impactos dos fenômenos el niño e la niña nas séries...
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UNIVERSIDADE DE PASSO FUNDO
FACULDADE DE ENGENHARIA E ARQUITETURA
CURSO DE ENGENHARIA AMBIENTAL
Maria Carolina Rovani
Impactos dos fenômenos El Niño e La Niña nas séries
hidrológicas: Estudo de caso na Bacia do Rio Uruguai
Passo Fundo, 2012.
2
Maria Carolina Rovani
Impactos dos fenômenos El Niño e La Niña nas séries
hidrológicas: Estudo de caso na Bacia do Rio Uruguai
Trabalho de conclusão de curso apresentado ao
curso de Engenharia Ambiental, como parte
dos requisitos exigidos para obtenção do título
de Engenheiro Ambiental.
Orientador: Prof. Msc. Eder Nonnemacher.
Passo Fundo, 2012.
3
Maria Carolina Rovani
Impactos dos fenômenos El Niño e La Niña nas séries
hidrológicas: Estudo de caso na Bacia do Rio Uruguai
Trabalho de Conclusão de Curso como requisito parcial para a obtenção do título de
Engenheiro Ambiental – Curso de Engenharia Ambiental da Faculdade de Engenharia e
Arquitetura da Universidade de Passo Fundo. Aprovado pela banca examinadora:
Orientador:_________________________
Eder Nonnemacher
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
___________________________________
Aline Ferrão Custódio Passini
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
___________________________________
Simone Fiori
Faculdade de Engenharia e Arquitetura, UPF
Passo Fundo, 13 de dezembro de 2012.
5
AGRADECIMENTOS
Pelo desenvolvimento e pela realização desta pesquisa sou imensamente grata:
Em primeiro lugar, a Deus, por te me dado o dom da vida e por ter colocado tantas
pessoas especiais em meu caminho.
Aos meus amados pais, Carlos e Estela, pelo incentivo, apoio, estímulo ao longo de
toda a minha vida e, principalmente, por toda doação de vida.
As minhas irmãs, Joana e Anatércia, pelo amor incondicional, pelo apoio e coragem
que sempre me transmitiram.
Aos meus cunhados, Maurício e Eduardo, por serem os irmãos que eu não tive e que
agora tenho.
Ao meu namorado, Róbinson, por toda paciência, carinho, ajuda técnica e,
principalmente, por ser esta pessoa tão amável e alegre.
A minha avó, Carolina Forcelini, pelo seu jeito discreto de sempre torcer e rezar para
que os objetivos de todos sejam alcançados e, em especial, por ser esta mulher de aço.
Ao meu avô, Lorentino Forcelini, por ser o nosso “Guardador de Sonhos” e pelas
tantas vezes que deixa meu coração apertado de enorme saudade.
Aos meus tios, tias, primos e primas, pelo carinho e momentos de descontração ao
longo da minha vida. De modo especial, a minha tia Maria Emilse, que nos deixou carentes de
seu abraço e sorriso cedo demais.
Aos meus afilhados, Martina e Davi, que trazem luz e gosto para minha vida, e que me
dão um amor muito especial.
Ao querido professor e orientador Eder Nonnemacher, por ter aceitado a orientação do
meu Trabalho de Conclusão de Curso. Pelo constante apoio, pelas sugestões e paciência ao
longo da orientação do nosso trabalho.
Aos professores desta universidade, em especial, as professoras, Aline Ferrão
Custódio Passini e Simone Fiori, por aceitarem participar da banca examinadora deste
trabalho, pelos conhecimentos transmitidos e pelo exemplo profissional e pessoal. Muito
obrigada!
Aos amigos, que compreenderam as minhas ausências, de modo especial, aos manos
do MCC, que tantas vezes são o meu elo com Deus e com o próximo.
E por fim, agradeço a todos que me apoiaram direta ou indiretamente na realização
deste trabalho.
6
“Água que nasce na fonte
Serena do mundo
E que abre um
Profundo grotão
Água que faz inocente
Riacho e deságua
Na corrente do ribeirão...
Águas escuras dos rios
Que levam
A fertilidade ao sertão
Águas que banham aldeias
E matam a sede da população...
Águas que movem moinhos
São as mesmas águas
Que encharcam o chão
E sempre voltam humildes
Pro fundo da terra...
Pro fundo da terra...
Terra! Planeta Água
Terra! Planeta Água
Terra! Planeta Água...”
(Guilherme Arantes)
7
RESUMO
O fenômeno ENOS, El Niño (fase positiva) e La Niña (fase negativa), caracteriza-se
pelo aquecimento e resfriamento anormal da superfície do oceano Pacífico, interferindo nas
condições de precipitação em diversas regiões do planeta. Os efeitos decorrentes desse evento
climáticos afetam diretamente os recursos hídricos e, dessa forma, afetam as estratégias de
desenvolvimento em distintos setores socioeconômicos que dependem essencialmente, ou
não, dos recursos hídricos, sobretudo nos países que dependem da agricultura, como é o caso
do Brasil e, em especial, o Rio Grande do Sul. Conhecer a vulnerabilidade da precipitação
durante esse fenômeno, ao longo dos anos, em comparação com a normalidade climática, é de
suma relevância para estudos estratégicos referentes ao planejamento do meio ambiente,
geração de energia e manejo da agricultura, principalmente em condições tropicais e
subtropicais. Através de dados de precipitação obtidos no Hidroweb Sistema de Informações,
disponibilizados pela Agência Nacional das Águas (ANA) de sessenta estações
pluviométricas, juntamente com dados referentes às ocorrências do fenômeno ENOS
coletados no Global Historical Climate Network (NOAA), o presente estudo analisou a
possível influência do fenômeno ENOS nos padrões de precipitação na Bacia Hidrográfica do
Rio Uruguai entre os anos de 1970 a 2005. Compararam-se dados de precipitação média e
máxima, frequência de dias chuvosos entre as intensidades dos fenômenos e distribuição
espacial das estações afetadas durante os episódios de El Niño, La Niña e períodos de
ocorrência de neutralidade climática. As precipitações ocorridas durante o período de
neutralidade serviram como base para a identificação da normal climatológica para cada
estação da região de estudo. Com essas análises, constatou-se que o fenômeno ENOS
influencia a incidência de precipitação pluviométrica na Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai,
pois esta apresentou, durante as ocorrências de El Niño, aumento nas médias e máximas de
precipitação e na quantidade de dias chuvosos em relação aos períodos de normalidade
climática. Durante La Niña, percebeu-se a diminuição dos valores de médias e máximas de
precipitação, juntamente com menores índices de dias chuvosos, na comparação com períodos
de neutralidade climática. Dessa forma, o presente estudo afirma que as séries hidrológicas da
região estudada são influenciadas pelo fenômeno ENOS tanto na fase positiva, El Niño, como
na fase negativa, La Niña.
Palavra-chave: Fenômeno ENOS. Precipitação. Instabilidade climática.
8
ABSTRACT
The ENSO, El Niño (positive phase) and La Niña (negative phase), is characterized by
abnormal warming and cooling of the surface of the Pacific Ocean, interfering in precipitation
conditions in various regions of the planet. The effects of this weather event directly affect
water resources and thereby also affect development strategies in different socioeconomic
sectors that depend largely, or not, water resources, especially in countries that depend on
agriculture, such as the Brazil and especially Rio Grande do Sul. Understanding the
vulnerability of rainfall during this phenomenon, over the years, compared with the normal
climate is of paramount importance for strategic studies concerning the planning of the
environment, power generation and management of agriculture, especially in tropical and
subtropical conditions. Through precipitation data obtained in Hidroweb Information System,
available from the National Water Agency (ANA), of 60 rainfall stations, along with data on
occurrences of ENSO collected in the Global Historical Climate Network (NOAA), the
present study examined the possible influence of ENSO on precipitation patterns in the
Uruguay River Basin between 1970 and 2005. In the present study, we compared data of
rainfall average and maximum, frequency of rainy days among the intensities of the
phenomena and spatial distribution of the stations affected during episodes of El Niño, La
Niña and periods of occurrence of climate neutrality. The rainfall that occurred during the
period of neutrality served as the basis for identifying the climatological normal for each
season of the study area. With these analyzes, it was found that ENSO influences the
incidence of rainfall in the basin of the Rio Uruguay. For the bowl presented during the
occurrences of El Niño, increase in average and maximum rainfall and the amount of rainy
days for the periods of normal weather. During La Niña, we noticed a decrease in the average
and maximum values of precipitation, along with lower rates of rainy days, compared to
periods of climate neutrality. Thus, this study argues that the hydrological series of
hydrological study area are influenced by ENSO in both the positive phase, El Niño, as the
negative phase, La Niña.
Keywords: ENSO phenomenon. Precipitation. Climate instability.
9
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 1: Ciclo hidrológico. ................................................................................................. 22
Figura 2: Pluviômetro “Ville de Paris”. ................................................................................ 25
Figura 3: Pluviógrafo digital ................................................................................................ 26
Figura 4: Atuação do El Niño (fase quente) e La Nina (fase fria), com indicação da
temperatura da superfície do mar. .................................................................................. 30
Figura 5: Fases do fenômeno ENOS, El Niño (fase quente) e La Nina (fase fria); as setas
indicam a direção dos ventos. ........................................................................................ 31
Figura 6: Padrão de circulação observado em anos de El Niño na região equatorial do Oceano
Pacífico. ........................................................................................................................ 34
Figura 7: Comportamento da célula de Walker em condições normais (parte superior), em
condições de El Niño e La Niña (parte inferior). ............................................................ 35
Figura 8: Região do oceano Pacífico onde é feito o monitoramento da temperatura da
superfície do mar (TSM)................................................................................................ 36
Figura 9: Esquema das condições da atmosfera em anos de ocorrência de La Niña. .............. 38
Figura 10: Esquema das condições da atmosfera em anos normais de circulação dos ventos. 41
Figura 11: Fluxograma de atividades executadas no estudo. ................................................. 45
Figura 12: Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai ..................................................................... 57
Figura 13: Região Hidrográfica do Uruguai – rede hidrográfica. .......................................... 58
Figura 14: Uruguai, principal rio dessa região hidrográfica. ................................................. 59
Figura 15: Bacias e sub-bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul. ..................................... 60
Figura 16: Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai no Rio Grande do Sul.. ................................. 60
Figura 17: Tela principal do Sistema de Informações Hidrológicas Hidroweb. ..................... 63
Figura 18: Sequência de telas mostrando o caminho para o acesso e download
dos dados de precipitação para cada estação pluviométrica analisada. ............................ 64
Figura 19: Estações pluviométricas analisadas e suas respectivas localidades na Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai. ........................................................................................ 65
Figura 20: Dados da estação pluviométrica Carazinho como modelo de como os dados
encontram-se antes do tratamento de dados.................................................................... 66
Figura 21: Dados da estação pluviométrica Carazinho como modelo de como os dados se
encontram ao serem exportados para o Microsoft Office Excel®. .................................. 67
Figura 22: Gráfico de meses de ocorrências do fenômeno ENOS. ........................................ 69
10
Figura 23: Gráfico de períodos de ocorrências do fenômeno ENOS. .................................... 70
Figura 24: Gráfico de intensidade do fenômeno ENOS por meses de ocorrência. ................. 70
Figura 25: Gráfico de intensidade do fenômeno ENOS por períodos de ocorrência. ............. 71
Figura 26: Gráfico da precipitação média da estação pluviométrica Miraguaí. ...................... 81
Figura 27: Gráfico da precipitação média da estação pluviométrica Cacequi Saica. .............. 82
Figura 28: Gráfico da precipitação média da estação pluviométrica Barracão. ...................... 82
Figura 29: Gráfico da precipitação máxima da estação pluviométrica Miraguaí. ................... 83
Figura 30: Gráfico da precipitação máxima da estação pluviométrica Cacequi Saica. ........... 84
Figura 31: Gráfico da precipitação máxima da estação pluviométrica Barracão. ................... 85
Figura 32: Gráfico das médias de precipitação para El Niño, em azul, La Niña, em vermelho,
e os anos normais, em verde, para as 60 estações pluviométricas analisadas. ................. 86
Figura 33: Gráfico da comparação entre as médias de precipitação para o evento ENOS e os
anos normais em 60 estações pluviométricas. ................................................................ 88
Figura 34: Gráfico das máximas de precipitação para El Niño, em azul, La Niña, em
vermelho, e os anos normais, em verde, para as 60 estações pluviométricas analisadas. . 90
Figura 35: Gráfico da comparação entre as máximas de precipitação para o evento ENOS e os
anos normais em 60 estações pluviométricas. ................................................................ 92
Figura 36: Médias de dias com chuva nas ocorrências do fenômeno ENOS e nos períodos de
normalidade climática nos meses de análise. .................................................................. 93
Figura 37: Quantidade de dias chuvosos em um mesmo mês durante as ocorrências do
fenômeno ENOS e nos períodos de normalidade climática. ........................................... 94
Figura 38: Comparação entre os meses sem a incidência de precipitação com os meses
analisados no estudo durante os fenômenos ENOS e nos períodos de normalidade
climática. ....................................................................................................................... 95
Figura 39: Comparação entre os dias com a incidência de precipitação nos meses de janeiro e
julho durante os fenômenos ENOS. ............................................................................... 96
Figura 40: Gráfico das médias de dia com chuva correlacionadas com o fenômeno ENOS de
forte intensidade. ........................................................................................................... 97
Figura 41: Gráfico das porcentagens de meses sem chuva relacionadas com o fenômeno
ENOS de forte intensidade............................................................................................. 97
Figura 42: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de médias de
precipitação maior que a normal e, em amarelo, média inferior a normal durante El Niño.
...................................................................................................................................... 98
11
Figura 43: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de médias de
precipitação menor que a normal e, em amarelo, média superior a normal durante La
Niña. ............................................................................................................................. 99
Figura 44: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de máxima de
precipitação maior que a normal e, em amarelo, máxima inferior a normal durante o El
Niño. ........................................................................................................................... 100
Figura 45: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de máxima
precipitação menor que a normal e, em amarelo, máxima superior a normal durante La
Niña. ........................................................................................................................... 101
Figura 46: Gráfico de amplitude das diferenças entre as médias diárias mensais entre os
fenômenos El Niño e La Niña (mm). ........................................................................... 102
Figura 47: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram diferença entre os índices de
médias de precipitação de El Niño e La Niña maior que 3mm e, em amarelo as demais.
.................................................................................................................................... 103
Figura 48: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram diferença entre os índices de
médias de precipitação de El Niño e La Niña maior que 2mm e, em amarelo, as demais.
.................................................................................................................................... 104
Figura 49: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram diferença entre os índices de
médias de precipitação de El Niño e La Niña menor que 0,5mm e, em amarelo, as demais.
