impactos dos fenômenos el niño e la niña nas séries...

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




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




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


___________________________________

Simone Fiori


Passo Fundo, 13 de dezembro de 2012.

4

Aos meus pais, Carlos e Estela.

Pela fé em mim, que me ensinou a ter fé em mim mesmo e em Deus.

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


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


médias de precipitação de El Niño e La Niña maior que 2mm e, em amarelo, as demais.

.................................................................................................................................... 104


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

http://www.google.com.br/url?sa=t&rct=j&q=INPE&source=web&cd=8&cad=rja&ved=0CEIQFjAH&url=http%3A%2F%2Fwww.ucm.es%2Finfo%2Finpe%2F&ei=oTaZULGYLoji8gSEooDgBg&usg=AFQjCNGdoG5YMAL52EkUQGqm8OKH7yyZpw

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



4.5.1 Média de dias com chuva ................................................................................ 76

4.5.2 Porcentagem de meses sem chuva ................................................................... 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




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.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetro_quadrado





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

http://pt.wikipedia.org/wiki/Painel_Intergovernamental_sobre_Mudan%C3%A7as_Clim%C3%A1ticas

http://pt.wikipedia.org/wiki/Painel_Intergovernamental_sobre_Mudan%C3%A7as_Clim%C3%A1ticas

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.

45

.

Figura 11: Fluxograma de atividades executadas 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.

http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero

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

http://www.esrl.noaa.gov/

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.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Divis%C3%A3o

http://pt.wikipedia.org/wiki/Adi%C3%A7%C3%A3o

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.


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.

http://pt.wikipedia.org/wiki/Sistema_de_informa%C3%A7%C3%A3o_geogr%C3%A1fica

http://pt.wikipedia.org/wiki/ESRI

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).

http://www.infoescola.com/hidrografia/bacia-do-uruguai/

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.


http://www.infoescola.com/geografia/serra-geral/

http://www.infoescola.com/geografia/serra-geral/

http://www.infoescola.com/geografia/oceano-atlantico/



http://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_do_Brasil

http://pt.wikipedia.org/wiki/Rio_Grande_do_Sul

http://pt.wikipedia.org/wiki/Santa_Catarina



http://pt.wikipedia.org/wiki/Lages

http://pt.wikipedia.org/wiki/Chapec%C3%B3

http://pt.wikipedia.org/wiki/Uruguaiana

http://pt.wikipedia.org/wiki/S%C3%A3o_Borja

http://pt.wikipedia.org/wiki/Bag%C3%A9

http://pt.wikipedia.org/wiki/Santana_do_Livramento


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.

http://pt.wikipedia.org/wiki/N%C3%BAmero

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).

http://www.esrl.noaa.gov/

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.

72

Tabela 6: Classificação das intensidades do fenômeno ENOS de 1970 a 2005.

Fonte: NOAA (2012).

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.


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


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.


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.


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.


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


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


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


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.


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.


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.


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.


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.


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


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.


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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114

ANEXO A: Gráficos da precipitação média das estações pluviométricas da

área de estudo.

117

ANEXO B: Gráficos da precipitação máxima das estações pluviométricas

da área de estudo.

impactos dos fenômenos el niño e la niña nas séries...

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