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VARIABILIDADE E SUSCEPTIBILIDADE CLIMÁTICA: Implicações Ecossistêmicas e Sociais

de 25 a 29 de outubro de 2016 Goiânia (GO)/UFG

ANOMALIAS DE TSM DOS OCEANOS PACÍFICO E ATLÂNTICO E SUA

RELAÇÃO COM A PLUVIOMETRIA EM CABROBÓ/PE

JOSELMA ARAÚJO DE LUCENA1 RANYÉRE SILVA NÓBREGA2

LUCAS SUASSUNA DE A. WANDERLEY3

RESUMO: O trabalho objetivou investigar a relação existente entre os índices de anomalia

de TSM do Oceano Pacífico tropical, do Oceano Atlântico tropical e a precipitação

pluviométrica observada em Cabrobó no sertão pernambucano, região esta, amplamente

conhecida pelos seus reduzidos índices pluviométricos. Foram utilizados dados do período

de 1982 a 2015, e analisaram-se, quantitativamente, como os episódios anômalos de TSM

tendem a influenciar nos totais pluviométricos da região. Os resultados mostraram uma

acentuada variabilidade pluviométrica na região, apontando uma relação mais significativa

com o oceano Pacífico na região do NINO4. Verificou-se também que as anomalias de TSM

no oceano Pacífico podem atuar de maneira construtiva ou desconstrutiva na intensidade do

período chuvoso em associação às ATSMs do oceano Atlântico tropical.

Palavras-chave: ENOS; Dipolo do Atlântico; Pluviometria, Cabrobó/PE.

ABSTRACT: The study aimed to investigate the relationship between SST anomaly indices

of the tropical Pacific Ocean, the tropical Atlantic Ocean and rainfall observed in Cabrobo in

Pernambuco hinterland, this region, widely known for its reduced rainfall. Data were used

1982-2015 period, and analyzed quantitatively as anomalous episodes of SST tend to

influence the total rainfall in the region. The results showed a marked rainfall variability in the

region, indicating a more significant relationship with the Pacific Ocean in NINO4 region. It

was also found that the SST anomalies in the Pacific Ocean may act in a constructive or

deconstructive way in the intensity of the rainy season in association with SSTAs the tropical

Atlantic Ocean.

Key words: ENSO; Dipole Atlantic; rainfall; Cabrobo/PE.

1 Acadêmica do programa de pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Pernambuco. Email para contato:[email protected] 2 Docente do programa de pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Pernambuco. Email para contato:[email protected] 3 Acadêmico do programa de pós-graduação em Geografia da Universidade Federal de Pernambuco. Email para contato: [email protected]

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1 – Introdução

A climatologia do Nordeste do Brasileiro (NEB) é marcada pela acentuada

variabilidade na precipitação pluviométrica e diversos estudos indicam a influência das

anomalias de temperatura na superfície do mar (ATSMs) nos oceanos Pacífico e Atlântico

tropicais sobre clima da região. Nesse sentido, a ocorrência do fenômeno ENOS, no oceano

Pacífico Tropical é um dos padrões de teleconexão termodinâmicos (interação oceano-

atmosfera) importante, em escala global, por ser considerado uma das causas da

variabilidade climática em diversas regiões do globo (MOLION; BERNARDO, 2002;

MOLION, 2005; ARAÚJO et al. 2013; TEIXEIRA; MARTIN-VIDE, 2013; RUSSELL;

GNANADESIKAN, 2014).

Considera-se que mudanças na atmosfera próxima à superfície do oceano Pacífico

Tropical, com o enfraquecimento dos ventos alísios (que sopram de leste para oeste) na

região equatorial, juntamente com o aquecimento do oceano, provocam mudanças da

circulação da atmosfera nos níveis baixos e altos, o que determina mudanças nos padrões

de transporte de umidade e, portanto, variações na distribuição das chuvas em regiões

tropicais e de latitudes médias e altas (ANDREOLI; KAYANO, 2005; CHECHI; SANCHES,

2013).