.................................................................................................................................... 104
12
LISTA DE TABELAS
Tabela 1: Quantidade mínima recomendada de estações pluviométricas em função da área de
drenagem. ...................................................................................................................... 26
Tabela 2: Classificação de intensidade do fenômeno ENOS. ................................................ 49
Tabela 3: Áreas das bacias hidrográficas integrantes da região hidrográfica do Rio Uruguai. 61
Tabela 4: Classificação das ocorrências do fenômeno ENOS de 1970 a 2005 através de
valores do IME. ............................................................................................................. 68
Tabela 5: Ocorrência temporal (meses) dos fenômenos climáticos. ...................................... 69
Tabela 6: Classificação das intensidades do fenômeno ENOS de 1970 a 2005. ..................... 72
13
LISTA DE SIGLAS E ABREVIATURAS
A Temperatura do ar na superfície do solo
ANA Agência Nacional de Águas
C Fração de nebulosidade total do céu
ENOS El Niño Oscilação Sul
GHCN Global Historical Climate Network
h Hora
IME Índice Multivariado de ENOS
INO Índice do Niño Oceânico
INPE International Network of Philosophers of Education
IOS Índice de Oscilação Sul
IPCC Intergovernmental Panel on Climate Change
MEI Multivariate ENSO Index
min Minutos
mm Milímetros
mm/h Milímetro por hora
mm/min Milímetro por minuto
NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration
OS Oscilação Sul
P Nível do mar a pressão
TSM Temperatura da superfície do mar
U Componentes do vento da superfície zonal
UNESP Universidade Estadual Paulista Júlio de Mesquita Filho
V Meridional
ZCIT Zona de Convergência Intertropical
14
SUMÁRIO
1 INTRODUÇÃO ............................................................................................................ 17
1.1 Problema de pesquisa ............................................................................................. 17
1.2 Justificativa ............................................................................................................ 19
1.3 Objetivos ............................................................................................................... 21
1.3.1 Objetivo geral ................................................................................................. 21
1.3.2 Objetivos específicos ...................................................................................... 21
2 REVISÃO DA LITERATURA...................................................................................... 22
2.1 Ciclo hidrológico ................................................................................................... 22
2.1.1 Precipitação .................................................................................................... 23
2.2 Mudanças climáticas e variação climática .............................................................. 28
2.3 El Niño Oscilação Sul (ENOS) .............................................................................. 29
2.3.1 El Niño ........................................................................................................... 32
2.3.2 La Niña ........................................................................................................... 37
2.3.3 Normalidade climática .................................................................................... 40
2.3.4 ENOS e os efeitos nos recursos hídricos ......................................................... 41
3 METODOLOGIA ......................................................................................................... 44
3.1 Fluxograma de pesquisa ......................................................................................... 44
3.2 Obtenção de dados ................................................................................................. 46
3.2.1 Ocorrência de precipitação .............................................................................. 46
3.2.2 Ocorrência dos fenômenos ENOS ................................................................... 47
3.3 Obtenção das variáveis hidrológicas ....................................................................... 49
3.3.1 Cada estação pluviométrica ............................................................................. 50
3.3.2 Global das estações ......................................................................................... 51
3.4 Frequência de dias com precipitação ...................................................................... 52
3.5 Relação entre frequência de precipitação e intensidade de ENOS ........................... 52
3.5.1 Média de dias com chuva ................................................................................ 53
3.5.2 Porcentagem de meses sem chuva ................................................................... 53
3.6 Distribuição da influência de ENOS na precipitação .............................................. 53
3.6.1 Precipitações médias para El Niño .................................................................. 54
3.6.2 Precipitações médias para La Niña .................................................................. 54
15
3.6.3 Precipitações máximas para El Niño ............................................................... 54
3.6.4 Precipitações máximas para La Niña ............................................................... 55
3.6.5 Amplitude entre as médias de El Niño e La Niña ............................................ 55
3.7 Resultados ............................................................................................................. 56
4 ESTUDO DE CASO ..................................................................................................... 57
4.1 Caracterização da Bacia do Rio Uruguai ................................................................ 57
4.1.1 Descrição geral da bacia ................................................................................. 59
4.2 Obtenção de dados ................................................................................................. 62
4.2.1 Ocorrência de precipitação .............................................................................. 62
4.2.2 Ocorrência dos fenômenos ENOS ................................................................... 67
4.3 Obtenção das variáveis hidrológicas ....................................................................... 73
4.3.1 Cada estação ................................................................................................... 73
4.3.2 Global das estações ......................................................................................... 74
4.4 Frequência de dias com precipitação ...................................................................... 75
4.5 Relação entre frequência de precipitação e intensidade de ENOS ........................... 76
4.5.1 Média de dias com chuva ................................................................................ 76
4.5.2 Porcentagem de meses sem chuva ................................................................... 77
4.6 Distribuição da influência de ENOS na precipitação .............................................. 77
4.6.1 Precipitações médias para El Niño .................................................................. 77
4.6.2 Precipitações médias para La Niña .................................................................. 78
4.6.3 Precipitações máximas para El Niño ............................................................... 78
4.6.4 Precipitações máximas para La Niña ............................................................... 78
4.6.5 Amplitude entre as médias de El Niño e La Niña ............................................ 79
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES ................................................................................. 80
5.1 Médias diárias mensais para cada estação pluviométrica ........................................ 80
5.2 Máximas mensais para cada estação pluviométrica ................................................ 83
5.3 Médias diárias mensais global das estações ............................................................ 85
5.4 Máximas mensais global das estações .................................................................... 89
5.5 Frequência de dias com precipitação ...................................................................... 93
5.6 Relação entre frequência de precipitação e intensidade de ENOS ........................... 96
5.7 Distribuição da influência de ENOS na precipitação .............................................. 98
6 CONCLUSÕES ........................................................................................................... 106
6.1 Sugestões para trabalhos futuros .......................................................................... 107
16
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS...................................................................................108
ANEXO A...............................................................................................................................114
ANEXO B...............................................................................................................................117
17
1 INTRODUÇÃO
1.1 Problema de pesquisa
Os fenômenos El Niño e La Niña resumem-se em significativas alterações nos ventos
alísios, que sopram de leste para oeste, na região equatorial e que afetam diretamente a
temperatura das águas superficiais do oceano Pacífico. Essa junção de acontecimentos
provoca mudanças na circulação da atmosfera e afeta o tempo e o clima em diversos locais do
planeta.
O fenômeno El Niño caracteriza-se por enfraquecer de maneira anormal os ventos
alísios na região do Pacífico equatorial, os quais, por consequência, passam a não resfriar de
igual modo as águas superficiais do oceano Pacífico elevando a temperatura destas, que
evaporam e causam chuvas acima da normalidade na costa da América do Sul. Na ocorrência
do fenômeno La Niña, o processo é inverso, pois acontece uma intensificação nos ventos
alísios na região tropical do oceano Pacífico que os faz soprarem com maior força
direcionando a evaporação das águas superficiais do oceano Pacífico a oeste, o que resulta em
chuvas abaixo da normalidade na costa da América do Sul.
Os efeitos decorrentes desses eventos climáticos afetam diretamente os recursos
hídricos de diversas regiões no mundo, afetando, assim, as estratégias de desenvolvimento em
distintos setores socioeconômicos que dependem essencialmente, ou não, dos recursos
hídricos. Nessa condição, pode-se considerar que alterações nos regimes pluviométricos
procedentes dos fenômenos El Niño e La Niña podem causar graves consequências, sobretudo
nos países que dependem expressivamente da agricultura, como é o caso do Brasil e em
especial o Rio Grande do Sul.
Os eventos El Niño e La Niña duram, em média, de 12 a 18 meses e em intervalos
indeterminados de três a cinco anos, apresentando diferentes intensidades a cada episódio.
Tais características consistem na principal problemática do fenômeno nos territórios atingidos
por suas consequências. A instabilidade desses eventos torna necessário o conhecimento da
variância de precipitação ao longo dos anos de neutralidade climática em comparação aos
anos de ocorrência dos fenômenos, visto que é de suma relevância para estudos estratégicos
referentes ao planejamento do meio ambiente, geração de energia e manejo da agricultura,
principalmente em condições tropicais e subtropicais.
18
Segundo Garcez e Alvarez (1988), “o processo de desenvolvimento de uma região ou
país depende basicamente das informações disponíveis sobre seus recursos naturais, incluindo
os recursos hídricos como elementos vitais”. Nesse contexto, a mensuração de dados de
precipitação torna-se altamente importante, pois através dessa obtenção de dados há um
melhor entendimento do ciclo hidrológico, do manejo adequado de uma bacia hidrográfica, do
controle de uso dos recursos naturais, do abastecimento urbano e do embasamento de projetos
de hidráulica e irrigação.
Os registros das estações pluviométricas são os mais utilizados no Brasil para
quantificar dados de precipitação. Um posto pluviométrico computa a altura total de chuva
acumulada em um intervalo específico de tempo e em um ponto determinado de uma bacia
hidrográfica, que pode ser definida como superfície drenada por um curso de água, uma área
de captação natural, que faz convergir os escoamentos para um único ponto de saída, que é o
seu exutório.
A Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai é uma das doze regiões hidrográficas do
território brasileiro. Ela abrange 384 municípios dos estados de Rio Grande do Sul e Santa
Catarina e é formada pelo Rio Uruguai e seus afluentes, e deságua no estuário do Rio da Prata
na Argentina.
Tendo em vista a importância dos recursos hídricos e a necessidade da obtenção de
conhecimento a respeito das precipitações pluviométricas a fim de se entender e se prevenir
para os futuros fenômenos El Niño e La Niña, o presente estudo pretende dar resposta à
questão: Os fenômenos El Niño e La Niña alteram os padrões de precipitação na Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai?
19
1.2 Justificativa
A precipitação fundamenta-se no principal sistema de reposição de água no solo. É a
responsável pelos processos fotossintéticos e ciclo de vida das culturas e também é o mais
importante elemento da maioria dos projetos hidrológicos. As chuvas, quando em grande
intensidade ou volume, ou na sua ausência em longos períodos de estiagem, geram grandes
preocupações nas obras de engenharia relacionadas com a hidrologia.
Desse modo, faz-se necessário analisar não somente a distribuição da incidência de
precipitação ao longo dos anos, como também conhecer os períodos secos e chuvosos de uma
determinada região. Nesse contexto, o presente estudo analisará a distribuição das chuvas de
36 anos de precipitação em sessenta estações pluviométricas do estado do Rio Grande do Sul.
A análise deste período será das ocorrências dos fenômenos El Niño e La Niña, juntamente
com os impactos destes nas séries hidrológicas da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai no Rio
Grande do Sul.
Os altos índices de desastres naturais relacionados a inundações, alagamentos e
enchentes, além de muito frequentes, provocam grandes danos materiais e, conforme sua
magnitude, causam irreparáveis perdas de vidas. Dessa forma, a importância deste estudo,
para que, nas futuras ocorrências dos fenômenos El Niño e La Niña, as obras de engenharia e
os gerenciamentos da água, principalmente por sua utilização na agricultura, estejam
compatíveis com a quantidade de precipitação coletada na Bacia Hidrográfica do Rio
Uruguai, no território do Rio Grande do Sul.
Em áreas urbanas, chuvas de grande intensidade causam alagamentos nas ruas, porque
o sistema de drenagem, em muitos casos, não é projetado para chuvas muito intensas. As
precipitações de grande intensidade podem também causar danos à agricultura e à estrutura de
barragens. Por sua vez, a falta de chuvas por longos períodos enfraquece a vazão dos rios e
causa diminuição do nível dos reservatórios. Vazões reduzidas devido à falta de chuvas
trazem prejuízos ao ambiente do curso de água, além de reduzir a oferta de água disponível
para diluição de poluentes. A disponibilidade de água para uso como o abastecimento urbano,
a irrigação e a geração de energia fica reduzida com a diminuição do nível dos lagos e
reservatórios.
Assim, analisar dados de alterações causadas por eventos climáticos na precipitação de
uma determinada área é fundamental para oferecer uma visão de conjunto na orientação de
20
investimentos urbanos e agrários para maior compreensão nas tomadas de decisões no
planejamento e na gestão dos recursos hídricos, para que a sociedade, que depende da
variabilidade climática da região, possa executar obras de engenharia e gerenciar o uso da
água conforme sua necessidade.
21
1.3 Objetivos
1.3.1 Objetivo geral
O objetivo geral deste estudo é verificar possíveis impactos gerados pela influência
dos fenômenos de oscilação sul, El Niño e La Niña, nos padrões de precipitação da Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai no Rio Grande do Sul. Esta avaliação será feita através das
séries de dados diários de precipitação no período de 36 anos, em sessenta estações
pluviométricas pertencentes ao estado do Rio Grande do Sul, na Bacia Hidrográfica do Rio
Uruguai.
1.3.2 Objetivos específicos
a) Analisar as alterações nos padrões de precipitação média e máxima mensal na região da
Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai durante a ocorrência de ENOS.
b) Analisar a intensidade das médias e máximas mensais de precipitação para os fenômenos
El Niño, La Niña e os períodos de normalidade climática para a região Bacia Hidrográfica
do Rio Uruguai.
c) Observar a frequência de dias com incidência de precipitação durante os fenômenos
ENOS e os períodos de normalidade climática.
d) Correlacionar a intensidade entre os eventos ENOS com a incidência de precipitação
pluviométrica nas estações pluviométricas.
e) Definir se os fenômenos El Niño e La Niña alteram de forma desigual as áreas da bacia
estudada.
22
2 REVISÃO DA LITERATURA
2.1 Ciclo hidrológico
Para Santos (2001), a água existe em praticamente todo o planeta, nos oceanos, na
superfície dos continentes, nos mares, no subsolo e nos seres vivos. Encontra-se em
permanente circulação e a esse processo se convencionou chamar de ciclo hidrológico.
O ciclo hidrológico consiste em um modelo conceitual que descreve o mecanismo de
armazenamento e movimentação da água entre a biosfera, atmosfera, litosfera e hidrosfera. A
água se move de maneira sistêmica através de processos de transferência, tais como: a
evaporação dos oceanos e outros corpos de água no ar e a evapotranspiração das plantas
terrestres e animais para o ar; a precipitação, devido à condensação do vapor de água do ar
que incide diretamente na terra ou no mar; o escoamento superficial sobre a terra, que
geralmente chega ao mar e, posteriormente, é evaporado dando sequência ao ciclo (TUNDISI,
2005).
A Figura 1 esquematiza como se dá esse processo de circulação da água no planeta.
Figura 1: Ciclo hidrológico.
Fonte: The encyclopedia of earth (2012).
23
Para Tundisi (2003), o preceito do ciclo hidrológico é unificador fundamental das
formas de água existente no planeta, que proporciona a sua disponibilidade e distribuição. A
energia solar é condutora dos processos neste ciclo, juntamente com outros fatores de
influência, como os ventos que movimentam o vapor de água para os continentes, a força da
gravidade, que é responsável pela precipitação, infiltração e movimento das massas de água.
De acordo com Pielou (1998), mesmo que o ciclo hidrológico seja único para todo o
planeta, o volume de cada um de seus componentes possui variabilidades nas diferentes
bacias hidrográficas nas diversas regiões do planeta.
2.1.1 Precipitação
Para Collischonn (2006), o ciclo hidrológico representa a interdependência da troca de
água no Planeta nos seus diferentes compartimentos, sendo a precipitação, provavelmente, a
componente que apresenta maior variabilidade no espaço. Chuva, geada, orvalho, neblina,
granizo e neve são formas de precipitação diferenciadas pelo estado em que a água se
encontra. No presente estudo, a precipitação será considerada como sua componente mais
usual, que é a chuva.
Segundo Collischonn e Tassi (2005), a precipitação consiste em um fenômeno
climático que alimenta a fase terrestre do ciclo hidrológico e constitui, desse modo, um
elemento importante para os processos de escoamento superficial, infiltração, evaporação,
transpiração, recarga do lençol freático e vazão básica dos rios. Assim sendo, ela gera
subsídios para a quantificação do abastecimento de água, irrigação, controle de inundações e
erosão do solo, e seu conhecimento é fundamental para o adequado dimensionamento de
obras hidráulicas e de engenharia, em geral.
Nos estudos de planejamento em longo prazo de uma ou mais bacias hidrográficas, o
conhecimento da precipitação é indispensável, visto que os problemas de engenharia
referentes à hidrologia decorrem, em sua grande maioria, de chuvas de grande intensidade, ou
volume, ou da ausência de chuva em longos períodos de estiagem (BERTONI; TUCCI,
1993).
Chuvas intensas em áreas urbanas podem causar alagamento das ruas, pois os sistemas
de drenagem, em muitos casos, não são projetados para chuvas muito intensas. Precipitações
24
de grande intensidade causam, além disso, danos à agricultura e à estrutura de barragens. Por
sua vez, a ausência de chuvas por logos períodos diminui a vazão dos rios, causando a
redução do nível dos reservatórios. Vazões reduzidas em virtude da falta de chuva provocam
danos ao ambiente do curso de água e, ainda, diminuem a sua disponibilidade para diluição de
poluentes. A alteração do nível dos lagos e dos reservatórios causada pela escassez de chuvas
reduz a quantidade de água disponível para usos como: abastecimento, irrigação e geração de
energia. Desse modo, pode-se considerar que os problemas surgem quando a precipitação
ocorre em situações extremas de intensidade, frequência, ou quando os intervalos entre as
precipitações são excessivamente longos (COLLISCHONN; TASSI, 2005).
Conforme Collischonn e Tassi (2005), a mensuração de precipitação em uma bacia
durante o ano consiste em um fator determinante para quantificar, entre outros, a necessidade
de irrigação de culturas e o abastecimento de água doméstico e industrial. Determinar a
intensidade das chuvas é de suma importância para o controle de inundação e a erosão do
solo, pois, devido à sua capacidade de escoamento, a chuva consiste no tipo de precipitação
mais importante para a hidrologia.
A precipitação tem como características principais o seu total, duração e distribuições
temporal e espacial. Ela ocorre como um processo aleatório que não permite uma previsão
determinística com grande antecedência, e o tratamento dos dados de precipitação para grande
maioria dos problemas hidrológicos é estatístico (SAMPAIO, 2011).
2.1.1.1 Estações pluviométricas
O levantamento das informações necessárias de precipitação é realizado através de
redes de coleta de dados pluviométricos, denominadas “estações pluviométricas”, que
fornecem dados pluviométricos de importância proporcional a uma extensão temporal. Nas
estações são realizadas as medições de precipitações por meio de pluviômetros e, ou,
pluviógrafos.
O pluviômetro é um dispositivo que apresenta uma superfície de captação horizontal,
delimitada por um anel metálico e de um reservatório para acumular a água recolhida, ligado
a essa área de captação. A coleta é geralmente feita uma ou duas vezes por dia em horários
25
determinados; portanto, não fornecendo a distribuição temporal da chuva no dia.
(COLLISCHONN; TASSI, 2005).
No Brasil é bastante difundido o tipo de pluviômetro “Ville de Paris”, apresentado na
Figura 2.
Figura 2: Pluviômetro “Ville de Paris”.
Fonte: Collischonn e Tassi (2005).
O pluviógrafo se destaca por ser um equipamento mais completo que o pluviômetro.
Possui um registrador automático dotado de um mecanismo que mede a precipitação em
função do tempo, o que permite determinar a altura de água, o tempo de duração da chuva e,
portanto, a intensidade da chuva. Esse equipamento tem grande utilidade para estudo de
variabilidade temporal dos eventos chuvosos (SANTOS et al.,2001).
