ar, das correntes de jatos, de
bloqueios atmosféricos, entre outros (SPINELLI, 2012). Além disso, a variabilidade
de baixa frequência também pode interferir nas condições pluviométricas, como o El
Niño Oscilação Sul (ENOS) e a Oscilação Decadal do Pacífico (ODP).
Portanto, o objetivo dessa pesquisa é analisar a variabilidade da precipitação
sazonal na bacia do Rio do Peixe e a influencia do El Niño Oscilação Sul (ENOS) e
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da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP). Busca-se uma melhor compreensão das
situações atmosféricas que podem condicionar extremos de precipitação e desastres
naturais na bacia Rio do Peixe.
2 – Influência do ENOS e ODP na precipitação da região Sul
O El Niño é um fenômeno oceânico, que ocorre quando há um aquecimento
das águas superficais nas porções centrais e leste do Oceano Pacífico. A ação
combinada do El Niño, de natureza oceânica, e da Oscilação Sul, de natureza
atmosférica, geram o fenômeno ENOS, que corresponde à abreviação de El
Niño/Oscilação Sul (MENDONÇA; OLIVEIRA-DANNI, 2007).
Durante a ocorrência de El Niño, aumenta o fluxo de calor e umidade para a
atmosfera nos trópicos, diminuindo a pressão na superfície e aumentando a
convergência de baixos níveis. Em novembros de El Niño predominam anticiclones
sobre o centro-leste do Brasil e ciclones sobre o sudoeste da América do Sul. A
entrada de umidade no Atlântico Equatorial é favorecida e desviada para o sul do
Brasil, onde a convergência de umidade é dominante. Durante o El Niño o jato
subtropical também fica intensificado. Essa circulação da atmosfera favorece uma
maior ocorrência dos Complexos Convectivos de Mesoescala (CCM) e de
ciclogêneses no oeste da região Sul do país. Desta forma, em episódios de El Niño
há mais chuvas no Sul e menos chuva no Norte e Centro-Oeste do Brasil (GRIMM,
2009).
A La Niña ou Anti-El Niño é causada pelo resfriamento das águas superficiais
da porção leste do Pacífico (Taiti) que acentua a situação barométrica padrão da
célula de Walker. Sob atuação da La Niña a atividade convectiva aumenta na
Amazônia e no nordeste do Brasil, enquanto que na região sul e sudeste há uma
redução na precipitação (MENDONÇA; DANNI – OLIVEIRA, 2007).
De acordo com Grimm (2009) a estação da primavera é mais propícia às
teleconexões com o Oceano Pacífico, assim o impacto de ENOS sobre as chuvas no
Sul do Brasil é mais forte na primavera do que nas outras estações do ano. Embora
essa teleconexão seja menor nas outras estações do ano, é importante salientar que
ela também ocorre (GRIMM, 2009).
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Minuzzi (2010) destaca que em Santa Catarina os meses de maio e
novembro são os mais chuvosos em anos de El Niño. Já durante a La Niña, os
volumes de chuva de outubro e novembro ficam abaixo da média, e, acima da média
em abril e maio.
Em alguns anos de La Niña ocorreram estiagens em Santa Catarina devido
ao enfraquecimento das frentes frias e dos demais sistemas produtores de chuva.
Como foi o caso para os anos de 1988, 1989 e 2008 (Gonçalves et al., 2014).
Herrmann et al (2014) salientam que os anos em que ocorreram os maiores
episódios de inundações graduais em Santa Catarina estiveram diretamente
relacionados com os anos de El Niño de intensidade forte a moderada: 1983,
1987,1990, 1992, 1997, 2009 e 2010.
Desta forma, torna-se importante um melhor entendimento sobre a atuação
do ENOS na variabilidade da chuva na bacia Rio do Peixe, identificando o período
de maior influência. Já que esse fenômeno pode interferir sazonalmente na
precipitação e favorecer inundações graduais ou, ao contrário, períodos de
estiagem.