A variação anômala da pressão atmosférica tropical, de acordo com a mudança de

fase do fenômeno ENOS, considerada como Oscilação Sul, atua como uma resposta aérea

ao fenômeno, associada com a mudança na circulação geral da Atmosfera (NÓBREGA E

SANTIAGO, 2014). Quando há a configuração do ENOS em sua fase positiva, a pressão

atmosférica tende a valores mais baixos no Pacífico e valores mais altos em outras áreas da

região tropical, o que influencia na ocorrência e distribuição da precipitação.

Ferreira e Mello (2005) explicam que durante a ocorrência do fenômeno ENOS, em

sua fase positiva (El Niño), ou seja, presença de águas superficiais mais aquecidas na

região centro-leste do Pacífico equatorial, em associação com o dipolo4 positivo do Atlântico,

são responsáveis pela redução das chuvas na parte norte do Nordeste brasileiro-NEB. Por

outro lado, em sua fase negativa (La Niña), resfriamento anômalo das águas do oceano

Pacífico, associado ao dipolo negativo do Atlântico, é normalmente responsável por anos

chuvosos na região.

4Dipolo do Atlântico: diferença entre a anomalia da Temperatura da Superfície do Mar-TSM na Bacia do Oceano Atlântico Norte e Oceano Atlântico Sul.

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Nóbrega e Santiago (2014) evidenciaram a influência das anomalias da Temperatura

da Superfície do Mar (TSM) do oceano Pacífico Tropical e do oceano Atlântico Tropical

Norte e Sul nos níveis pluviométricos do NEB. Destacaram ainda que a diferença da

Temperatura da Superfície do Atlântico Tropical Norte e Sul provoca movimentos

descendentes de ar ou ascendentes que interferem na precipitação da região. Essa

variabilidade termodinâmica influencia a posição latitudinal da ZCIT, e por esta razão, é

determinante na qualidade do período chuvoso sobre a região.

Embora a ocorrência da variabilidade da precipitação pluviométrica no Nordeste do

Brasil seja associada a mecanismos de escala global como o fenômeno ENOS no oceano

Pacífico Tropical (FERREIRA; MELO, 2005; CARVALHO et al, 2013), segundo Reboita e

Santos (2014), nem sempre na ocorrência de El Niño há déficit de precipitação nas regiões

Norte e Nordeste do Brasil, pois a influência das anomalias de TSM do Atlântico Tropical se

acopla ao efeito das anomalias de TSM do Pacífico Tropical, interferindo nas anomalias de

precipitação sobre essas regiões.

Entretanto, há séculos, os longos períodos de estiagens vêm prejudicando a

economia e a vida da população na porção semiárida do NEB. Nesta perspectiva, o

presente trabalho tem por objetivo correlacionar as anomalias de temperatura da superfície

do mar no oceano Pacífico Tropical e do oceano Atlântico Tropical com a precipitação

pluviométrica em Cabrobó no sertão do estado de Pernambuco, no período de 1982 a 2015,

gerando informações úteis à previsão climática e ao planejamento das atividades antrópicas.

2 – Material e métodos

O Núcleo de Desertificação de Cabrobó, figura 01, localiza-se no Sertão do estado

de Pernambuco, na mesorregião do São Francisco Pernambucano.

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Figura 01: Núcleo de Desertificação de Cabrobó/PE

Autor: Joselma Araújo de Lucena

O Núcleo insere-se em ambiente de clima semiárido com acentuada variabilidade

pluviométrica interanual e chuvas mal distribuídas no tempo e no espaço, concentradas

principalmente no verão e início do outono. A alta pressão atmosférica, elevadas

temperaturas e baixa umidade relativa do ar caracterizam o clima da região.