Em estações dotadas de telemetria, transmissão instantânea dos dados, o pluviógrafo
digital é o equipamento mais utilizado. Na Figura 3 está a imagem de um exemplar.
26
Figura 3: Pluviógrafo digital
Fonte: Área de Hidráulica e Irrigação da UNESP (2010).
Segundo Righetto (1998), a quantidade mínima recomendada de estações
pluviométricas em uma bacia hidrográfica varia em função da sua área de drenagem, como
mostrado na Tabela 1.
Tabela 1: Quantidade mínima recomendada de estações pluviométricas em função da área de
drenagem.
Área de drenagem (km²) Número mínimo de estações pluviométricas
0 – 0,12 1
0,12 – 0,40 2
0,40 – 0,80 3
0,80 – 2,0 1 a cada 0,4 km²
2,0 – 10 1 a cada 1,0 km²
10 – 20 1 a cada 2,5 km²
> 20 1 a cada 7,5 km²
Fonte: RIGHETTO, 1998.
Para Santos et al. (2001), o local mais adequado para instalação de uma estação
pluviométrica é em terreno plano, relativamente protegido e livre de obstáculos tais como
árvores, casas, muros, etc. Além disso, necessita de uma distância para instalação de no
mínimo duas vezes a altura do obstáculo e que não haja interferência alguma à chuva num
raio de 5 metros.
27
2.1.1.2 Séries históricas
Série histórica é um conjunto de informações referentes a uma determinada estação
pluviométrica ao longo do tempo. É uma importante ferramenta para a sociedade, pois os
dados coletados pelas estações de monitoramento são utilizados para produzir estudos, definir
políticas públicas e avaliar a disponibilidade hídrica. Através dessas informações, a Agência
Nacional de Águas (ANA) monitora eventos considerados críticos, como cheias e estiagens,
disponibiliza informações para a execução de projetos, identifica o potencial energético, de
navegação ou de lazer em um determinado ponto ou ao longo da calha do manancial, levanta
as condições dos corpos de água para atender a projetos de irrigação ou de abastecimento
público, entre outros (ANA – Agência Nacional das Águas, 2012).
2.1.1.3 Dados pluviométricos
De acordo com Alves (2004), dados pluviométricos são conjuntos de valores
informativos a respeito da precipitação ao longo de determinado tempo. Esses valores podem
ser agrupados em dados horários, diários, mensais ou anuais e, desse modo, são conhecidos
como série histórica de determinada área.
A quantidade de chuva é uma das informações que constitui os dados pluviométricos.
Mede-se esta pela altura de água caída e acumulada sobre uma superfície plana. A unidade de
medida mais utilizada é o milímetro (mm), que quantifica a altura da lâmina de água por
metro quadrado de área de precipitação.
As grandezas características das medidas pluviométricas são: a altura pluviométrica,
medida realizada nos pluviômetros e expressas em milímetros (mm); a duração, período de
tempo contado desde o início até o fim da precipitação, expresso geralmente em horas (h) ou
minutos (min); e a intensidade da precipitação, relação entre a altura pluviométrica e a
duração da chuva expressa em milímetro por hora (mm/h) ou em milímetro por minuto
(mm/min).
28
2.1.1.4 Preenchimento de falhas
A Agência Nacional das Águas disponibiliza as séries pluviométricas pelo Sistema de
Informações Hidrológicas Hidroweb, nas quais se observa a ausência de dados diários,
mensais e anuais de precipitação em diversas estações, muitas vezes inviabilizando a
utilização dessas séries.
Segundo Streck et al. (2009) e Bertoni e Tucci (1993), a falta desses registros de dados
de precipitação em estações pluviométricas relativa a problemas com os aparelhos de coleta e
à ausência do operador em determinadas épocas compromete a continuidade das informações.
Para que se possa aplicar uma análise de comportamento pluviométrico em uma série
histórica, deve-se proceder ao preenchimento das falhas existentes. Os métodos mais usuais
nesta etapa são: ponderação regional, regressão linear e potencial múltiplas, ponderação
regional com base em regressões e vetor regional.
2.2 Mudanças climáticas e variação climática
De acordo com Bertoni e Tucci (2003), as definições utilizadas na literatura a respeito
de variabilidade climática se diferenciam conforme a inclusão dos efeitos antrópicos na
identificação da variabilidade.
O IPCC - Intergovernmental Panel on Climate Change - Painel Intergovernamental
sobre Mudanças Climáticas (2001) adota como definição de modificação climática as
mudanças de clima ao longo do tempo consequentes da variabilidade natural e, ou, resultado
das atividades humanas. Já outros pesquisadores ou grupos como Framework Convention on
Climate Change consideram para o mesmo termo a definição de mudanças relacionadas direta
ou indiretamente à atividade humana que influenciam a variabilidade climática natural
observada num determinado período.
Essas distintas definições refletem a dificuldade de separar o efeito antrópico sobre a
variabilidade climática natural. Desse modo pode-se utilizar variabilidade climática como
terminologia referente às mudanças do clima em função das condicionantes naturais do globo
29
terrestre e suas interações, e modificação climática como terminologia referente às alterações
da variabilidade climática por causa das atividades humanas.
De acordo com Bertoni e Tucci (2003), a observação dos processos hidrológicos de
diferentes autores sobre recursos hídricos baseia-se na homogeneidade das séries hidrológicas,
ou seja, as estatísticas da série hidrológica não apresentam alteração ao longo tempo. Porém
essa dinâmica não é observada na realidade, pois a não homogeneidade das séries tem
aparecido devido a causas isoladas e combinadas, como modificação climática, falta de
representatividade das séries históricas na identificação da variabilidade natural dos processos
climáticos e, também, por alterações nas características físicas, químicas e biológicas de bacia
hidrográfica devido aos efeitos naturais e antrópicos.
2.3 El Niño Oscilação Sul (ENOS)
O El Niño Oscilação Sul (ENOS) consiste em um fenômeno de grande magnitude que
ocorre no oceano Pacífico equatorial, afetando o tempo e o clima em diversos locais do globo
terrestre (CANE, 2001).
Para Philander (1990) e Glantz (2001), o ENOS constitui-se de dois componentes, um
oceânico e outro atmosférico. O componente oceânico possui como característica as
anomalias da temperatura das águas superficiais do oceano Pacífico equatorial próximas à
costa Oeste da América do Sul, e, atualmente, é monitorado através da Temperatura da
Superfície do Mar (TSM). O componente atmosférico, também chamado de Oscilação Sul
(OS), foi primeiramente registrado na década de 1920, pelo matemático Sir Walker. Expressa
a relação inversa atuante entre a pressão atmosférica nos extremos leste e oeste do oceano
Pacífico, pois, quando a pressão encontra-se elevada a leste, usualmente ela se encontra baixa
a oeste e vice e versa. O Índice de Oscilação Sul (IOS) consiste em um dado informativo
utilizado no monitoramento do componente atmosférico que se caracteriza por apresentar
anomalias de pressão atmosférica na região de Darwin, norte da Austrália e do Taiti, na
Polinésia Francesa.
O fenômeno ENOS tem como ponto de partida o oceano Pacífico equatorial. Nessa
região, devido aos ventos alísios, que sopram de leste a oeste, ocorre um padrão de circulação
oceânica tal que, nas proximidades da costa da América do Sul, as águas são
30
predominantemente geladas e, no extremo oposto, região da Indonésia e costa norte da
Austrália, as águas são predominantemente quentes. Essas diferenças de temperatura das
águas, entre a extremidade leste e a extremidade oeste do oceano Pacífico, causam diferenças
de pressão atmosférica sob a superfície e uma circulação secundárias da atmosfera, na região
conhecida como célula de Walker no sentido leste a oeste, com ascensão de ar no lado oeste
do Pacífico tropical e correntes descendentes do ar. Essa circulação atmosférica faz com que o
lado oeste do oceano Pacífico seja uma região de chuvas frequentes, resultando que, de forma
oposta, a parte leste, próxima à costa da América do Sul, seja uma região de chuvas escassas
(CUNHA, 1999).
O fenômeno ENOS apresenta duas distintas fases, a fase quente (ou positiva) e a fase
fria (ou negativa), representadas na Figura 4 e na Figura 5. A fase quente (ou positiva),
conhecida como El Niño, se caracteriza por um aquecimento das águas juntamente com a
diminuição da pressão atmosférica no Pacífico leste. A fase fria (ou negativa), chamada de La
Niña, se caracteriza por um resfriamento das águas e um aumento na pressão atmosférica na
parte leste do Pacífico (BERLATO; FONTANA, 2003; GRIMM et al., 1998).
Figura 4: Atuação do El Niño (fase quente) e La Nina (fase fria), com indicação da
temperatura da superfície do mar.
Fonte: Tiberiogeo (2008).
31
Figura 5: Fases do fenômeno ENOS, El Niño (fase quente) e La Nina (fase fria); as setas
indicam a direção dos ventos.
Fonte: Joint Institute for the Study of the Atmosphere and Ocean (2008).
Em anos de ocorrência de El Niño, observa-se um significativo enfraquecimento dos
ventos alísios na área do Pacífico equatorial. Com isso, ocorre o deslocamento ascendente da
célula de Walker para a região central do oceano Pacífico e as águas, que anomalamente
ficaram quentes pelo enfraquecimento do vento, evaporam e fazem com que as proximidades
da costa da América do Sul experimentem chuvas acima da normalidade, mais precisamente
nas regiões do Peru e Equador. Nos anos de manifestação do evento La Niña, ocorre uma
intensificação nos ventos alísios, a célula de Walker se intensifica causando um aumento no
carregamento de águas quentes para a região oeste do oceano Pacífico, resultando em chuvas
abaixo da normalidade na costa da América do Sul (BERLATO; FONTANA, 2003).
Diversos estudos comprovam que na região sudeste da América do Sul, que compõe o
sul do Brasil, sul do Paraguai, nordeste da Argentina e Uruguai, o fenômeno ENOS ocorre de
maneira intensa, principalmente, em relação à precipitação pluviométrica (RAO; HADA,
1990; STUDZINSKI, 1995; DIAZ et al., 1998; GRIMM et al., 1996).
De acordo com Oliveira e Satyamurty (1998), o impacto das fases quente e fria do
ENOS no Brasil apresenta-se principalmente na forma de precipitação pluviométrica das áreas
sul e nordeste. Em anos de ocorrência de El Niño, a precipitação fica acima da normal
climatológica na região Sul, ao passo que na região Nordeste fica abaixo da normal; já, para
os anos de ocorrência de La Niña, acontece o contrário.
32
Embora ainda com pouca observação de dados no sul do Brasil, resultados da análise
de impactos dos fenômenos ENOS para diversas regiões do planeta sugerem que em anos de
El Niño ocorre excessiva quantidade de precipitação em relação à normal climatológica, ao
passo que, para os anos de La Niña, essa quantidade tende a apresentar uma queda, sendo esta
em geral inferior à normal pluviométrica (ROPELEWSKI; HALPERT, 1987).
Estudos de Grimm et al. (1996) assemelham-se aos estudos de Ropelewski e Halpert
(1987,1989), entretanto os primeiros utilizam um conjunto de dados de precipitação
pluviométrica significativamente denso. Trata-se de um somatório de 250 estações, na região
do Sul do Brasil. Este estudo reforça a evidência entre a relação do excesso de precipitação
nessa região com o fenômeno El Niño.
O Rio Grande do Sul está situado no extremo meridional do Brasil, localizado na
região sudeste da América do Sul, região na qual, na maioria dos anos de El Niño, a
precipitação pluvial fica acima da normal climatológica, com enchentes que podem ser
grandes em todo o estado, e, em anos de La Niña, a precipitação pluvial é abaixo da normal
climatológica, com fortes secas (BERLATO; FONTANA, 1999). Os mesmos autores
demonstraram que existem duas épocas de maior influência do ENOS sobre a precipitação
pluviométrica no RS: a primeira é nos meses de outubro-dezembro (início de ocorrência do
ENOS) e a segunda (final da ocorrência do ENOS), chamada de “repique”, é nos meses de
abril-junho. Há resultados que mostram ocorrência do maior número de dias com precipitação
no RS durante os eventos El Niño e do menor número de dias com precipitação durante os
eventos La Niña (ALMEIDA; FONTANA, 2000).
2.3.1 El Niño
O aquecimento ocasionado nas águas superficiais no oceano Pacífico central e oriental
é denominado El Niño. Em condições regulares, os ventos alísios dirigem-se de leste para
oeste pela extensão do Equador, acumulando água quente na camada superior do oceano
Pacífico tropical, nas proximidades da Austrália e da Indonésia. Com o aquecimento dessas
águas superficiais, a atmosfera fica consequentemente aquecida formando condições
favoráveis para a convecção e precipitação. Nos níveis mais altos da atmosfera, os ventos
33
passam de oeste para leste, completando assim a circulação na atmosfera de grande escala
chamada de Circulação de Walker (CPTEC, 2012).
Na maioria das vezes, o início de um episódio de El Niño é anunciado meses antes do
Natal devido ao aparecimento de águas de temperaturas mais elevadas do que o normal nas
proximidades da costa do Peru e do Equador (FERREIRA, 2005).
A denominação El Niño vem do espanhol e significa “o menino Jesus” e foi designada
ao fenômeno por pescadores peruanos, que observaram os sazonais aumentos da temperatura
das águas superficiais do oceano na época de Natal. Esse fenômeno ocorre em intervalos
irregulares de tempo, tipicamente, de três a cinco anos.
A diminuição da intensidade dos ventos alísios permite que a camada de águas
superficiais quentes do oceano Pacífico se desloque ao longo do Equador em direção à
América do Sul e, como é de se esperar, esse deslocamento de águas quentes tem importantes
repercussões na atmosfera. A convecção transporte de massa de ar destinada à precipitação,
que normalmente ocorre no oceano Pacífico ocidental acompanha as águas superficiais
quentes no deslocamento destas em direção à América do Sul, onde passa a ocasionar chuvas
mais abundantes do que o normal no Equador, Peru, e em outras regiões tropicais da América
do Sul. Dessa forma, na parte oeste do oceano Pacífico ocorre o sistema inverso, pois o
mecanismo de produção de precipitação cessa causando secas na Austrália e na Indonésia
(FERREIRA, 2005).
Observa-se na Figura 6 que, em alguns casos, que os ventos em superfície chegam a
trocar de sentido, ou seja, assumem a direção de oeste para leste. Ocorre um deslocamento da
região com maior formação de nuvens, e a célula de Walker fica bipartida. No oceano
Pacífico equatorial observa-se a presença de águas quentes em praticamente toda a sua
extensão. A temperatura fica menor junto à costa oeste da América do Sul, principalmente
pelo enfraquecimento dos ventos alísios.
34
Figura 6: Padrão de circulação observado em anos de El Niño na região equatorial do Oceano
Pacífico.
Fonte: Pacific Marine Environmental Laboratory (PMEL/NOAA).
A Figura 7 mostra a diferença entre os perfis de temperatura na extensão do Equador
durante o verão de um ano normal (sem a ocorrência de ENOS), 1996, e o verão de 1997, um
dos anos de ocorrência forte do fenômeno El Niño. Em 1996 as águas superficiais mais
quentes, com aproximadamente 30ºC, localizavam-se no Pacífico ocidental. Entretanto, no
Pacífico oriental, a temperatura das águas chegava a 20ºC. Durante o El Niño de 1997, as
águas superficiais mais quentes deslocaram-se para a parte central do oceano Pacífico
deixando as águas superficiais da parte leste do Pacífico aquecidas atingindo temperaturas
acima de 25ºC.
35
Figura 7: Comportamento da célula de Walker em condições normais (parte superior), em
condições de El Niño e La Niña (parte inferior).
Fonte: Ambiente Brasil (2012).
O El Niño faz com que as águas quentes aqueçam a atmosfera por vários meses. Como
resposta a esse aquecimento, a atmosfera produz uma alternância em seu padrão de sistemas
de baixa e alta pressão, os quais afetam profundamente a direção do vento local e inclusive as
condições da temperatura longe do Pacífico equatorial (FERREIRA, 2005).
De acordo com Ferreira (2005), diferentes impactos causados pelo fenômeno El Niño
podem ser observados na América do Sul. No noroeste do Peru, Equador e na Colômbia,
aumentos das chuvas e vazões dos rios são registrados e contrastados com registros ocorrência
de períodos de secas no planalto do Peru-Bolívia. No Brasil, a região Sul apresenta
precipitações abundantes, principalmente na primavera, e chuvas intensas no período de maio
a junho, acompanhado do aumento da temperatura média. Nas regiões Nordeste e Norte do
Brasil, há diminuição da precipitação e secas, aumentando o risco de incêndios nas florestas.
Todavia, na região Centro-Oeste do país há um moderado aumento das temperaturas médias,
porém não há padrão característico de mudanças de chuvas.
O fenômeno El Niño geralmente tem início no começo do segundo semestre de um
ano e termina no final do primeiro semestre do ano seguinte (GRIMM et al., 2000;
36
BERLATO; FONTANA, 2003; BERLATO et al., 2003). Para que a ocorrência do fenômeno
ENOS seja registrada existem vários critérios que definem as fases e a sua intensidade. De
acordo com o critério da National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), um
episódio de El Niño ou La Niña é definido pelo Índice do Niño Oceânico (INO) ou pelo
Índice Multivariado de ENOS (IME).