A Oscilação Decadal do Pacifico (ODP) foi proposta por Mantua et al (1997).
Ela é caracterizada ora pelo aquecimento e ora pelo resfriamento das águas do
Oceano Pacífico Tropical e da Costa Oeste da América, apresentando assim fases
quentes e frias. Essas fases duram em torno de 20 a 30 anos. A figura 1 demonstra
as fases da ODP.
As fases quentes da ODP ocorreram entre 1925 a 1946; e posteriormente de
1977 a 1998. Nessa fase as águas do Pacífico Tropical apresentam anomalias
positivas, enquanto as águas no Oceano Extratropical apresentam anomalias
negativas. Ocorreu o contrário na fase fria, que ficou nítida entre os anos de 19471976 (MOLION, 2005).
Alguns autores como Minobe (2000), Hare e Mantua (2000, apud Kayano e
Andreoli, 2007) e Molion (2005) sugerem que por volta de 1998/1999 ocorreu outra
mudança, ou seja, uma nova fase fria. De acordo com Molion (2005) essa fase fria
deve permanecer até 2025 e se o sistema terra-atmosfera se comportar como na
última fase fria da ODP (1947-76) os invernos serão mais intensos e com aumento
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de frequência de geadas e redução dos totais pluviométricos, pois com a troposfera
mais fria e seca o ar se torna mais estável e produz menos chuva.
Figura 2 - Fases quentes (valores positivos) e frias (valores negativos) da ODP.
Fonte: adaptado de Mantua et al (1997) por Molion (2008).
Alguns autores verificaram a influencia da fase fria da ODP em anomalias
negativas de precipitação na região Sul. Rebello (2005) concluiu que as anomalias
positivas da precipitação na região Sul, durante o período 1961 a 2005, tiveram boa
associação com o período de ODP positivo, enquanto anomalias negativas
ocorreram durante a fase fria. Comenta ainda que no período de 1999 a 2005,
quando começou a nova fase fria da ODP, houve estiagens seguidas no RS
(2001/2002, 2002/03, 2003/04, 2004/05). Nesses anos anteriormente citados,
ocorreu pouca chuva no outono e inverno, fazendo com que na primavera e verão
tivesse pouca disponibilidade hídrica no solo.
Posteriormente Cera, Ferraz e Bender (2009) observaram que a correlação
entre ODP e a precipitação no RS é mais significante no nordeste do estado.
Concordaram com Rebello em relação às anomalias negativas de precipitação que
ocorrerem na fase fria da ODP, e as anomalias positivas na fase quente. Streck et al
(2009) e Prestes et al (2010) também tiveram resultados parecidos com os
anteriores analisando a precipitação nas cidades de Santa Maria e Porto Alegre,
respectivamente. Marques (2010) em sua pesquisa na Bacia do Rio Tubarão,
localizada no sul de SC obteve conclusão semelhante aos demais.
Kayano e Andreoli (2007) concluem em sua pesquisa que o ENOS e a ODP
podem atuar juntos intensificando ou enfraquecendo os efeitos do El Niño ou La
Niña. Destacam assim a importância de relacionar ambos em uma análise de dados.
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Desta forma, de acordo com as pesquisas descritas anteriormente tanto o
ENOS como a ODP podem favorecer a variabilidade da precipitação na região sul
do país e provocar eventos extremos de precipitação.
3 – Metodologia
Para tal pesquisa, foram solicitados dados mensais de precipitação para o
período de 1947 a 2009 de seis estações meteorológicas presentes na área de
estudos. Parte dessas estações pertence à Agência Nacional de Águas (ANA) e as
outras pertencem ao Centro de Informações de Recursos Ambientais e de
Hidrometeorologia de Santa Catarina (CIRAM). O quadro 1 demonstra as estações
meteorológicas utilizadas para a pesquisa. No entanto, as estações meteorológicas
possuíam períodos diferentes de dados e, assim, optou-se por montar uma base de
dados que representasse a precipitação média da Bacia do Rio do Peixe.