Para realização da referida pesquisa, foram utilizados dados de precipitação

pluviométrica coletados em superfície, do período de 34 anos (1982 a 2015), da estação

meteorológica do Instituto Nacional de Meteorologia – INMET e da Superintendência de

Desenvolvimento do Nordeste – SUDENE para o município de Cabrobó/PE. Também foram

utilizados dados fornecidos pelo Climate Prediction Center – CPC, centro pertencente ao

NCEP (National Centers for Environmental Prediction), para os outros municípios que

compõem o Núcleo de Desertificação, com o objetivo de verificar a distribuição espacial das

correlações.

A análise da precipitação global baseada em pluviômetros do CPC é um conjunto de

produtos de precipitação, combinando todas as fontes de informação disponíveis de

medidas em estações de superfície. Estes dados em ponto de grade possui uma resolução

espacial de 0,5 x 0,5 graus de latitude e longitude, respectivamente, para todo o globo. Os

dados de ATSM, do oceano Pacífico Tropical, referentes ao NINO3, NINO4 e NINO3.4, e do

oceano Atlântico Tropical, são provenientes do Climate Prediction Center – CPC.

Após a devida coleta dos dados, a primeira etapa do estudo consistiu em calcular o

Índice de Anomalia de Chuva (IAC) para o período chuvoso da região (janeiro-abril). Com o

IAC é possível identificar a variabilidade das chuvas em relação à condição normal de

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precipitação da região estudada de acordo com Silva (2011), e tem sido utilizado para se

avaliar o comportamento das precipitações em relação à influência do fenômeno ENOS e

outras oscilações (CHECHI, SANCHES; 2013).

Nessa perspectiva o IAC foi realizado por meio das equações 1, para anomalias

positivas que são valores acima da média e 2, para anomalias negativas que são valores

abaixo da média, com base na metodologia proposta por Rooy (1965), adaptada por Freitas(

2004 e 2005).

IAC equação 1, IAC equação 2,

Em que, = precipitação anual (mm), = precipitação média anual da série (mm), =

média das 10 maiores precipitações anuais da série (mm), e = média das 10 menores

precipitações anuais da série (mm).

Posteriormente, o IAC foi correlacionado a série histórica de anomalias de TSM dos

Oceanos Pacífico tropical e Atlântico tropical. O coeficiente de correlação linear de Pearson

mede a intensidade com que se manifesta uma relação linear entre duas variáveis aleatórias

X e Y, sendo um número adimensional, que varia entre -1 e 1. Valores positivos indicam a

tendência de uma variável aleatória aumentar quando a outra aumenta. Quando negativo,

valores altos de uma variável estão associados a valores baixos da outra (RIBEIRO

JÚNIOR, 2013). Considerando duas variáveis aleatórias x e y de tamanho n com médias x1

e y1 respectivamente. O coeficiente de correlação de Pearson entre essas variáveis pode

ser calculado por:

Em seguida, foi realizada a distribuição espacial das correlações, por meio de mapas

elaborados utilizando o software ArcGis 10.2. A técnica estatística espacial empregada foi a

Interpolação através do Inverso Ponderado da Distância (Inverse Distance Weighting –

IDW), que estima valores para pontos desconhecidos a partir da soma ponderada dos

valores de N pontos conhecidos, tendo sido selecionado por não estimar dados maiores ou

menores que os dados originais (LANDIM, 2000), o IDW é definido na equação seguinte:

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Onde Z é o valor interpolado para o nó da grade, Zi é o valor do ponto amostrado

vizinho ao nó, hij é a distância entre o nó da grade, β é o expoente de ponderação e n o

número de pontos amostrados utilizados.

Por fim, foi realizado o teste de tendência proposto por Mann-Kendall para as

anomalias de TSM dos oceanos Pacífico tropical e Atlântico tropical, para o período de

janeiro-abril da série temporal. O teste de Mann-Kendall tem sido amplamente utilizado pela

climatologia e recomendado pela Organização Mundial de Meteorologia para verificar se os

valores de determinada série temporal tendem a aumentar ou diminuir com o tempo. Com

este teste é possível constatar se as anomalias de TSM encontram-se em decadência ou

ascendência e se o resultado pode influenciar os índices pluviométricos na região estudada.