O INO é um dado resultante da média móvel trimestral da anomalia da temperatura da
superfície do mar (TSM). A TSM é coletada em quatro regiões do Pacífico e a região mais
utilizada para a pesquisa e monitoramento das águas oceânicas, que consiste na região
ilustrada na Figura 8, chamada de “Niño 3.4”. O El Niño caracteriza-se quando o Índice do
Niño Oceânico é registrado com 0,5°C e a La Niña passa a ser caracterizada quando o Índice
do Niño Oceânico é registrado com -0,5°C por, no mínimo, cinco meses consecutivos
(NOAA, 2012).
Figura 8: Região do oceano Pacífico onde é feito o monitoramento da temperatura da
superfície do mar (TSM).
Fonte: Golden Gate Weather Services (2008).
O IME , também conhecido Multivariate ENSO Index (MEI), consiste em um valor
que designa períodos de ocorrências dos fenômenos ENOS. Este valor foi desenvolvido a fins
de pesquisas e pode ser compreendido como a média das seis principais variáveis dentre as
características climatológicas observadas sobre o Pacífico tropical. Estas seis variáveis são:
nível do mar a pressão (P), componentes do vento da superfície zonal (U) e meridional (V),
temperatura da superfície do mar (TSM), a temperatura do ar na superfície do solo (A) e
fração de nebulosidade total do céu (C) (WOLTER, 1987).
37
Segundo Wolter e Timlin (1998), o valor do IME resulta em uma das medidas de
ENOS, integra mais informações do que outros índices, que refletem a natureza do sistema
acoplando o oceano Pacífico e atmosfera da região deste melhor do que qualquer um dos
componentes individuais. O IME é um valor calculado para cada mês com base em dois
meses, o atual e o anterior, consistindo, desse modo, em um valor de análise bimestral. Dessa
forma, o IME tem melhor representatividade do que outros índices de monitoramento geral do
fenômeno ENOS, pois inclui correlações em todo o mundo, com temperaturas de superfície e
de precipitação.
De acordos com os estudos de Salini (2011), para a definição da intensidade de cada
evento do fenômeno ENOS, deve ser utilizado um critério de cinco meses de valores de IME
dentro da mesma intensidade. Ou seja, durante um evento se faz necessário que um ou mais
meses tenham apresentado valores de IME dentro da mesma faixa de intensidade, quando o
índice for menor que 15, por no mínimo cinco meses consecutivos, o evento é caracterizado
como um evento de La Niña forte, e quando o índice for maior que 121, por no mínimo cinco
meses consecutivos, o evento é caracterizado por um evento de El Niño forte. Valores do
índice entre 46 e 90 classificam como eventos de neutralidade climática.
2.3.2 La Niña
O termo La Niña, designa a fase negativa do fenômeno ENOS, também de origem
espanhola, significa “a menina”. Este fenômeno caracteriza-se por ser o oposto do El Niño,
pois o último ocorre devido ao aumento da temperatura das águas do pacífico; Já a La Niña,
ocorre devido à diminuição da temperatura dessas águas, ocasionada pelo aumento da força
dos ventos alísios, pode ainda ser chamada de episódio frio, negativo ou El Viejo (“o velho”,
em espanhol).
Com o aumento da intensidade dos ventos alísios, o fenômeno de ressurgência,
constituído pelo afloramento das águas profundas do oceano (mais frias e com mais
nutrientes), das águas do oceano Pacífico tende a se intensificar, causando, dessa forma, a
diminuição da temperatura na superfície oceânica.
38
Além disso, as águas mais quentes são “empurradas” com maior força pela corrente
atmosférica, fazendo com que certa quantidade de água com a temperatura mais elevada se
acumule mais a oeste do que ocorreria normalmente.
Opostamente ao que se esperaria devido à afirmativa de La Niña ser o inverso do El
Niño, os efeitos resultantes nas correntes atmosféricas são praticamente os mesmos, pois há
uma maior concentração de águas quentes a oeste do Pacífico, gerando uma área onde a
evaporação também é maior. Desse modo, ocorre uma intensificação do processo da célula de
circulação de Walker, processo que faz com que o ar mais quente suba na região de águas
mais quentes, ao mesmo tempo em que o ar mais frio desce na região oposta, gerando um
ciclo. A Figura 9 apresenta um esquema das condições da atmosfera durante os episódios de
La Niña.
Figura 9: Esquema das condições da atmosfera em anos de ocorrência de La Niña.
Fonte: CPTEC (2012).
Outro ponto observado é que os valores das anomalias de temperatura na superfície do
mar (TSM) em anos de La Niña têm desvios menores comparados aos anos de ocorrência do
El Niño. Ou seja, enquanto para alguns anos de El Niño são observadas anomalias de até
4,5ºC acima da média, em anos de La Niña, as maiores anomalias observadas não
correspondem a 4ºC abaixo da média. Em geral, episódios de La Niña também têm frequência
de dois a sete anos, contudo geralmente apresentam-se em menor quantidade, em relação às
ocorrências do fenômeno El Niño, durante as últimas décadas. Além disso, os episódios de La
Niña têm períodos de aproximadamente nove a doze meses, e apenas alguns episódios
persistem por mais que dois anos (CPTEC, 2010).
39
Ainda de acordo com o CPTEC (2010), na América do Sul os impactos de La Niña
também podem ser percebidos. Na Colômbia costumam ocorrer precipitações abundantes e
enchentes. No oeste da Argentina e do Chile, de outubro a dezembro, ocorre diminuição na
quantidade de chuva, e no Peru e no Uruguai a tendência também é a diminuição das chuvas,
ocasionando secas intensas.
Os efeitos de La Niña no Brasil divergem daqueles causados pelo El Niño, pois nas
regiões Norte e Nordeste ocorrem precipitações mais abundantes e aumento da vazão dos rios,
ao passo que na região Sul ocorrem secas prolongadas. Na região Centro-Oeste, os efeitos são
pouco previsíveis, podendo variar de ocorrência para ocorrência.
A região que experimenta grande quantidade de chuva durante o evento La Niña é a
extensão que vai do oeste do oceano Pacífico a nordeste do oceano Índico passando pela área
da Indonésia. A faixa que compreende os movimentos descendentes da célula de Walker é no
Pacífico equatorial e oriental. Como isso, é de suma importância ressaltar o aumento da
intensidade desses movimentos descendentes da célula de Walker na região do Pacífico
equatorial oriental, que ficam mais fortes que o normal e acabam por inibir,
significativamente, a formação de nuvens de chuva na parcela leste do oceano Pacífico
(CPTEC, 2010).
De acordo com Reckziegel (2007), entre os anos de 1980 e 2005, foram registradas
2.836 ocorrências de desastres desencadeados por estiagens; os anos 2004 e 2005 tiveram
registros dos maiores números de municípios atingidos por estiagens, com 458 e 406
ocorrências, respectivamente. Para o estado de Santa Catarina, no período de 1980 a 2003
ocorreram 492 estiagens (HERRMANN, 2006). Percebe-se, dessa forma, que os eventos de
estiagens são concomitantes aos períodos de ocorrência de ENOS e a influência que este
apresenta no clima do planeta.
Segundo a Coordenadoria de Defesa Civil do Paraná (2008), no período de 1980 a
2006, no estado do Rio Grande do Sul, foram registradas 327 ocorrências de desastres
desencadeados por estiagens, sendo os anos com maior escassez de chuva 1984, 2005 e 2006.
O período entre 1988-1989 classificou-se como de forte atuação da fase negativa do
fenômeno ENOS (La Niña) e, assim, apresentou desvios negativos de precipitação na região
Sul, ou seja, períodos de baixa precipitação. As anomalias negativas de precipitação foram
identificadas no inverno e na primavera de 1988 (CPTEC, 2010).
40
2.3.3 Normalidade climática
A normalidade climática, também chamada de normal climatológica, nos anos neutros
ou normais representa períodos de tempos, quando não há ocorrência de nenhum fenômeno
climático, ou seja, nesses anos não há influência de nenhum fenômeno ENOS (CPTEC/INPE,
2012).
Nos anos de neutralidade climática, o padrão de circulação dos ventos alísios atua nos
baixos níveis da atmosfera e sopram na faixa equatorial no sentido leste a oeste. Esses ventos
sopram de nordeste no hemisfério Norte e de sudeste no hemisfério Sul. Os ventos alísios
contribuem para a formação de uma extensa faixa de nebulosidade conhecida por Zona de
Convergência Intertropical (ZCIT). No Pacífico equatorial, esses ventos também favorecem o
acúmulo de águas mais quentes na região próxima à Austrália e à Indonésia, causando um
pequeno aumento da média do nível do mar nesta região do Pacífico (CPTEC/INPE, 2012).
Em condições normais, a temperatura da superfície do mar (TSM) no oceano Pacífico
é mais baixa na região leste, próximo à costa oeste da América do Sul, e mais elevada entre a
parte central até o setor oeste, próximo ao continente australiano e na região da Indonésia. Por
essa razão, águas mais frias se encontram na região do Pacífico equatorial leste e águas mais
quentes, no Pacífico equatorial oeste (CPTEC/INPE, 2012).
Já nas camadas superficiais do Oceano Pacífico, forma-se uma zona de passagem das
águas superficiais, mais quentes, e as águas profundas, mais frias. Esta zona de transição,
conhecida como “termoclima”, apresenta temperatura constante, igual a 20ºC. Ao longo do
oceano Pacífico equatorial, há um aprofundamento da termoclima, cuja altura pode variar de
50m, nas proximidades da costa sul-americana e de até níveis da ordem de 200m na faixa
ocidental desse oceano. A inclinação da termoclima pode ser explicada pela ação dos ventos
alísios que, ao “empurrar” as águas mais quentes para oeste, faz, desse modo, com que as
águas mais frias aflorem próximo à costa oeste da América do Sul. Este mecanismo é
conhecido pelos oceanógrafos como ressurgência (CPTEC/INPE, 2012).
Em condições normais, as águas mais quentes sobre a faixa oeste do oceano Pacífico
equatorial induzem a circulação da célula de Walker, que é constituída por um ramo de ar
quente ascendente sobre a Austrália e a região da Indonésia, onde ocorre a formação de
nuvens de grande desenvolvimento vertical, fluindo de oeste para leste nos altos níveis da
troposfera e descendo próximo à costa da América do Sul, como ilustra a Figura10.
41
Figura 10: Esquema das condições da atmosfera em anos normais de circulação dos ventos.
Fonte: CPTEC (2012).
O fenômeno de ressurgência, citado anteriormente, transporta as águas mais profundas
do oceano para a superfície. As águas mais frias contêm maior quantidade de oxigênio
dissolvido e estão carregadas de nutrientes e microrganismos deslocados de maiores
profundidades do mar, que vão, consequentemente, servir de alimento para os animais
marinhos daquela região. Esse é um dos fatores que torna a costa oeste da América do Sul
uma das regiões mais piscosas do mundo. Assim sendo, uma cadeia alimentar é originada a
partir dessa ressurgência, pois os pássaros que vivem naquela região se alimentam dos peixes,
que, por sua vez, se alimentam dos microrganismos e nutrientes do entorno (CPTEC/INPE,
2012).
2.3.4 ENOS e os efeitos nos recursos hídricos
Segundo Aguiar (2005), a água, hoje já conhecida pela humanidade como um bem
limitado e tão disputada em períodos de estiagem, merece atenção de todos e em todos os
aspectos. “A disponibilidade dos recursos hídricos é fator fundamental para o
desenvolvimento da humanidade. Hoje se sabe que esses recursos são limitados e têm um
papel significativo no desenvolvimento econômico e social” (AGUIAR, 2005).
A superabundância de água, em períodos de enchentes, ou a sua escassez, em períodos
de seca, traz preocupações e grandes prejuízos à população atingida. Diversos estudos
apresentam as mudanças climáticas como influenciadores dos regimes pluviométricos, assim
42
como parte da alteração do ciclo hidrológico. A pesquisa de Melo (1990) trata como possível
a identificação, com o avanço da tecnologia, de que a ocorrência de secas está ligada a
fenômenos como o ENOS e com outros fenômenos como o Dipolo Atlântico, que se trata do
aquecimento e, ou, esfriamento do Atlântico norte/sul.
O El Niño, por se tratar de um fenômeno meteorológico de escala global, resultante de
um anormal aquecimento do oceano Pacífico, vem provocando modificações no regime de
chuvas em várias partes do planeta. No Brasil, ocorre um aumento de chuvas na região Sul e
uma redução nas regiões Norte e Nordeste, como a grande seca no Nordeste e as enchentes
em Santa Catarina, como a que ocorreu no ano de 1983. Em geral, o El Niño, embora
considerado de magnitude fraca, em 1992-93 atingiu uma área de 800 mil quilômetros
quadrados e afetou a vida de 8 milhões e 500 mil pessoas (MELO, 1990).
Diversos detalhes que formam o evento El Niño já haviam sido estudados desde a
década de 1920, porém foi no final da década de 1960 que Jacob Bjerknes, professor da
Universidade da Califórnia, observou uma ligação entre as temperaturas quentes na superfície
do mar e os fracos ventos de leste para oeste e as condições de demasiada precipitação. A
teoria de Bjerknes, juntamente aos estudos de Walker, era parte de um mesmo todo, o
fenômeno ENOS. Desse modo, as pesquisas concluem que esse fenômeno de aquecimento
das águas do Pacífico age como obstáculo para que a chuva caia sobre o nordeste (MELO,
1990).
Santos e Silva et al. (2010), no estudo de avaliação mensal do regime térmico e hídrico
do solo na região amazônica, em anos de eventos extremos, garantem que a temperatura e a
umidade do solo apresentam variabilidades bem distintas em anos de ocorrência dos
fenômenos El Niño e La Niña em relação ao anos de normalidade climática.
Nos períodos de grandes ocorrências de chuvas e nos períodos de pequenas
ocorrências de chuvas, o comportamento dessas variáveis também se distingue, mostrando a
influência de eventos ENOS, na região amazônica, pois, em geral, as temperaturas tendem a
diminuir nessa região durante a estação mais chuvosa e em anos de La Niña. Por outro lado,
os valores da umidade do solo aumentam nessa mesma estação, ao passo que, nas ocorrências
de El Niño, esses valores apresentam-se menores. Sendo assim, percebeu-se ainda que no ano,
considerado como neutro, os valores das médias mensais de temperatura e umidade do solo
são maiores, respectivamente, quando comparadas com o ano de ocorrência de El Niño, em
que esse comportamento ocorre de forma oposta quando comparado com o ano de ocorrência
de La Niña (BARBIERI et al., 2005).
43
O estudo de Barbieri et al. (2005) apresenta que o El Niño e La Niña estão dentre os
fatores responsáveis pela alternância da variabilidade da precipitação pluviométrica no sul do
país. As bruscas e graduais enchentes registradas nos estados da região Sul no período de
1997-1998 foram causadas principalmente pelo incremento de precipitação gerado pela
influência do El Niño.
44
3 METODOLOGIA
3.1 Fluxograma de pesquisa
Para a elaboração do presente estudo, inicialmente, uma ampla quantidade de dados de
precipitação pluviométrica foi levantada e avaliada. A partir desses dados, realizou-se uma
relação entre informações de ocorrência e intensidade do fenômeno ENOS (El Niño, La Niña)
com a precipitação registrada em cada uma das sessenta estações pluviométricas da Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai analisadas durante o período de 1970 a 2005.
A metodologia do presente estudo foi subdividida em etapas apresentadas no
fluxograma da Figura 11, que apresenta as atividades desempenhadas no estudo.
46
O fluxograma apresenta a obtenção dos dados de precipitação da região estudada, o
tratamento destes, o preenchimento das falhas de registro de dados coletados, a obtenção dos
dados de ocorrência e intensidade do fenômeno ENOS (El Niño e La Niña) para os anos de
estudo e as respectivas intensidades desses, a obtenção das variáveis hidrológicas como a
média diária mensal de precipitação para cada estação pluviométrica, a máxima mensal de
precipitação para cada estação pluviométrica, a média diária mensal global das estações, a
máxima mensal global das estações, a frequência de dias com chuva, a análise entre a relação
de dados obtidos para a intensidade de ENOS e para períodos de maior incidência de
precipitação e a distribuição da incidência de precipitação na região de estudo.
A seguir, encontra-se um maior detalhamento de cada etapa do trabalho realizado.
3.2 Obtenção de dados
A coleta de dados consiste em informações organizadas recolhidas; normalmente
referem-se a resultados da experiência ou observação de outras informações dentro de um
sistema de computador. Os dados baseiam-se em valores coletados para serem posteriormente
analisados.
Neste estudo a coleta de dados foi realizada para as ocorrências de precipitação na área
de estudo e para as ocorrências do fenômeno ENOS.