A base de dados foi elaborada calculando-se a média mensal da precipitação
entre as estações meteorológica. Posteriormente o regime sazonal da precipitação
foi classificado a partir da técnica dos “quantis” (percentil) em: muito secos, secos,
normais, chuvosos e muito chuvosos. Consideraram-se eventos sazonais extremos
aqueles classificados em muito secos e muito chuvosos, visto que representam
quinze por cento dos menores e dos maiores valores da série histórica,
respectivamente.
Quadro 1- Estações Meteorológicas localizadas na bacia Rio do Peixe.
Estação
Meteorológica
(município)
Caçador
Órgão
Responsável
Período de dados
Coordenadas
Geográficas
ANA
1947 - 1960
26°46’ 0” S e 51°00’ 00” W
CIRAM
ANA
ANA
ANA
ANA
ANA
CIRAM
1960 - 2009
1947 - 2009
1947 - 2009
1976 - 2009
1947 - 2009
1947 - 1970
1970 - 2009
26°46’32”S e 51° 00’ 50”W
27°20’31”S e 51°36’29”W
27°10’18”S e 51°30’01”W
26°46’32”S e 51°15’46”W
26°54’24”S e 51°24’34”W
27°00’00”S e 51°09’00”W
27°01’27”S e 51°08’56”W
Altitude
(m)
960
Capinzal
Joaçaba
Macieira
Salto Veloso
Videira
447
522
878
820
774
Fonte: ANA e CIRAM. Elaborado por: SPINELLI (2012).
A relação entre as chuvas sazonais e a atuação do ENOS e da ODP foi
verificada através de gráficos e por análise de variância (ANOVA). Quando a técnica
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da ANOVA identificou diferença entre a média dos grupos analisados utilizou-se o
teste de Tukey HSD (Honestly Significantly Different) para apontar quais dos grupos
averiguados são diferentes entre si.
4 – Variabilidade sazonal da precipitação na Bacia Rio do Peixe
Diante da metodologia utilizada constatou-se que o inverno é a estação do
ano menos chuvosa da Bacia Rio do Peixe, com uma média de 347 mm de chuva.
Nessa estação do ano é comum ocorrer à passagem sucessiva de massas de ar
polar que quando se instalam sobre o território catarinense favorecem o tempo
estável com ausência ou pouca ocorrência de nuvem, além do acentuado declínio
das temperaturas (MONTEIRO, 2011).
O resultado da ANOVA para a variabilidade da chuva do inverno durante as
fases da ODP demonstrou que estatisticamente não há diferença entre as médias
das precipitações nas distintas fases desse fenômeno climático. No entanto,
evidenciou-se que durante a fase fria da ODP, de 1947 a 1976, ocorreram mais
invernos muito secos, com precipitação inferior a 219,8 mm. Visto que ao todo foram
registrados onze anos com invernos muito secos e sete deles ocorreram na referida
fase da ODP. Além disso, os invernos muito chuvosos que superaram 487 mm de
chuva ocorreram em nove anos, sendo que em sua maioria (seis) ocorreu durante a
fase quente da ODP (1977 a 1998). Estes fatos podem indicar que durante a fase
fria da ODP há uma tendência em ocorrer mais invernos “secos” em contrapartida
durante a fase quente pode ocorrer mais invernos “chuvosos” na bacia do Rio do
Peixe.
A aplicação da ANOVA para os dados de chuva do inverno sob atuação de El
Niño, La Niña ou sem ocorrência do ENOS, confirmou que estatisticamente não há
diferença na precipitação. Entretanto é importante mencionar que 55,5 % dos
invernos muito chuvosos ocorreram em períodos de El Niño.
Na estação do outono é frequente a ocorrência de bloqueios atmosféricos,
assim ela é marcada por uma estabilidade atmosférica. Essa diminuição da
precipitação ocorre em todas as regiões do estado catarinense, tornando-se
característica desta estação (MONTEIRO, 2011). O outono é a segunda estação do
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ano menos chuvosa na Bacia do rio do Peixe, sendo que os outonos classificados
em normais, pela técnica dos quantis, registraram entre 288 a 368 mm de chuva.