3 – Resultados e Discussão

Os resultados a seguir mostram a distribuição média mensal das chuvas e a

tendência linear para o período chuvoso (janeiro-abril), as correlações entre os dados de

anomalias de TSM dos oceanos Pacífico tropical e Atlântico tropical com Índice de Anomalia

de Chuva, as tendências das anomalias de TSM dos oceanos Pacífico tropical e Atlântico

Tropical.

Como pode ser observado no gráfico 01, evidencia-se a concentração das chuvas

nos meses de janeiro a abril, com as primeiras chuvas iniciando em dezembro, enquanto

que o longo período de maio a novembro é caracterizado pela estiagem. Para os totais

pluviométricos de Cabrobó, no período chuvoso, ao longo dos anos estudados, constatou-se

que há uma tendência negativa na série, ou seja, segundo o teste, os valores de

precipitação (gráfico 02) estão diminuindo ao longo do tempo.

Gráfico 01: Distribuição média mensal das chuvas em Cabrobó/PE

Fonte: INMET e SUDENE

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Gráfico 02: Tendência dos totais pluviométricos no período chuvoso para Cabrobó/PE

Fonte: INMET e SUDENE

De acordo com o cálculo do Índice de Anomalias de Chuva (IAC) nos dados da série,

observou-se que a sua classificação variou de extremamente chuvoso a extremamente

seco. Por sua vez, classificados com extremamente úmidos (IAC > 4) e muito úmidos (2 <

IAC < 4) estão os anos de 1985, 1989, 2004, 2008 e 2009. Nesses anos úmidos as

anomalias de TSM no Atlântico e no Pacífico se apresentaram negativas, com exceção do

ano 2004 que se apresentaram positivas. Já os anos classificados como extremamente seco

(IAC < -4) e muito seco (-4 ˂ IAC ˂ -2) estão os anos de 1982, 1990, 1993, 1998, 2001,

2013, 2014 e 2015. Para esses anos as anomalias de TSM se apresentaram positivas, com

exceção do ano 2001 que as anomalias de TSM tanto no Atlântico como no Pacífico se

apresentaram negativas, no ano de 2013 no Pacífico se apresentaram negativas, mas no

atlântico positivas, e no ano 2015 que anomalias de TSM no atlântico se apresentaram

negativas.

Para melhor compreensão da relação das anomalias de TSM com o Índice de

Anomalia de Chuva, do período chuvoso, foram calculadas as correlações nos dados da

série. Foram encontradas correlações entre o Dipolo do Atlântico e o IAC com coeficiente de

-0,26 (figura 02), entre o NINO3 e o IAC com coeficiente de -0,32 (figura 03), o NINO4 e o

IAC com coeficiente -0,34 (figura 04), e entre o NINO3.4 e o IAC (figura 05) com coeficiente

de -0,33, todos significantes a 95% de confiança. Por se apresentarem negativos, os valores

de uma variável estão associados a valores inversamente proporcionais da outra variável,

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ou seja, se os valores negativos das correlações aumentam e se aproximam de -1, as

precipitações tendem a diminuir sobre a área de estudo.

Figura 02: Correlação Dipolo x IAC em Cabrobó/PE Figura 03: Correlação NINO3 x IAC em Cabrobó/PE

Figura 04: Correlação NINO4 x IAC em Cabrobó/PE Figura 05: Correlação NINO3.4 x IAC em Cabrobó/PE

Nos testes de tendência para as anomalias de TSM do Atlântico ao longo dos anos

estudados, no período de janeiro-abril, constatou-se que há uma tendência positiva na série,

ou seja, segundo o teste, os valores de TSM (gráfico 03) estão aumentando ao longo do

tempo. Por outro lado, os dados referentes às anomalias de TSM do Pacífico região do

NINO3 (gráfico 04), NINO4 (gráfico 05) e NINO3.4 (gráfico 06) apontam que há uma

tendência negativa na série, ou seja, segundo o teste, os valores de TSM estão diminuindo

ao longo do tempo.