3.2.1 Ocorrência de precipitação
Informações referentes à precipitação foram obtidas a partir de dados do Hidroweb
Sistema de Informações disponibilizado pela Agência Nacional das Águas (ANA), através do
site hidroweb (hidroweb.ana.gov.br). Todos esses dados fazem parte das séries históricas
diárias e foram mensurados através de pluviômetros instalados nas respectivas estações
pluviométricas, que apresentam dados de medida de chuva em milímetros.
47
3.2.1.1 Tratamento de dados
Os registros de precipitação da região de estudo foram disponibilizados, através do
Sistema de Informações Hidroweb, em formato de planilhas eletrônicas Microsoft Office
Access. Para uma melhor leitura dos valores fornecidos, essas planilhas foram exportadas
para o Microsoft Office Excel® e, dessa forma, através de dados diários de precipitação foram
montadas as séries mensais para os postos em questão.
3.2.1.1.1 Preenchimento de falhas
As estações pluviométricas com períodos de falhas, devido à existência de dias sem
observação, em razão de o aparelho encontrar-se danificado ou por impedimento do
observador, foram excluídas da observação deste estudo. Dessa forma, para a execução das
análises intencionadas, realizou-se uma triagem dentre as estações pluviométricas,
disponibilizadas pela ANA, pois é de fundamental importância que os dados analisados
tenham a melhor representatividade possível do comportamento da precipitação na bacia
hidrográfica estuda.
3.2.2 Ocorrência dos fenômenos ENOS
Os dados referentes às ocorrências do fenômeno ENOS (El Niño, La Niña e anos de
neutralidade) foram coletados no Global Historical Climate Network (GHCN/NCDC/NOAA),
no site do NOAA (http://www.esrl.noaa.gov). Esse meio de busca foi selecionados devido à
confiabilidade de informações que disponibiliza em meio digital de interesse científico.
Os dados disponibilizados pelo NOOA representam valores relativos a períodos
bimestrais de início e fim de cada ocorrência do fenômeno ENOS, juntamente com a
intensidade de cada evento durante os anos adotados para estudo. Os valores levantados para a
48
caracterização, ou não, da ocorrência do fenômeno ENOS são classificados pelo Índice
Multivariado de ENOS (IME), definidos na revisão da literatura (Capítulo 2).
A utilização do IME foi definida por esse apresentar uma média das seis principais
variáveis dentre as características climatológicas observadas sobre o Pacífico tropical, que
são: nível do mar a pressão (P), componentes do vento da superfície zonal (U) e
meridional (V), temperatura da superfície do mar (TSM), a temperatura do ar na superfície do
solo (A) e fração de nebulosidade total do céu (C). Ao passo que, o Índice do Niño Oceânico
(INO) compreende apenas a média da anomalia da temperatura da superfície do mar (TSM).
Para se avaliar as ocorrências dos eventos ENOS, o Global Historical Climate
Network (GHCN/NCDC/NOAA) indica adotar para os bimestres que expressam valores de
IME entre 1 e 45, La Niña, para os bimestres que expressam valores de IME entre 46 e 90,
anos normais, e para os bimestres que apresentam os valores de IME mais elevados, entre 91
e 135, corresponderam à ocorrência de El Niño.
Com base nos resultados obtidos nesta análise de dados de ENOS, aferiram-se quantos
eventos de El Niño e La Niña ocorreram durante o tempo de estudo. Com isso, pôde-se
elaborar um gráfico com a quantidade de meses nos quais cada fenômeno ocorreu e outro com
a quantidade de períodos de ocorrência de cada fenômeno.
3.2.2.1 Intensidade
Através do IME também analisou-se a intensidade dos eventos ENOS, que foi
classificada nas classes fraca, moderada e forte através dos valores IME e de acordo com os
critérios de classificação da Tabela 2 abaixo, estabelecidos com critério do NOAA.
49
Tabela 2: Classificação de intensidade do fenômeno ENOS.
Evento Valor do IME Intensidade
La Niña
El Niño
31 a 45
16 a 30
1 a 15
Fraca
Moderada
Forte
91 a 105
106 a 120
121 a 135
Fraca
Moderada
Forte
Fonte: NOAA (2012).
Por meio desse levantamento de intensidade, elaborou-se um gráfico com a quantidade
de meses para as intensidades forte, moderada e fraca que cada fenômeno obteve. Pôde-se
também elaborar outro gráfico com as intensidades dos fenômenos durante seus períodos de
ocorrência, de acordo com descrição dos valores de IME da revisão de literatura (Capítulo 2).
3.3 Obtenção das variáveis hidrológicas
Através dos dados obtidos das séries históricas de precipitação, juntamente com os
históricos de ocorrências do fenômeno ENOS, traçou-se um paralelo de informações na busca
por parâmetros que evidenciem a influência de um sobre o outro.
As variáveis estudadas dos dados obtidos são as médias e máximas mensais diárias
para as ocorrências de cada fenômeno ENOS em cada estação pluviométrica e as médias
diárias mensais e máximas mensais para os anos de ENOS considerando todas as estações
pluviométricas.
50
3.3.1 Cada estação pluviométrica
Para cada uma das estações pluviométricas da região de estudo, analisaram-se as
médias de precipitação mensal diária e as máximas mensais durante os eventos de El Niño, La
Niña e, também, para os anos de neutralidade climática.
3.3.1.1 Médias diárias mensais
Para a obtenção das médias, utilizou-se o método da média aritmética, que consiste na
forma mais simples de determinação da precipitação média em uma bacia hidrográfica para
determinado evento climático. A média aritmética foi obtida dividindo-se a soma das
observações diárias mensais acumuladas pelo número do total de dias do mês para cada
estação pluviométrica.
A precipitação média é calculada pela seguinte equação:
Os gráficos plotados cruzam informações da quantidade média de chuva, em
milímetros, em determinado evento de El Niño, de La Niña, e também para períodos sem a
ocorrência desses eventos, considerados como anos neutros, ou normais, com os meses de
início de evento interligados em cada uma das ocorrências do fenômeno ENOS.
3.3.1.2 Máximas diárias mensais
As máximas mensais das séries históricas foram obtidas para cada uma das estações
pluviométricas estudadas durante os eventos de El Niño, La Niña e, também, para os anos de
neutralidade climática.
51
Com a obtenção dos valores dessas máximas diárias mensais, plotaram-se gráficos, um
para cada estação, com as máximas de precipitação calculadas durante o fenômeno ENOS na
Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai.
3.3.2 Global das estações
As médias diárias mensais e as máximas mensais das séries históricas foram
calculadas para todas as estações pluviométricas do estudo durante os eventos de El Niño, La
Niña e, também, para os anos de neutralidade climática.
3.3.2.1 Médias diárias mensais
Com as médias diárias mensais de todas as estações, foi plotado um gráfico global das
estações o qual cruza informações da quantidade média de chuva, em milímetros, em
determinado evento de El Niño, de La Niña, e também para períodos sem a ocorrência desses
eventos, considerados como anos neutros, ou normais, com os meses de início de evento
interligados em cada uma das ocorrências do fenômeno ENOS.
Esse gráfico permite a análise das estações pluviométricas de maneira ampla na área
de estudo, pois pode-se analisar a continuidade, ou descontinuidade, dessas médias para
diferentes localidades da bacia hidrográfica analisada.
3.3.2.2 Máximas diárias mensais
Através das máximas mensais das séries históricas global das estações pluviométricas
durante os eventos de El Niño, La Niña e, também, para os anos de neutralidade climática, foi
plotado um gráfico que permitirá a visualização do comportamento da precipitação máxima
de maneira ampla na área de estudo.
52
3.4 Frequência de dias com precipitação
Através dos valores de precipitação obtidos no Sistema de Informações Hidroweb da
Agência Nacional das Águas (ANA), pôde-se analisar a quantidade de dias sem chuva
ocorridos durantes o fenômeno ENOS e os anos de normalidade climática. Para a realização
da análise da frequência de dias com precipitação, segregaram-se os dados de dias nos quais
não houve nenhum registro de precipitação daqueles nos quais houve esse registro. Com isso,
calculou-se a média dos dias em que houve a ocorrência de chuvas durante os fenômenos
acima citados. Com base nessas informações, foram plotados gráficos para a identificação
dessa frequência de dias chuvosos.
Para melhor compreensão das informações desta análise, dados das estações
pluviométricas que não possuem registros de precipitação com início no ano de 1970 foram
excluídos deste item de pesquisa. Sendo assim, para a mensuração da frequência de dias
chuvosos, consideraram-se apenas as estações pluviométricas que apresentaram dados
históricos consistentes entre os anos de 1970 a 2005.
Plotaram-se gráficos para a análise. O primeiro gráfico ilustra qual dos fenômenos
apresenta maior média de dias chuvosos. O segundo, dias de precipitação do mês que
acumulou maior quantidade de dias chuvosos para cada fenômeno. O terceiro, com meses sem
precipitação em relação aos meses estudados. E, por fim, o quarto, e último, um gráfico com a
comparação de dias com incidência de precipitação para os meses janeiro e julho durante os
episódios ENOS e para os períodos de normalidade climática. Estes meses foram escolhidos
por pertencerem a uma estação do ano distinta, e extrema, pois janeiro pertence ao verão e
julho, ao inverno.
3.5 Relação entre frequência de precipitação e intensidade de ENOS
Através dos dados obtidos nos itens anteriores, referentes às intensidades do fenômeno
ENOS, de acordo com o índice IME, juntamente com a frequência de dias chuvosos, realizou-
se uma relação entre essas intensidades e as maiores incidências de precipitação nas estações
pluviométricas. Para a realização desta observação a relação obtida através da média de dias
53
com a incidência de precipitação para durantes os meses de ENOS e da porcentagem de meses
com chuva durante o mesmo fenômeno foram plotadas em gráficos.
3.5.1 Média de dias com chuva
Para analisar a relação entre as médias de dias com precipitação durante os meses de
ENOS, elaborou-se um gráfico, com valores das médias de dias com precipitação durante o El
Niño, este em suas decorrências normais, desconsiderando a intensidade de cada evento e,
também, considerando só sua intensidade forte. Com esse comparativo, pôde-se perceber a
distinção da quantidade de dias com precipitação entre as variações de intensidade do
fenômeno. Fez-se também a mesma comparação entre os dados de frequência de chuvas e
intensidade dos eventos para o fenômeno La Niña.
3.5.2 Porcentagem de meses sem chuva
Através dos dados dos meses sem índice de dados de chuva ao longo dos eventos
ENOS, para os anos de estudo com as intensidades dos fenômenos El Niño e La Niña,
elaborou-se um gráfico com as porcentagens de meses sem chuva durante a ocorrência desses
respectivos fenômenos.
3.6 Distribuição da influência de ENOS na precipitação
Com o resultado dos cálculos e das análises feitas através das etapas anteriores da
metodologia, elaboraram-se mapas com as alterações que o fenômeno ENOS provoca nas
diferentes áreas da bacia hidrográfica deste estudo. Estes foram elaborados para avaliar as
estações pluviométricas que obtiveram comportamento esperado para os respectivos
fenômenos, através das informações apresentadas na revisão da literatura (Capítulo 2).
54
Os gráficos desta análise foram produzidos no sistema de informação geográfica
Arcgis® produzido pela ESRI.
3.6.1 Precipitações médias para El Niño
Para a elaboração do mapa para a precipitação média para o El Niño, foram separadas
as estações que obtiveram média de precipitação diária mensal, dos períodos de ocorrência
desse fenômeno, superior à média diária mensal dos períodos de neutralidade climática. A
análise do mapa possibilita a designação da influência do fenômeno sobre a incidência de
precipitação na região estudada.
3.6.2 Precipitações médias para La Niña
Para a análise da influência causada pelos eventos de La Niña, foram separadas as
estações que obtiveram média de precipitação diária mensal, durante esse fenômeno, inferior
às médias diárias mensais dos períodos de normalidade climática e, através dessas
informações, plotou-se um mapa para a designação da influência do respectivo fenômeno
sobre a incidência de precipitação na região de estudo.
3.6.3 Precipitações máximas para El Niño
Para a elaboração do mapa de precipitação máxima para o El Niño, foram separadas as
estações que obtiveram máximas de precipitação mensal, dos períodos de ocorrência desse
fenômeno, superior às máximas mensais dos períodos de neutralidade climática. A análise do
mapa possibilita a designação da influência do fenômeno sobre a incidência de precipitação
na região estudada.
55
3.6.4 Precipitações máximas para La Niña
Para a análise da influência causada pelos eventos de La Niña, foram separadas as
estações que obtiveram máxima de precipitação mensal, durante esse fenômeno, inferior às
máximas mensais dos períodos de normalidade climática e, através dessas informações,
plotou-se um mapa para a designação da influência do respectivo fenômeno sobre a incidência
de precipitação na região de estudo.
3.6.5 Amplitude entre as médias de El Niño e La Niña
Para analisar a amplitude entre as médias da fase positivas e negativas do fenômeno
ENOS, calculou-se a diferença entre as médias de precipitação diária entre o El Niño e a La
Niña, subtraiu-se o primeiro pelo segundo. Os valores foram plotados em um gráfico para a
distinção dos respectivos resultados.
Com a análise desse gráfico, poderá ser observada a amplitude entre as diferenças das
duas fases do fenômeno ENOS e, com isto, quais estações apresentam comportamento
característico segundo a revisão da literatura (Capítulo 2), ou seja, a estação que apresenta
maiores médias pluviométricas durante o El Niño e menores médias nas ocorrências de La
Niña.
Elaboraram-se mapas com as demarcações das cidades onde se observaram maiores e
menores amplitude dos resultados obtidos para a precipitação em determinada intensidade de
ocorrência dos fenômenos. O primeiro mapa apresenta as estações pluviométricas que
obtiveram diferença entre os índices de médias diárias mensais de El Niño e La Niña maior
que 3mm; o segundo refere-se às estações que obtiveram diferença entre os índices de médias
diárias mensais de El Niño e La Niña maior que 2mm e, por fim, o último apresenta as
estações pluviométricas que obtiveram diferença entre os índices de médias diárias mensais
de El Niño e La Niña menor que 0,5mm.
56
3.7 Resultados
Através dos dados coletados, calcularam-se os valores para a análise dos resultados da
influência do fenômeno ENOS utilizando como referência o período de tempo do estudo.
57
4 ESTUDO DE CASO
Neste capítulo será aplicada a metodologia proposta em um estudo de caso.
Primeiramente, a Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai será caracterizada juntamente com a
área de estudo, que é delimitada pelas sub-bacias existentes no território do Rio Grande do
Sul; posteriormente serão apresentadas as informações analisadas referentes ao fenômeno
ENOS e à precipitação nessa bacia.
4.1 Caracterização da Bacia do Rio Uruguai
A Bacia do Rio Uruguai consiste na área de captação de recursos hídricos que
convergem para a região do Rio Uruguai e seus afluentes, e que, por consequência de fluxo,
tem sua foz na Bacia Hidrográfica do Rio da Prata, ou Mar del Plata, fora do território
brasileiro.
Abaixo, na Figura 12, há uma imagem da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai inserida
no mapa do continente sul-americano.
Figura 12: Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai
Fonte: Machado (2006).
58
De acordo com os dados da Agência Nacional das Águas (ANA), a Bacia do
rio Uruguai possui em sua nascente a denominação de rio Pelotas, que se localiza na Serra
Geral, a 65 km a oeste de proximidade com oceano Atlântico, o qual recebe posteriormente
em seu curso as águas do rio Canoas e passa a partir daí a receber o nome de rio Uruguai.
A Bacia do rio Uruguai tem seu conjunto de terras entre os meridianos de 49º 30’ e 58º
15’ W e entre os paralelos de 27º e 34º latitude Sul. Consiste em uma área de
aproximadamente 384.000 km² de abrangência, dos quais 174.494 km² situam-se no Brasil,
onde abrange 384 municípios dos estados do Rio Grande do Sul e de Santa Catarina, o que
equivale a 2% do território brasileiro. Sua fração brasileira estende-se na região Sul,
compreendendo 46.000 km² do estado de Santa Catarina e 130.000 km² no estado do Rio
Grande do Sul. As principais cidades brasileiras localizadas na Bacia são Lages e Chapecó, no
estado de Santa Catarina, e Uruguaiana, São Borja, Bagé e Santana do Livramento, no estado
do Rio Grande do Sul. A Figura 13 ilustra a Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai.
Figura 13: Região Hidrográfica do Uruguai – rede hidrográfica.
Fonte: Panorama da qualidade das águas superficiais no Brasil / ANA, (2005).
O Rio Uruguai serve como divisa entre a fronteira dos estados do Rio Grande do Sul e
Santa Catarina e, como mostra a Figura 14, a seguir, o mesmo também delimita o território
internacional entre Brasil, Argentina e Uruguai. O Rio Uruguai deságua no estuário Rio da
Prata, que corre em direção ao oceano Atlântico após percorrer uma trajetória de 1400 km.
59
Deste modo, com esse somatório de características, se classifica como um dos rios mais
importantes da hidrografia do Brasil.
Na Figura 14 esta uma imagem do Rio Uruguai.
Figura 14: Uruguai, principal rio dessa região hidrográfica.
Fonte: Brasil escola (2012).