Aplicou-se a ANOVA para os dados de chuva dos outonos com atuação e
sem a atuação do ENOS. A técnica aplicada demonstrou que estatisticamente não
há diferença entre as médias de chuva em outonos sobre atuação de El Niño, La
Niña ou de neutralidade.
Já o resultado da ANOVA para a variabilidade da chuva nos outonos entre as
fases da ODP, demonstrou que existe diferença estatística. Posteriormente aplicouse o teste de Tukey, e como resultado obteve-se que há diferença entre as chuvas
que ocorreram entre a primeira fase fria da ODP (1946-1976) e a fase quente (19771998). O último período (1999 a 2009), ainda em desenvolvimento, não teve
diferença estatística na variabilidade da chuva em relação às fases anteriores da
ODP. No período 2001-2006 as estiagens identificadas por Sacco (2010) ocorreram
em anos de El Niño fraco e neutralidade e com índices de ODP predominantemente
positivos (JISAO, 2015).
Observou-se que dez anos tiveram outonos muito chuvosos, com precipitação
acima de 480 mm, e que sete deles ocorreram durante a fase quente da ODP (1977
a 1998). Desta forma, a ODP em sua fase quente pode favorecer a ocorrência de
um maior número de outonos muito chuvoso.
A primavera é a estação do ano mais chuvosa na bacia Rio do Peixe, sendo
que aquelas que foram classificadas em normais pela técnica dos quantis
apresentaram entre 403,8 a 518,8 mm de chuva acumulados. Durante essa estação
do ano é comum ocorrer instabilidades em Santa Catarina, ocasionada,
principalmente, pela formação dos Complexos Convectivos de Mesoescalas (CCM),
com possibilidade de chuvas intensas e de granizo (MONTEIRO, 2001).
Aplicou-se a ANOVA para os dados de chuva das primaveras com atuação e
sem a atuação do ENOS, obtendo-se como resultado p = 0,04; ou seja, há diferença
estatística. O resultado do teste de Tukey mostrou que a diferença de precipitação
ocorreu entre os anos de La Niña e El Niño. Esses resultados concordaram com os
resultados obtidos pela pesquisa de Grimm (2009), pois a autora demonstra que a
estação da primavera é mais favorável ao impacto do ENOS sobre as chuvas no Sul
do Brasil.
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Ressalta-se que após 1950, período em que há dados mensais disponíveis
sobre o evento do ENOS, ocorreram 87,5% das primaveras muito secas em meses
sobre atuação da La Niña, sendo que nenhuma das restantes ocorreu em meses de
El Niño.
Em relação à influência da ODP sobre a variabilidade da chuva entre as
primaveras, o resultado da ANOVA foi de p=0,003, o que indica que há
estatisticamente diferença entre as médias da precipitação entre as fases da ODP.
O teste de tukey demonstrou que a diferença entre as médias ocorreu entre a
primeira fase fria da ODP (1946-1976) e essa atual (1999 a 2009). Identificou-se que
nesses últimos onze anos do período estudado, ocorreram primaveras mais
chuvosas em relação ao período da primeira fase fria da ODP. O que pode significar
que outros fenômenos estejam atuando para favorecer esse quadro mais chuvoso.
Ocorreram dez primaveras muito secas no período estudado, elas tiveram
precipitação menor que 314 mm. Delas, nove ocorreram durante a fase fria da ODP,
sendo que desde 1986 a 2009 não houve mais primaveras muito secas. Já as
primaveras muito chuvosas, com precipitação acima de 600 mm, ocorreram uma vez
na primeira fase fria da ODP, três vezes na fase quente e cinco vezes na fase atual
(1999 a 2009). Demonstra-se novamente, que até 1986 houve um período com
primaveras mais secas, e, posterior a data as primaveras em sua maioria
apresentaram-se mais chuvosas.