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Gráfico 03: Tendência das anomalias de TSM do Atlântico (Dipolo)

Fonte: CPC

Gráfico 04: Tendência das anomalias de TSM do NINO3

Fonte: CPC

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Gráfico 05: Tendência das anomalias de TSM do NINO4

Fonte: CPC

Gráfico 06: Tendência das anomalias de TSM do NINO3.4

Fonte: CPC

Como observado no gráfico 03, verifica-se uma tendência positiva, enquanto que nos

gráficos 04, 05 e 06 verificam-se uma tendência negativa. Esse resultado do ponto de vista

meteorológico é otimista, pois se deduz que há tendência de aumento de precipitação em

Cabrobó considerando a tendência negativa das anomalias de TSM do oceano Pacífico

Tropical, devido sua correlação negativa. Porém, isso não quer dizer que arritmias climáticas

não poderão ocorrer, e sim uma evidência que os índices positivos de TSM podem ocorrer

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com menor intensidade, no período chuvoso para a região estudada. Vale lembrar também

que os sistemas atmosféricos regionais favorecem ou inibem os índices pluviométricos.

Segundo Kayano e Andreoli (2009) o fenômeno responsável por perturbação

atmosférica que interfere nas variações interanuais de precipitação no NEB é o El Niño-

Oscilação Sul (ENOS), resultante de anomalias positivas nos valores da Temperatura da

Superfície do Mar (TSM) no oceano Pacífico Tropical, associados a sistemas dinâmicos da

circulação atmosférica. Conforme Ferreira e Mello (2005) os sistemas atmosféricos atuantes

de pequena, meso e grande escala que influenciam o tempo e o clima na região Nordeste

do Brasil são Zona de Convergência Intertropical – ZCIT, Frente Fria, Vórtice Ciclônico de

Altos Níveis, Linhas de Instabilidade, Complexos Convectivos de Mesoescala, Ondas de

Leste, Brisa Marítima e Brisa Terrestre.

Desse modo, torna-se relevante destacar a influência das teleconexões oceânicas e

atmosféricas para a distribuição dos índices pluviométricos. De acordo com Kayano e

Capistrano (2013) as relações da Oscilação Multidecadal do Atlântico (AMO) e o El Niño-

Oscilação Sul (ENOS) exercem influência sobre a precipitação no continente sul-americano.

Anomalias de precipitação relacionadas com o ENOS sobre a América do Sul mostram

correlação significativa quando ENOS e AMO estão na mesma fase. Os El Niños associados

à mesma fase que o AMO são, em geral, mais fortes do que aqueles na fase fria da AMO.

As anomalias negativas de TSM no Atlântico equatorial reforçam o evento La Niña no

Pacífico tropical através de uma anômala circulação de Walker. As consequências

relacionadas com o ENOS nas anomalias de precipitação na América do Sul são mais

intensas com a ligação entre a variabilidade dos oceanos tropicais do Atlântico e do

Pacífico.

4 – Considerações Finais

Com os resultados obtidos verificou-se uma acentuada variabilidade pluviométrica

na região, com uma relação mais significativa com o oceano Pacífico Tropical na região do

NINO4. Verificou-se também que as anomalias de TSM no oceano Pacífico podem atuar de

maneira construtiva ou desconstrutiva na intensidade do período chuvoso em associação às

ATSMs do oceano Atlântico tropical. Contudo, obtiveram-se relevantes informações sobre o

regime pluviométrico da área em estudo, enfatizando-se a influência dos sistemas

atmosféricos e oceânicos na sua distribuição temporal e espacial, gerando informações

importantes à previsão climática e ao planejamento das atividades antrópicas.

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