A região hidrográfica do Uruguai possui um grande potencial hidrelétrico, com uma
capacidade total de produção de 40,5 KW/km². Considerando as parcelas energéticas
brasileiras e argentinas, apresenta uma das maiores relações de energia/km² do mundo.
4.1.1 Descrição geral da bacia
A Figura 15 apresenta o as divisões de bacias e sub-bacias do território do Rio Grande
do Sul e, a Figura 16, a topografia hidrológica desta mesma região.
60
Figura 15: Bacias e sub-bacias hidrográficas do Rio Grande do Sul.
Fonte: Relatório anual sobre a situação dos recursos hídricos no estado do Rio Grande do Sul
(2008).
Figura 16: Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai no Rio Grande do Sul..
Fonte: Secretaria Estadual do Meio Ambiente (2007).
De acordo com os dados da Fundação Estadual de Proteção Ambiental (Fepam)
(2012), a Região Hidrográfica do Uruguai abrange uma área de aproximadamente 127.031,13
km², localizada na porção norte, noroeste e oeste do território rio-grandense com, equivalente
a 47,88 % da área do estado. A população total beneficiada pela bacia está estimada em
61
2.416.404 habitantes, que equivale a 23,73 % da população do estado, distribuídos em 286
municípios, com uma densidade demográfica em torno de 19,02 hab/km².
Esta Região está subdividida em nove sub-bacias hidrográficas: Apuauê-Inhandava
(U-10), Passo Fundo-Várzea (U-20), Turvo-Santa Rosa-Santo Cristo (U-30), Butuí-Piratinim-
Icamaquã (U-40), Ibicuí (U-50), Quaraí (U-60), Santa Maria (U-70), Negro (U-80) e Ijuí (U-
90).
As áreas dessas bacias hidrográficas são apresentadas na Tabela 3. Os valores
referentes às áreas foram calculados a partir da base cartográfica oficial do estado, na escala
1:250.000, através do Sistema de Informações Geográficas (SIG) estruturado para o Plano
Estadual de Recursos Hídricos e compatibilizada com o IBGE.
Tabela 3: Áreas das bacias hidrográficas integrantes da região hidrográfica do Rio Uruguai.
Bacia Hidrográfica Área (km²) Participação (%)
Apuauê-Inhandava 14.510,51 11,48
Passo Fundo 4.847,25 3,83
Turvo-Santa Rosa-Santo Cristo 10.824,02 8,56
Piratinim 7.647,26 6,05
Ibicuí 35.041,38 27,71
Quaraí 6.658,78 5,27
Santa Maria 15.665,92 12,39
Negro 3.005,24 2,38
Ijuí 10.704,60 8,47
Várzea 9.508,42 7,52
Butuí-Icamaquã 8.025,76 6,35
Total da Região Hidrográfica 126.439,14 100,00
Fonte: Plano Estadual de Recursos Hídricos. Ecoplan, 2006.
Nesse contexto, as principais atividades econômicas desenvolvidas estão relacionadas
principalmente com a agricultura, com enfoque nas culturas do arroz irrigado, na Bacia
Hidrográfica dos rios Butuí-Piratinim-Icamaquã, Santa Maria, Ibicuí e Quaraí, e soja e milho,
nas dos rios Ijuí, Turvo-Santa Rosa-Santo Cristo, Passo Fundo-Várzea e Apuauê-Inhandava.
62
O uso dos recursos hídricos destaca-se, também, para a geração de energia,
especialmente no Alto Vale do Rio Uruguai. Além destes, devem-se ressaltar os impactos
ambientais relativos ao lançamento de esgoto doméstico in natura, nos principais centros
urbanos, e de origem rural, especialmente gerado pela suinocultura, os quais comprometem a
qualidade das águas nessa região. Também é importante destacar a acentuação dos processos
erosivos, o assoreamento dos ecossistemas aquáticos e a contaminação por agrotóxicos, além
de problemas relacionados com a mineração.
4.2 Obtenção de dados
A obtenção de dados deste estudo de caso foi efetuada para as ocorrências de
precipitação na Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai e para as ocorrências dos fenômenos
ENOS durante o tempo de estudo.
O armazenamento e a organização dos dados, e suas respectivas análises, foram
realizados através do programa Microsoft Office Excel®. Os dados neste estudo consistem
em valores coletados para serem posteriormente analisados.
4.2.1 Ocorrência de precipitação
As séries hidrológicas, dos dados de precipitação das sessenta estações pluviométricas
da Bacia do Rio Uruguai, pertencentes ao estado do Rio Grande do Sul, foram obtidas em
junho de 2012 no site do Sistema de Informações Hidrológicas Hidroweb da ANA,
comentado na metodologia (Capítulo 3).
No site da ANA, a aquisição dos dados inicia-se pela secção “Dados hidrológicos”,
através da tela principal mostrada na Figura17.
63
Figura 17: Tela principal do Sistema de Informações Hidrológicas Hidroweb.
Fonte: Agência Nacional das Águas, (2012).
A Figura 18 mostra telas que seguem o acesso para a obtenção dos dados da ANA.
64
Figura 18:Sequência de telas mostrando o caminho para o acesso e download
dos dados de precipitação para cada estação pluviométrica analisada.
Fonte: Agência Nacional das Águas, (2012).
Diversas estações pluviométricas da região da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai não
apresentam dados de precipitação diária. Desse modo, adotou-se a utilização dos dados de
sessenta estações pluviométricas em função de que os dados destas encontravam-se
disponíveis no site de coleta e, também, porque estas apresentavam melhor conjunto de
informações. As estações que, ao longo da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai, apresentaram
significativas falhas nas series de dados de chuva foram eliminadas da análise devido à
dificuldade do preenchimento de falhas.
A Figura 19 apresenta a localização das estações adotadas para este estudo.
65
Figura 19: Estações pluviométricas analisadas e suas respectivas localidades na Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai.
Fonte: Arcgis (2012).
As estações pluviométricas analisadas foram as seguintes: Barracão, Bom Jesus,
Esmeralda, Vacaria, Lagoa Vermelha, Paim Filho, Sananduva, Tapejara, Erebango, Itatiba do
Sul, Alto Uruguai, Carazinho, Carazinho Colônia Xadrez, Chapada, Giruá, Independência,
Liberato Salzano, Miraguaí, Palmeira das Missões, Porto Lucena, Sarandi, Tucunduva,
Caibaté, Catuípe, Condor, Cruz Alta, Ijuí Conceição, Ijuí Passo Faxinal, Itaqui, Santo Ângelo
Coimbra, Santo Ângelo Passo Major Zeferino, São Borja Fazenda Santa Cecília do Butuí, São
Borja Garruchos, São Borja Passo Novo, São Borja Passo do Sarmento, Tupaciretã, Alegrete
Passo Mariano, Cacequi, Cacequi Saica, Dom Pedrito, Dom Pedrito Torquato Severo, Dom
Pedrito Três Vendas, Itaqui Cachoeira Santa Cecília, Jaguari, Jaguari Ernesto Alves, Jaguari
Furna do Segredo, Manoel Viana, Quevedos Júlio de Castilhos, Rosário do Sul, Rosário do
Sul Granja, Santana do Livramento Fazenda, Santana do Livramento Santa Rita, Santiago,
Santiago Unistalda, São Francisco de Assis, Uruguaiana João Arregui, Uruguaiana Planalto
Alto, Alegrete Harmonia, Barra do Quaraí e Uruguaiana Fazenda Junco.
66
4.2.1.1 Tratamento de dados
Os registros de precipitação da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai foram obtidos em
junho de 2012. Para uma melhor leitura dos valores, as sessenta planilhas foram exportadas
para o Microsoft Office Excel®.
Cada estação analisada dentro da região de estudo foi disponibilizada pelo Sistema de
Informações Hidroweb, através de um arquivo de dados de precipitação em formato de banco
de dados Microsoft Office Access® no formato TXT, com sua respectiva série hidrológica
diária armazenado, que pode ser analisado na Figura 20. Na Figura 21, estão as mesmas
informações transportadas para o Microsoft Office Excel®.
Figura 20: Dados da estação pluviométrica Carazinho como modelo de como os dados
encontram-se antes do tratamento de dados.
Fonte: Hidroweb Sistema de Informações (2012).
67
Figura 21: Dados da estação pluviométrica Carazinho como modelo de como os dados se
encontram ao serem exportados para o Microsoft Office Excel®.
Fonte: Hidroweb Sistema de Informações (2012).
4.2.1.1.1 Preenchimento de falhas
Como a bacia hidrográfica do Rio Uruguai possui 498 estações pluviométricas
somente no Rio Grande do Sul, segundo a ANA (2012), fazer o preenchimento das falhas
encontradas seria bastante complexo e não está incluído dentre os objetivos do presente
estudo. Desse modo, realizou-se uma triagem dentre as estações pluviométricas, pois é de
fundamental importância que os dados analisados tivessem a melhor representatividade
possível da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai.
Estações que iniciaram a coleta de dados pluviométricos entre os anos de 1970 a 1980
foram utilizadas também, porém suas análises foram cautelosas na comparação com dados
observados desde o início do período de estudo, 1970.
4.2.2 Ocorrência dos fenômenos ENOS
Os dados referentes às ocorrências do fenômeno ENOS (El Niño e La Niña) e para os
períodos de neutralidade climática foram coletados no Global Historical Climate Network
68
(GHCN/NCDC/NOAA), através do site do NOAA (http://www.esrl.noaa.gov) acessado em
julho de 2012.
Na Tabela 4, estão representados os dados coletados através de uma planilha com
fileiras valores bimestrais. Estes são interpretados considerando que o valor mais baixo da
Tabela (1) denota a maior intensidade do evento La Nina, no caso para essa temporada
bimestral, ao passo que o mais alto valor da tabela (135) indicaria a maior intensidade do
evento El Niño. Para avaliar as ocorrências dos eventos ENOS, o Global Historical Climate
Network (GHCN/NCDC/NOAA) indica adotar para os bimestres que expressam valores de
IME entre 1 e 45, La Niña, para os bimestres que expressam valores de IME entre 46 e 90,
anos normais, e para os bimestres que apresentam os valores de IME mais elevados, entre 91
e 135, corresponderam à ocorrência de El Niño.
Tabela 4: Classificação das ocorrências do fenômeno ENOS de 1970 a 2005 através de
valores do IME.
Fonte: NOAA (2012).
69
Com base nos resultados obtidos nesta análise de dados de ENOS, durante o período
de estudo (36 anos) ocorreram 123 meses de neutralidade climática, 199 meses de El Niño e
110 meses de ocorrência de La Niña. Isso representa a ocorrência de 16,6 anos de El Niño,
10,2 anos de neutralidade climática, 9,2 anos de La Niña, significando que o período de
neutralidade climática obteve representatividade de 28,5% do período total de tempo
analisado, El Niño obteve 46% e o evento La Niña obteve 25,5% deste total. Estas relações
temporais podem ser percebidas na Tabela 5.
Tabela 5: Ocorrência temporal (meses) dos fenômenos climáticos.
Evento Meses Anos (%)
El Niño 199 16,6 46
La Niña 110 9,2 25,5
Normal 123 10,2 28,5
Total 432 36 100
A Figura 22 apresenta o gráfico dos valores de ocorrências mensais do fenômeno
ENOS e, abaixo, na Figura 23, está a representação dos valores de ocorrências do fenômeno
ENOS pelos períodos compreendidos entre seus respectivos inícios e fins.
0
50
100
150
200
Meses de Ocorrências
El Niño
La Niña
Neutralidade
Figura 22: Gráfico de meses de ocorrências do fenômeno ENOS.
70
0
5
10
15
20
25
Períodos de Ocorrências
El Niño
La Niña
Neutralidade
Figura 23: Gráfico de períodos de ocorrências do fenômeno ENOS.
4.2.2.1 Intensidade
Através do IME, a intensidade dos eventos também pôde ser analisada. Um exemplo é
na caracterização dos bimestres em dezembro-janeiro (DECJAN), o mais forte La Nina foi
gravado em 1974, ao passo o mais forte El Niño ocorreu em 1983. Fileiras com IME entre 1 e
41 denotam fortes condições de La Niña, enquanto IME entre 95 e 135 denotam forte
intensidade de El Niño (NOAA, 2012).
O levantamento de intensidade de cada mês obteve um somatório de 72 meses de El
Niño forte, 58 meses de El Niño moderado e 69 meses de El Niño fraco. Já para os meses
registrados com o evento de La Niña, ocorreram 27 meses de forte intensidade, 38 meses de
intensidade moderada e 45 meses com La Niña fraco. O período de neutralidade climática
obteve 123 meses, totalizando assim, 432 meses de estudo (entre os anos de 1970 a 2005).
Estes valores estão apresentados na Figura 24.
Figura 24: Gráfico de intensidade do fenômeno ENOS por meses de ocorrência.
71
Com a adoção do critério de 5 meses de valores de IME, de acordo com a revisão de
literatura (Capítulo 2), para a caracterização das intensidades do fenômeno ENOS, o gráfico
da Figura 25 foi elaborado para ilustrar as intensidades dessas ocorrências durante os anos
adotados para estudo.
0
5
10
15
20
25
Períodos de Ocorrências
El Niño Forte
El Niño Fraco
Neutralidade
La Niña Forte
La Niña Fraca
Figura 25: Gráfico de intensidade do fenômeno ENOS por períodos de ocorrência.
Para o levantamento de intensidade de cada ocorrência do fenômeno ENOS,
considerando a mesma intensidade para 5 meses consecutivos, como sugere Salini (2011),
para El Niño de forte intensidade foram registradas 8 ocorrências e, para La Niña de forte
intensidade, foram registradas 4 ocorrências.
Na Tabela 6 está a classificação das intensidades do fenômeno ENOS de 1970 a 2005.
73
4.3 Obtenção das variáveis hidrológicas
As variáveis dos dados obtidos deste estudo de caso consistem nas médias mensais
diárias e nas máximas mensais para as ocorrências de cada fenômeno ENOS em cada uma das
sessenta estações pluviométrica da Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai, e as médias diárias
mensais e máximas mensais para os anos de ENOS considerando todas as estações
pluviométricas dessa bacia.
Os valores pontuais dos gráficos encontram-se sempre no início de cada período de
ocorrência dos eventos climáticos e devem ser analisados com cautela para uma completa
observação do comportamento do fenômeno ENOS, pois não representam o valor do mês,
mas, sim, a média diária durante o evento.
4.3.1 Cada estação
Para cada uma das sessenta estações pluviométricas da região de estudo, obtiveram-se
as médias de precipitação diária mensal e as máximas precipitações mensais durante os
eventos de El Niño, La Niña e, também, para os anos de neutralidade climática, as quais estão
apresentadas nos itens a seguir.
As precipitações ocorridas durante o período de neutralidade serviram como base para
a identificação da normal climatológica para cada estação coletora de dados da área de estudo.
4.3.1.1 Médias diárias mensais
Com os valores das precipitações diárias das estações pluviométricas foi calculado o
valor acumulado de precipitação para cada mês. Esse valor foi dividido pela quantidade de
dias que respectivo mês possui e, assim, obteve-se a média de precipitação diária para cada
mês durante o fenômeno ENOS e os períodos de normalidade climática, durante os 36 anos de
análise.
74
Desse modo, obtiveram-se as médias de precipitação diárias mensais para cada uma
das estações da área de estudo e, por meio desses dados de precipitação mensal, calculou-se a
média diária mensal para cada período das três ocorrências climáticas distintas, El Niño, La
Niña e neutralidade climática, sem a ocorrência de fenômenos climáticos similares ao ENOS.
As médias diárias mensais para cada período foram plotadas em um gráfico médias
diárias mensais para cada estação. Através da observação de cada gráfico, pôde-se
diagnosticar o comportamento da pluviosidade para cada ocorrência de El Niño, La Niña e
para os períodos de normalidade.
4.3.1.2 Máximas mensais
Através dos valores das precipitações diárias das estações pluviométricas, foram
obtidos os maiores índices de precipitação ocorridos durante 24h, um dia, para todos os meses
de análise durante os 36 anos. Estes valores de máximas mensais permitiram observar o
comportamento da precipitação máxima para cada mês durante o fenômeno ENOS por meio
da comparação entre os períodos de ocorrência de cada evento com os períodos de
normalidade climática.
4.3.2 Global das estações
Nesta etapa elaboraram-se as análises global das estações analisadas na região de
estudo. As variáveis incluídas nas análises a seguir são as médias de precipitação mensal
diária e as máximas mensais durante os eventos de El Niño, La Niña e, também, para os anos
de neutralidade climática, para as sessenta estações. Para essas análises as precipitações
ocorridas durante o período de neutralidade, assim como no item 4.3.1, também serviram
como base para a identificação da normal climatológica para cada estação coletora de dados
da área de estudo.
75
4.3.2.1 Médias diárias mensais
Os valores das precipitações médias diárias mensais para cada uma das estações
pluviométricas, obtidos através de item 4.3.1.1, possibilitaram calcular a média de
precipitações diárias ocorridas durante cada fenômeno ENOS e os períodos de normalidade
climática. Através desses dados, plotou-se um gráfico para analisar a continuidade, ou
descontinuidade, do comportamento da precipitação ao longo dos anos de estudo na Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai.