Durante o verão é comum ocorrer em Santa Catarina à formação de
convecção tropical, devido à intensidade de calor associada aos altos índices de
umidade. Desta maneira formam-se nuvens do tipo cumulonimbus que causam
precipitação (MONTEIRO, 2001).
Na bacia Rio do Peixe os verões foram classificados em normais quando a
precipitação ocorreu entre 397 a 490m. Os extremos sazonais ocorreram quando a
chuva ultrapassou 567 mm, ou foi menor que 321 mm, de modo que foram
classificados em muito chuvoso e muito seco, respectivamente. Foi à segunda
estação do ano que apresentou os maiores volumes de chuvas.
O resultado da ANOVA para os dados de chuva dos verões com atuação e
sem a atuação do ENOS foi de p = 0,7, assim não houve diferença estatística entre
a precipitação em anos com La Niña, El Niño ou neutro. Quanto a ODP, o resultado
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da ANOVA indicou que há diferença estatística entre as médias de precipitação. O
teste de Tukey mostrou que a diferença entre a precipitação está entre a primeira
fase fria e a segunda quente (1977-1998).
Nessa estação do ano não houve relação entre verões muito secos e as fases
da ODP, no entanto, observou-se que os verões secos tiveram maior concentração
na primeira fase fria da ODP, quando ocorreram onze dos doze verões classificados
em secos. Já durante a fase quente da ODP (1977 a 1998) ocorreu a maior
concentração dos verões muito chuvosos, pois dos dez identificados, oito deles
ocorreram na fase referida.
Diante desses resultados, percebe-se que durante a primeira fase da ODP
houve um período menos chuvosos com maiores concentrações de invernos,
primavera e outonos muito secos, e verões secos. Já durante a última fase quente
ocorreram mais períodos muito chuvosos. Na fase atual da ODP, a precipitação na
bacia do Rio do Peixe não tem se demonstrado semelhante à fase fria anterior.
Estes resultados corroboram com os encontrados por Rebello (2005), Cera,
Ferraz e Bender (2009), Streck et al (2009), Prestes et al (2010) e Marques (2010)
que pesquisaram em diferentes área na região Sul e todos verificaram a influência
da primeira fase fria da ODP em anomalias negativas da precipitação (menos
chuva), e a influência da fase quente em anomalias positivas (mais chuvoso).
5 – Considerações finais
Na Bacia Rio do Peixe, as chuvas durante o ano registram maiores totais na
primavera e menores no inverno. Percebeu-se mais acentuadamente a relação do
ENOS na precipitação da primavera, pois os totais registrados de chuvas foram
maiores nas primaveras de La Niña. Verificou-se que 87% das primaveras muito
chuvosas ocorreram em meses de La Niña e nenhuma em meses de El Niño.
Estatisticamente houve diferença entre a média da precipitação durante as
distintas fases da ODP, na primavera, verão e outono. A primeira fase fria da ODP
(1947 a 1976) foi marcada por primaveras, verões e outonos menos chuvosos.
Sendo que, nessa fase, ocorreu maior concentração de outonos classificados em
muito secos e primaveras muito secas.
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A fase quente da ODP (1977 a 1998) influenciou em um período mais
chuvoso na Bacia Rio do Peixe principalmente durante os outonos e verões que
foram classificados em muito chuvosos. No entanto, a fase atual da ODP, não
demonstrou até o ano de 2009, muita influência na diminuição das chuvas na Bacia
Rio do Peixe.
Contrariamente a primavera tem se demonstrado mais chuvosas
desde 1986, não sendo mais registradas primaveras muito secas.
Conclui-se que a ODP e o ENOS podem favorecer sazonalmente a
variabilidade da precipitação na Bacia Rio do Peixe, no entanto, não são os únicos
fenômenos atmosféricos que interferem na precipitação. Outros fenômenos de
variabilidade de baixa frequência podem influência como as Temperaturas da
Superfície do Mar do Oceano Atlântico, a Oscilação Antártica, além de outros
sistemas atmosféricos.
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