4.3.2.2 Máximas mensais
Com os valores das máximas precipitações mensais para cada estação pluviométrica,
obtidos através de item 4.3.1.2, obteve-se o máximo índice de precipitação ocorrida durante
um mesmo mês para cada fenômeno ENOS e os períodos de normalidade climática. Esses
valores de máximas mensais foram plotados em um gráfico para analisar se o comportamento
das máximas mensais durante tais fenômenos coincide com as respectivas médias diárias
mensais de precipitação.
4.4 Frequência de dias com precipitação
Os dados de precipitação diária para cada estação permitiram a obtenção da frequência
de dias com precipitação para cada mês de ocorrência do fenômeno ENOS e os períodos de
normalidade climática. Para melhor compreensão das informações de precipitação, dados das
estações pluviométricas que não possuem registros de precipitação com início no ano de 1970
foram excluídos deste item do estudo de caso. Deste modo, para a mensuração da frequência
de dias chuvosos, consideraram-se 33 estações pluviométricas, que são as seguintes: Bom
Jesus, Vacaria, Paim Filho, Sananduva, Erebango, Alto Uruguai, Carazinho, Carazinho
Colônia Xadrez, Chapada, Giruá, Independência, Porto Lucena, Sarandi, Caibaté, Catuípe,
76
Ijuí Conceição, Ijuí Passo Faxinal, Itaqui, Santo Ângelo Passo Major Zeferino, São Borja
Fazenda Santa Cecília do Butuí, São Borja Garruchos, São Borja Passo do Sarmento, Alegrete
Passo Mariano, Cacequi, Dom Pedrito, Itaqui Cachoeira Santa Cecília, Jaguari, Jaguari
Ernesto Alves, Jaguari Furna do Segredo, Rosário do Sul, Santiago Unistalda, São Francisco
de Assis e Uruguaiana Planalto Alto.
Para essa análise foram plotados três gráficos, um para a análise das médias de dias
com chuva nas ocorrências do fenômeno ENOS e nos períodos de normalidade climática nos
meses de análise, outro dos meses com mais dias de incidência de precipitação para estes
períodos e o último, com os meses sem precipitação em que não houve precipitação durante
os eventos analisados.
4.5 Relação entre frequência de precipitação e intensidade de ENOS
Através de dados de intensidade do fenômeno ENOS, de acordo com o índice IME, e a
frequência de dias chuvosos, realizou-se uma relação entre estes dados para as estações
pluviométricas.
Assim como para a análise das frequências de precipitação, os dados das estações
pluviométricas que não possuem registros de precipitação com início no ano de 1970 foram
excluídos da relação entre a frequência de precipitação e a intensidade do fenômeno ENOS.
4.5.1 Média de dias com chuva
Com os valores obtidos através da frequência de dias chuvosos, no item 4.4,
calcularam-se as médias de dias com precipitação durante o El Niño, em suas decorrências
normais, desconsiderando a intensidade de cada evento, forte, moderada e fraca, e, também,
considerando este apenas na sua intensidade forte. Para o evento La Niña, estas médias
também foram calculadas. Então, as médias de dias com precipitação para o fenômeno ENOS
e diferentes intensidades foram inseridas em um gráfico.
77
4.5.2 Porcentagem de meses sem chuva
Com os valores obtidos através da frequência de dias chuvosos, no item 4.4,
calcularam-se as porcentagens de meses sem a incidência de precipitação ao longo dos
eventos de ENOS, para os anos de estudo, durante as intensidades fortes e normais dos
fenômenos El Niño e La Niña.
4.6 Distribuição da influência de ENOS na precipitação
Para avaliar as alterações dos fenômenos El Niño e La Niña nas diferentes áreas da
bacia hidrográfica do Rio Uruguai, as estações pluviométricas que obtiveram comportamento
esperado, através da revisão da literatura (Capítulo 2), foram mapeadas.
Nesta análise utilizaram-se os índices de médias diárias mensais e máximas mensais
de precipitação durante a ocorrência do fenômeno ENOS em comparação aos índices de
médias e máximas para os períodos de neutralidade climática.
4.6.1 Precipitações médias para El Niño
Para a elaboração do mapa para a identificação da precipitação média para El Niño,
foram separadas as estações que obtiveram média de precipitação diária mensal dos períodos
de ocorrência deste fenômeno, superior à média diária mensal dos períodos de neutralidade
climática. A análise do mapa possibilita a designação da influência do fenômeno ENOS sobre
a incidência de precipitação na região estudada.
78
4.6.2 Precipitações médias para La Niña
Para a elaboração do mapa para a identificação da precipitação média para La Niña,
foram separadas as estações que obtiveram média de precipitação diária mensal dos períodos
de ocorrência deste fenômeno, inferior à média diária mensal dos períodos de neutralidade
climática. A análise do mapa possibilita a designação da influência do fenômeno ENOS sobre
a incidência de precipitação na região estudada.
4.6.3 Precipitações máximas para El Niño
Para a elaboração do mapa para a identificação da precipitação máxima para El Niño,
foram separadas as estações que obtiveram máxima de precipitação diária dos períodos de
ocorrência deste fenômeno, superior à máxima diária dos períodos de neutralidade climática.
A análise do mapa possibilita a designação da influência do fenômeno sobre a incidência de
precipitação na região estudada.
4.6.4 Precipitações máximas para La Niña
Para a elaboração do mapa para a identificação da precipitação máxima para La Niña,
foram separadas as estações que obtiveram máxima de precipitação diária dos períodos de
ocorrência deste fenômeno, inferior à máxima diária dos períodos de neutralidade climática.
A análise do mapa possibilita a designação da influência do fenômeno sobre a incidência de
precipitação na região estudada.
79
4.6.5 Amplitude entre as médias de El Niño e La Niña
Para analisar a amplitude entre as médias das fases positivas e negativas do fenômeno
ENOS, calculou-se a diferença entre as médias diárias mensais de precipitação entre o de El
Niño e La Niña. A obtenção da diferença entre esses valores deu-se pela subtração das médias
dos períodos de El Niño pelas médias dos períodos de La Niña; desse modo, plotou-se o
gráfico com a distinção dos respectivos resultados.
Através desse gráfico, pôde-se observar quais estações apresentam comportamento
característico durante os eventos ENOS segundo a revisão da literatura (Capítulo 2), ou seja, a
estação que apresenta maiores médias pluviométricas no El Niño e menores médias nas
ocorrências de La Niña.
80
5 RESULTADOS E DISCUSSÕES
Neste capítulo, serão apresentados e discutidos os resultados obtidos através do estudo
da influência das ocorrências dos fenômenos ENOS na precipitação pluviométrica em 36 anos
de observação na Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai.
Inicialmente, serão apresentados, na forma de gráficos, os resultados obtidos na
análise dos padrões de precipitação média e máxima na região da Bacia Hidrográfica do Rio
Uruguai durante as ocorrências de ENOS. Esta análise será realizada para cada estação
pluviométrica e, também, considerando todas as estações juntas ao longo dos anos de
observação. Serão analisadas as frequências de dias com precipitação na bacia e estas
informações serão relacionadas, através de gráficos de variabilidade climática, aos eventos de
ENOS e precipitação pluviométrica. Por fim, será definido, com a utilização de mapa com
referência espacial, se os fenômenos El Niño e La Niña alteram de diferentes formas as áreas
do estado do Rio Grande do Sul.
Na etapa de obtenção de dados relacionados às ocorrências dos ENOS, pôde-se
analisar que o fenômeno o El Niño obteve a maior quantidade de meses do período, porém a
maior quantidade de eventos foi do período de normalidade. Isto significa que os eventos de
El Niño duram mais tempos, mais meses, que as ocorrências de normalidade climática.
5.1 Médias diárias mensais para cada estação pluviométrica
Para a análise da média diária mensal e da máxima mensal de precipitação, plotaram-
se gráficos para cada uma das estações pluviométricas, porém nesta etapa, resultados e
discussões, serão realizadas as descrições de apenas três dentre as sessenta estações
pluviométricas analisadas. Isso ocorrerá devido à representatividade destas perante as demais.
As três observações escolhidas aleatoriamente apresentam comportamentos distintos entre si e
as estações não descritas, na presente etapa deste trabalho, podem ser comparadas de maneira
análoga a essas observações. Todos os gráficos analisados neste estudo estão apresentados nos
anexos deste trabalho.
81
A estação pluviométrica Miraguaí, ilustrada no gráfico da Figura 26, permite a
observação de que há uma significativa diferença na distribuição das chuvas ao longo dos
anos analisados. As médias não apresentam comportamento constante, mas variam de
ocorrência para ocorrência. Contudo, apesar de as médias não assumirem valores semelhantes
entre seus episódios, El Niño apresenta-se com os maiores índices, La Niña com os menores e
a neutralidade climática com comportamento intermediário.
Para as estações pluviométricas nas quais há registros de menor quantidade de
observações, os gráficos estão adaptados à quantidade de informações disponíveis, como é o
caso da estação Miraguaí, cujos dados são a partir do ano de 1977.
Figura 26: Gráfico da precipitação média da estação pluviométrica Miraguaí.
A estação pluviométrica Cacequi Saica apresentou, na observação da Figura 27,
médias de precipitações diárias mensais com valores inconstantes para ENOS e para a
normalidade climática. Assim como a estação Miraguaí, ela tem comportamento com maiores
índices de médias durante períodos de El Niño, menores durante La Niña, ao passo que a
neutralidade obteve valores intermediários.
82
Figura 27: Gráfico da precipitação média da estação pluviométrica Cacequi Saica.
Na estação pluviométrica Barracão, observada na Figura 28, pode-se verificar que as
precipitações médias diárias mensais para as ocorrências do fenômeno ENOS e para os
períodos de normalidade climática, assim como as estações anteriores, não seguem um curso
constante. A estação Barracão também apresenta as maiores médias pra El Niño e as menores
para La Niña, ao passo que a neutralidade obteve as médias intermediárias.
A observância das medias diárias mensais destas três estações denota que há
semelhança entre as estações pluviométricas da área analisada, pois todas apresentam não
conformidades nos valores de evento para evento, mas apresentam El Niño com as maiores
médias, La Niña com as menores e a neutralidade com as médias intermediárias.
Figura 28: Gráfico da precipitação média da estação pluviométrica Barracão.
83
5.2 Máximas mensais para cada estação pluviométrica
As máximas mensais das precipitações ocorridas em cada uma das estações
pluviométricas foram calculadas para analisar a comparação entre os períodos de ocorrência
de cada evento de ENOS e a normalidade climática. Neste caso, as precipitações ocorridas
durante o período de neutralidade também serviram, assim como no item 5.1, como base para
a identificação da normal climatológica para cada estação coletora de dados da área de estudo.
A Figura 29 ilustra o gráfico do comportamento das máximas precipitações mensais
para estação pluviométrica Miraguaí para os anos de ocorrência dos fenômenos ENOS e para
os anos de normalidade. Na análise desta estação, pôde-se observar um comportamento
descontínuo para as máximas de precipitação mensal nos períodos de ocorrência do fenômeno
ENOS e para os anos de normalidade. Pôde-se perceber o predomínio do El Niño nos valores
mais elevados de precipitação máxima durante os anos de estudo.
Figura 29: Gráfico da precipitação máxima da estação pluviométrica Miraguaí.
Na estação pluviométrica Cacequi Saica, o comportamento das precipitações máximas
mensais ao longo do período estudado pode ser observado na Figura 30. Nesta estação a
precipitação máxima mensal obteve picos máximos no evento El Niño, nas ocorrências nos
anos de 1993 e 2002, e também se observou a predominância desse evento nas máximas
precipitações analisadas ao longo do período estudado. O comportamento da estação Cacequi
84
Saica apresentou-se descontínuo para as máximas de precipitação mensal nos períodos de
ocorrência do fenômeno ENOS, assim como para os anos de normalidade.
Figura 30: Gráfico da precipitação máxima da estação pluviométrica Cacequi Saica.
As precipitações máximas durante o tempo de estudo para a estação pluviométrica
Barracão, apresentadas na Figura 31, expõem que as máximas dos valores de precipitação
mensal assumem comportamento bem irregular, assim como as estações analisadas
anteriormente. Para esta estação, as máximas mensais durante o evento El Niño
predominaram com os maiores valores, para La Niña, as menores, e a neutralidade, as médias
intermediárias.
Com isso, observa-se que nos gráficos de comportamento de máximas mensais de
precipitação as estações apresentam comportamentos semelhantes em relação à
descontinuidade, entre uma ocorrência e outra, e valores predominantemente mais elevados
para o fenômeno El Niño em relação à normalidade climática e ao fenômeno La Niña.
85
Figura 31: Gráfico da precipitação máxima da estação pluviométrica Barracão.
5.3 Médias diárias mensais global das estações
No gráfico da Figura 32 visualizam-se as médias de precipitação diária mensal para as
sessenta estações pluviométricas da área de estudo para as ocorrências do El Niño, La Niña e,
também, para os períodos de neutralidade climática.
86
Figura 32: Gráfico das médias de precipitação para El Niño, em azul, La Niña, em vermelho,
e os anos normais, em verde, para as 60 estações pluviométricas analisadas.
87
Com a análise das médias diárias mensais, visualizou-se que para as ocorrências de El
Niño as médias das precipitações diárias mensais obtiveram maiores valores perante aos
demais períodos analisados. Os resultados demonstram que as ocorrências dos fenômenos
ENOS atingiram resultados característicos, segundo a revisão de literatura (Capítulo 2), pois
os períodos de La Niña obtiveram resultados das médias inferiores na maioria das estações,
enquanto a normalidade climática obteve valores intermediários.
Para dar continuidade à análise das médias das precipitações diárias mensais,
adotaram-se os valores da normalidade climática como índices de normalidade; com isso,
subtraiu-se a média de precipitação diária mensal dos períodos de neutralidade pelas médias
diárias mensais para os eventos de El Niño e, também, para os eventos de La Niña. Estes
valores foram plotados no gráfico da Figura 33, e, através dele, pode-se perceber, com
diferente visualização, quais as estações pluviométricas seguiram o esperado de acordo com
as características dos respectivos eventos.
As estações que apresentam a marca de La Niña, representada pela cor vermelha,
abaixo da linha de neutralidade, como é o caso da estação pluviométrica Barracão, significam
que essa estação obteve fenômenos com comportamento característico ao esperado de acordo
com a revisão bibliográfica. Já as estações pluviométricas nas quais La Niña encontra-se
acima da linha de neutralidade, junto ao El Niño, denota-se que o fenômeno ENOS possui
caracterização distinta à esperada, pois os valores acima da linha de neutralidade significam
que a média de precipitação foi maior ao período de neutralidade climática, assim como os
valores abaixo representam médias abaixo dos anos neutros.
Observa-se que o fenômeno El Niño obteve posição característica neste gráfico, pois
permanece com as médias acima da linha de neutralidade e, que La Niña, na maioria das
estações, apresenta-se com valores abaixo da linha neutra.
88
Figura 33: Gráfico da comparação entre as médias de precipitação para o evento ENOS e os
anos normais em 60 estações pluviométricas.
89
5.4 Máximas mensais global das estações
Para analisar as precipitações máximas mensais ocorridas durante o período de cada
evento de ENOS, para todas as sessenta estações pluviométricas, plotou-se o gráfico da Figura
34, que permite a visualização global das máximas ao longo dos anos.
90
Figura 34: Gráfico das máximas de precipitação para El Niño, em azul, La Niña, em
vermelho, e os anos normais, em verde, para as 60 estações pluviométricas analisadas.
91
Para uma melhor análise das máximas das precipitações mensais, utilizaram-se os
valores da máxima precipitação para os períodos de normalidade climática como referência de
normalidade. Sendo assim, cada valor de máximas encontrado para o fenômeno ENOS foi
subtraído por este referencial a fim de verificar, com diferente visualização, quais as estações
pluviométricas seguiram o esperado de acordo com as características dos respectivos eventos
climáticos.
As estações que apresentam a marca de La Niña, representada pela cor vermelha,
abaixo da linha de neutralidade, como é o caso da estação pluviométrica Condor, significam
que esta estação obteve fenômenos com comportamento característico ao esperado de acordo
com a revisão de literatura (Capítulo 2). Já as estações pluviométricas nas quais La Niña
encontra-se acima da linha de neutralidade, junto ao El Niño, denota-se que o fenômeno
ENOS possui caracterização distinta à esperada, pois os valores acima da linha de
neutralidade significam que a média de precipitação foi maior ao período de neutralidade
climática, assim como os valores abaixo representam médias abaixo dos anos neutros.
Esse comportamento das precipitações máximas pode ser visualizado na Figura 35, na
qual se observa que o fenômeno El Niño obteve posição característica neste gráfico, pois
permanece com as máximas acima da linha de neutralidade e que La Niña, na maioria das
estações, apresenta-se com valores abaixo da linha neutra.
92
Figura 35: Gráfico da comparação entre as máximas de precipitação para o evento ENOS e os
anos normais em 60 estações pluviométricas.
93
5.5 Frequência de dias com precipitação
Os valores de precipitação obtidos para a identificação das médias dos dias com
chuva, entre as 33 estações pluviométricas analisadas, ocorridos durantes o fenômeno ENOS
e os anos de normalidade climática estão representado no gráfico da Figura 36, que ilustra que
para os períodos de La Niña as precipitações são consideravelmente menores, pois a média de
dias com a incidência de precipitação foi de 7,05 dentre os meses de análise, ao passo que o
fenômeno El Niño obteve média de 7,52 dias e os períodos de normalidade apresentaram
média de 7,17 dias.
Figura 36: Médias de dias com chuva nas ocorrências do fenômeno ENOS e nos períodos de
normalidade climática nos meses de análise.
Na Figura 37, percebe-se que os dias mais chuvosos durante um mesmo mês, no
tempo de estudo, foram na ocorrência do fenômeno El Niño, que obteve valor de 24 dias com
precipitação no mês de julho de 1983. Para La Niña, o mês que mais registrou dias chuvosos
foi em julho de 19732, que obteve 21 dias de incidência de chuva. Já, para os anos normais, o
mês que obteve mais dias de precipitação foi em janeiro 1986, com 22 dias de chuva em um
mesmo mês.
94
Figura 37: Quantidade de dias chuvosos em um mesmo mês durante as ocorrências do
fenômeno ENOS e nos períodos de normalidade climática.
Com os dados de precipitação das 33 estações analisadas, observou-se que em alguns
dos meses de análise não houve registro de precipitação, significando que nesse período não
ocorreu incidência de chuva nesses locais. O gráfico da Figura 38 ilustra a quantidade de
meses sem registros de precipitação para cada evento ENOS e para os períodos de
normalidade climática em comparação com a quantidade de meses analisados no presente
estudo.
Na comparação entre os meses sem a incidência de precipitação com os meses
analisados, as observações das ocorrências de El Niño deram-se em 6567 meses, dos quais 86
meses não obtiveram registros de precipitação. O evento La Niña foi representado por 3630
meses de ocorrência; destes, 40 meses não obtiveram registros de incidência de chuva. Para os
meses de normalidade climática também houve 40 meses sem registros, dentre o total de
meses analisados que foi 4059.
95
Figura 38: Comparação entre os meses sem a incidência de precipitação com os meses
analisados no estudo durante os fenômenos ENOS e nos períodos de normalidade climática.
Através dos dados da incidência de precipitação sobre a Bacia Hidrográfica do Rio
Uruguai, separaram-se as médias dos dias com precipitação para os meses de julho e janeiro e
plotou-se o gráfico da Figura 39. Neste, o comportamento da precipitação média dos dias com
chuva sobre a Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai mostra que para os meses de janeiro e julho
ela se torna bem diferente na comparação entre as ocorrências do fenômeno ENOS com os
tempos de normalidade climática, pois, para os períodos normais, a média de dias com
precipitação para o mês de janeiro é 8,22, sendo este valor um pouco inferior para o El Niño,
de 7,64 dias com chuva. Para La Niña percebe-se a média de dias com chuva
significativamente melhor, pois se trata de 6,04 dias com incidência de precipitação. A média
de dias com precipitação para o mês de julho no período de normalidade climática é de 7,31,
enquanto, para o mesmo mês, durante a ocorrência de El Niño a média é de 7,62 dias, e para o
fenômeno La Niña este valor é de 6,06 dias sem chuva durante o mês. Contudo, essa
comparação denota que os eventos ENOS influenciam a precipitação de acordo com as suas
características, visto que a quantidade de dias chuvosos para os meses de janeiro e julho é
bem distinta durante a normalidade climática.
96
Figura 39:Comparação entre os dias com a incidência de precipitação nos meses de janeiro e
julho durante os fenômenos ENOS.
5.6 Relação entre frequência de precipitação e intensidade de ENOS
A relação entre a média de dias com chuva com a intensidade forte do fenômeno
ENOS e as demais intensidades está representada na Figura 40. Nesta análise, percebe-se que
durante o El Niño, em suas decorrências normais, desconsiderando a intensidade (forte,
moderada e fraca) de cada evento, a média de dias com precipitação foi menor que ao ser
considerado apenas os episódios de El Niño em intensidade forte.
Para esta análise, a relação entre as médias de dias com precipitação para o fenômeno
La Niña, pôde-se notar o comportamento inverso, pois a média de dias chuvosos para este
evento foi superior para La Niña normal, que compõe-se de todas as intensidades desse
fenômeno, na comparação com este mesmo fenômeno em sua intensidade forte.
97
Figura 40: Gráfico das médias de dia com chuva correlacionadas com o fenômeno ENOS de
forte intensidade.
Na relação da porcentagem entre os meses sem a incidência de precipitação com as
intensidades do fenômeno ENOS, o gráfico da Figura 41 apresenta valores mais baixos para
os eventos de intensidade forte do que para o somatório de todas as intensidades juntas para
os eventos de El Niño. Isso denota que, para o período desse fenômeno em sua intensidade
forte, os meses foram mais chuvosos. Já, para as ocorrências de La Niña, observa-se que
durante a intensidade forte este obteve maiores índices de meses sem chuva ao ser comparado
com a porcentagem que une as três intensidades para o mesmo fenômeno.
Figura 41: Gráfico das porcentagens de meses sem chuva relacionadas com o fenômeno
ENOS de forte intensidade.
98
Nas ocorrências do El Niño, a porcentagem de meses sem registro de precipitação foi
menor durante a alta intensidade deste, ou seja, houve mais dias com incidência de
precipitação. Para os eventos La Niña a porcentagem de meses sem chuva durante os anos de
estudo foi maior para este durante a alta intensidade do que para todas as intensidades juntas.
5.7 Distribuição da influência de ENOS na precipitação
No mapa da Figura 42 separaram-se as estações que obtiveram maiores índices de
médias diárias mensais, de acordo com o gráfico das médias, do item 5.3, durante o período
de ocorrência do El Niño em relação aos períodos de normalidade climática. Esses elevados
valores de médias diárias de precipitação provavelmente foram ocasionados pela influência do
fenômeno ENOS.
Para esta análise, destacaram-se em vermelho no mapa as estações nas quais a média
de precipitação diária mensal para o fenômeno El Niño foi superior a mesma média para os
períodos de normalidade climática. As estações destacadas em amarelo representam o restante
das estações que obtiveram valores de média diária mensal inferior ao valor da média na
normalidade climática para esse evento.
Figura 42: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de médias de
precipitação maior que a normal e, em amarelo, média inferior a normal durante El Niño.
99
No mapa da Figura 43, separaram-se as estações pluviométricas da Bacia Hidrográfica
do Rio Uruguai que obtiveram índices de médias diárias mensais, durante o período de
ocorrência do La Niña, menores que esta mesma média nos períodos de normalidade
climática. Essas baixas incidências de precipitação, segundo a revisão da literatura (Capítulo
2), podem ter sido ocasionadas devido à influência desse fenômeno na região de estudo.
Nessa observação destacaram-se com a cor vermelha no mapa as estações nas quais a
média de precipitação diária mensal, nos períodos de La Niña, foi inferior à média de
precipitação diária mensal dos períodos de normalidade climática. As estações destacadas em
amarelo representam o restante das estações que obtiveram valores de médias diárias mensais,
para La Niña, superior à média durante a ocorrência de normalidade climática.
Figura 43: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de médias de
precipitação menor que a normal e, em amarelo, média superior a normal durante La Niña.
A distribuição espacial da influência do fenômeno El Niño na precipitação da bacia do
Rio Uruguai mostra que as estações, que apresentam a maior parte das estações analisadas,
possuem os maiores índices de médias diárias mensais. Enquanto para esta mesma
distribuição na fase positiva do fenômeno ENOS, La Niña, observou-se que a influência desse
evento foi bastante significativa, porém ocorreu de maneira menos intensa que o El Niño, pois
a quantidade de estações foi menor. Observou-se também que a maior parte das estações
influenciadas por esse fenômeno encontra-se localizada na parcela norte do estado do Rio
Grande do Sul.
100
No mapa da Figura 44 separaram-se as estações que obtiveram maiores índices de
máximas mensais durante o período de ocorrência do El Niño, que provavelmente foram
ocasionadas pela influência desse fenômeno.
Para esta análise, destacaram-se em vermelho no mapa as estações nas quais a máxima
de precipitação mensal para o fenômeno El Niño foi superior a mesma média para os períodos
de normalidade climática. As estações destacadas em amarelo representam o restante das
estações que obtiveram valores de máxima mensal inferior ao valor da máxima para os
períodos de normalidade climática, durante esse evento.
Figura 44: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de máxima de
precipitação maior que a normal e, em amarelo, máxima inferior a normal durante o El Niño.
No mapa da Figura 45, separaram-se as estações pluviométricas da Bacia Hidrográfica
do Rio Uruguai que obtiveram índices de máximas mensais durante o período de ocorrência
do La Niña menores que esta mesma máxima para os períodos de normalidade climática.
Estas baixas incidências de precipitação, segundo a revisão de literatura (Capítulo 2), podem
ter sido ocasionadas devido à influência desse fenômeno na região de estudo.
Nesta observação destacaram-se com a cor vermelha no mapa as estações nas quais a
máxima de precipitação mensal, durante La Niña, foi inferior à máxima de precipitação
mensal dos períodos de normalidade climática. As estações destacadas em amarelo
representam o restante das que obtiveram valores de máximas mensais, para La Niña, superior
à máxima durante a ocorrência de normalidade climática.
101
Figura 45: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram índice de máxima
precipitação menor que a normal e, em amarelo, máxima superior a normal durante La Niña.
Na distribuição espacial das precipitações máximas mensais ocorridas nos períodos de
El Niño, observou-se que, no geral, a maioria das estações apresenta maiores índices de
máximas que a normalidade climática durante esse fenômeno. Já, para a distribuição da
influência de La Niña, observou-se que a maioria das estações apresenta menores índices de
máximas mensais que a normal durante a ocorrência deste fenômeno.
Para a análise da amplitude das diferenças entre os fenômenos El Niño e La Niña, o
valor das médias diárias mensais de um subtraído pelo outro foi utilizado. Com os resultados,
foram elaborados mapas para a visualização global das estações que obtiveram maiores
amplitudes entre suas médias diárias mensais. O gráfico da amplitude está apresentado na
Figura 46, o qual ilustra que a maioria dos valores de amplitude apresenta valor maior que
zero. Isso significa que as estações que obtiveram amplitude maior que a cota zero tem
valores de médias diárias mensais maiores durante El Niño do que na comparação às
ocorrências de La Niña, caracterizando, desta forma, a incidência de precipitação para cada
fase do fenômenos ENOS.
102
Figura 46: Gráfico de amplitude das diferenças entre as médias diárias mensais entre os
fenômenos El Niño e La Niña (mm).
103
Com os valores do gráfico da Figura 47, puderam-se analisar as estações nas quais a
diferença entre as médias dos fenômenos ENOS foi acima de 3mm de precipitação através do
mapa da Figura 48. Nesta, observa-se o destaque da coloração vermelha para as estações que
obtiveram maior amplitude entre as médias de precipitação para El Niño e La Niña. As
estações destacadas em amarelo representam o restante das estações que obtiveram a
amplitude das médias de precipitação inferiores a 3mm.
Figura 47: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram diferença entre os índices de
médias de precipitação de El Niño e La Niña maior que 3mm e, em amarelo as demais.
Ainda com os valores do gráfico da Figura 48, pôde-se elaborar também a análise das
estações nas quais a diferença entre as médias do fenômeno ENOS foi a cima de 2mm de
precipitação através do mapa da Figura 48, destacadas em vermelho. As estações destacadas
em amarelo representam o restante das que obtiveram a amplitude das médias de precipitação
inferiores a 2mm.
104
Figura 48: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram diferença entre os índices de
médias de precipitação de El Niño e La Niña maior que 2mm e, em amarelo, as demais.
Os valores do gráfico da Figura 49 também apresentam as diferenças entre as médias
do fenômeno ENOS bastante pequenas. Desse modo, sinalizaram-se no mapa da Figura 49 as
estações que tiveram a maior proximidade entre as médias das precipitações mensais diárias
para o fenômeno ENOS. Estas foram classificadas por possuírem amplitude menor que
0,5mm de precipitação. Essas estações estão ilustradas em vermelho no mapa a seguir e as
estações destacadas em amarelo representam as que obtiveram a amplitude das médias de
precipitação superiores a 0,5mm.
Figura 49: Estações pluviométricas, em vermelho, que obtiveram diferença entre os índices de
médias de precipitação de El Niño e La Niña menor que 0,5mm e, em amarelo, as demais.
105
No mapa que ilustra as estações que obtêm diferença de 3mm entre seus índices de
médias diárias mensais entre o fenômeno ENOS, pode-se perceber que estas são poucas e se
encontram espalhadas pelo mapa da região estudada. Enquanto para o mapa em que obtêm
diferenças de 2mm, pode-se notar que existe uma certa uniformidade nos pontos de suas
respectivas localizações.
No mapa que expõe as estações que obtiveram valores de médias diárias mensais bem
próximos durante os eventos de El Niño e La Niña, percebe-se que as regiões de localização
encontram-se distantes.
106
6 CONCLUSÕES
De acordo com as condições em que este trabalho foi desenvolvido, considerando a
metodologia proposta, a análise dos resultados obtidos e sua discussão, pode-se concluir que o
fenômeno ENOS influencia as séries hidrológicas na Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai.
Então, de resposta à pergunta proposta na metodologia deste trabalho conclui-se, deste modo,
que os fenômenos El Ninã e La Niña alteram os padrões de precipitação da Bacia
Hidrográfica do Rio Uruguai. Isso ocorre devido à região analisada apresentar, durante as
ocorrências de El Niño, um aumento nas médias e máximas de precipitação em relação aos
períodos de normalidade climática. Por meio da diminuição dos valores de médias e máximas
de precipitação nos eventos de La Niña, na comparação com períodos de neutralidade
climática, conclui-se que as séries hidrológicas da região estudada também são influenciadas
pela fase negativa deste fenômeno.
A observação das precipitações médias e máximas no balanço global das estações
pluviométricas demonstra que a Bacia Hidrográfica do Rio Uruguai, no geral, comporta-se de
acordo com o esperado segundo a revisão da literatura (Capítulo 2), pois, para a maioria das
estações analisadas, os valores de precipitação máxima do período de El Niño são,
substancialmente, maiores que os valores encontrados para os períodos de normalidade
climática, assim como para os anos de ocorrência de La Niña as máximas das precipitações
mensais apresentam valores inferiores aos de normalidade climática.
A frequência de dias com precipitação para cada fenômeno denota que os dias mais
chuvosos em um mesmo mês foram na ocorrência do El Niño, que obteve 24 dias com
precipitação no mês de julho de 1983, confirmando a influência desse fenômeno sobre os
índices de precipitação da região estudada, pois, durante a normalidade climática, a média de
dias chuvosos para este mês é de 7 dias, assim como se percebe a influência de La Niña
através do declínio na média de dias com precipitação para os meses de janeiro e julho em
comparação com os períodos de normalidade climática.
A relação entre os dados de intensidade do fenômeno ENOS, de acordo com o índice
IME, e a frequência de dias chuvosos demonstram a influência destes na região estudada.
Essa influência consiste pela quantidade de dias chuvosos durante o El Niño forte ser maior
do que na comparação às demais intensidades deste. La Niña apresenta o comportamento
107
inverso, pois a quantidade de dias com precipitação durante suas ocorrências de intensidade
forte é menor do que em suas intensidades.
Com a distribuição espacial das estações que sofreram influência do fenômeno ENOS
na precipitação média e máxima, durante os eventos de El Niño, conclui-se que esses
fenômenos afetam, de forma eminente, a maior parte das estações analisadas. Para La Niña,
esta conclusão também pode ser considerada, visto que, durante seus episódios, a maior
parcela das estações obteve valores para as médias e máximas de precipitação inferior às
médias e máximas dos períodos de normalidade climática.
Na análise da amplitude entre as médias de precipitação diária entre o de El Niño e La
Niña, observa-se que as estações que obtiveram mais características do fenômeno ENOS,
obtendo aumento de precipitação durante o El Niño e redução de chuvas nas ocorrências de
La Niña, encontram-se no norte e no oeste do Rio Grande do Sul.
6.1 Sugestões para trabalhos futuros
São sugestões para o desenvolvimento de trabalhos futuros:
a) Analisar a precipitação de forma sazonal, para avaliar os resultados de maneira
mais significativa durante as quatro estações do ano, verão, outono, inverno e
primavera.
b) Ampliar a análise realizada para outras regiões do estado do Rio Grande do Sul,
de maneira que se possa observar mais amplamente a influência do fenômeno
ENOS;
c) Desenvolver mapas com o traçado das isoietas de precipitação durante o
fenômeno ENOS para analisar visualmente a variação da pluviosidade na área de
estudo;
d) Realizar a análise de frequência de precipitação para dias consecutivos sem a
incidência de chuvas para analisar a frequência estiagens;
e) Utilizar, para as mesmas condições de estudo, dados do Índice Oceânico do Niño
(ION) para a obtenção de dados de ocorrências de ENOS, para analisar se há
alguma alteração na influência causada por este fenômeno na bacia hidrográfica
do Rio Uruguai.
108
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