Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia CONTECC’ 2015

Centro de Eventos do Ceará - Fortaleza - CE 15 a 18 de setembro de 2015

PRECIPITAÇÃO MENSAL PROVÁVEL ASSOCIADA AOS DIFERENTES BIOMAS

DO ESTADO DO ESTADO DO MATO GROSSO DO SUL

PAULO EDUARDO TEODORO1*, LARISSA PEREIRA RIBEIRO

2, FRANCISCO EDUARDO TORRES

3

1 Mestrando em Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9649-3467, eduteodoro@hotmail.com

2 Discente do curso de Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9941-1950, larissa.uems@gmail.com

3 Docente do curso de Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9988-2676, feduardo@uems.br

Apresentado no

Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia – CONTECC’ 2015

15 a 18 de setembro de 2015 - Fortaleza-CE, Brasil

RESUMO: O objetivo estudo foi determinar a precipitação mensal provável para o Estado de Mato

Grosso do Sul (MS), considerando o nível de 75% probabilidade e estudar sua distribuição espacial

associada aos seus diferentes biomas. Os dados de precipitação pluvial de 32 locais do Estado do Mato

Grosso do Sul foram obtidos do Banco de Dados da Agência Nacional de Águas – ANA, do período

de 1954 a 2013. Em cada uma das 384 séries temporais de precipitação pluvial mensal calculou-se a

média, com no mínimo 30 anos de observação. A precipitação provável foi estimada a 75% de

probabilidade, utilizando-se a distribuição de probabilidade normal e, posteriormente, foi adotado o

método de interpolação matemática da Krigagem Ordinária para espacialização dos dados. A partir da

precipitação mensal provável é possível realizar o planejamento, em função do bioma, da melhor

época de preparo do solo do solo, colheita, semeadura, aplicação de adubos e defensivos para as

culturas agrícolas cultivadas no MS. Além disto, é possível prever os períodos de estiagens, que

afetam o nível de água dos mananciais e dos reservatórios das usinas hidrelétricas, trazendo problemas

para o abastecimento urbano e na geração de energia elétrica, além de gerenciamento de áreas sujeitas

a alagamentos e prevenção de potenciais problemas causados por mudanças climáticas.

PALAVRAS–CHAVE: série temporal, erro de estimação, tamanho de amostra, amostragem.

PROBABLE MONTHLY RAINFALL ASSOCIATED WITH THE VARIOUS BIOMES OF

STATE OF MATO GROSSO DO SUL

ABSTRACT: The objective study was to determine the probable monthly rainfall for the state of

Mato Grosso do Sul, considering the level of 75% probability and study their spatial distribution

associated with its different biomes. The rainfall data of 32 sites in the State of Mato Grosso do Sul

(MS) were obtained from the database of the Agência Nacional de Águal - ANA, in the period 1954-

2013. In each of the 384 series, the average monthly rainfall calculated, at least 30 years of

observation. The likely fallout was estimated at 75% probability, using the normal probability

distribution and, subsequently, it was adopted the method of Ordinary Kriging interpolation

mathematics to spatial data. From the probable monthly rainfall is possible to carry out planning,

depending on the biome, the best time of preparation of the ground soil, crop, sowing, application of

fertilizers and pesticides to agricultural crops grown in MS. Moreover, it is possible to predict periods

of drought, affecting the water level of water sources and reservoirs of hydroelectric plants, bringing

problems for urban water supply and power generation, as well as management of areas subject to

flooding and prevention potential problems caused by climate change.

KEYWORDS: time series, error of estimation, sample size, sampling.

INTRODUÇÃO O Estado do Mato Grosso do Sul (MS) ocupa uma área de, aproximadamente, 350 mil km

2,

dos quais 13 mil km2 são explorados pela agricultura, com destaque para as culturas da soja, milho,

algodão, cana-de-açúcar e o arroz irrigado (CONAB, 2014), que se distribuem de forma distinta em

dois biomas de atributos climáticos peculiares: Pantanal e Cerrado. Dentre os principais fatores que

influenciam a produção agrícola está a precipitação e seu estudo torna-se relevante no planejamento de

atividades agrícolas, permitindo previsões com melhores aproximações e decisões mais confiáveis.

Conforme Bernardo et al. (2006), a precipitação provável pode ser definida como a quantidade

mínima de precipitação com determinada probabilidade de ocorrência. Normalmente em irrigação

trabalha-se com a probabilidade de 75%, ou seja, com a lâmina mínima de chuva que se pode esperar

em três a cada quatro anos. Estes estudos probabilísticos da precipitação pluvial são importantes para

planejamento das atividades agropecuárias, mas também de outras atividades como construção civil,

turismo e transporte.

Face ao exposto, o objetivo deste estudo foi determinar a precipitação mensal provável para o

Estado de Mato Grosso do Sul, considerando o nível de 75% probabilidade, e estudar sua distribuição

espacial associada aos seus diferentes biomas.

MATERIAL E MÉTODOS

Os dados de precipitação pluvial de 32 estações (locais) do Estado do Mato Grosso do Sul

foram obtidos do Banco de Dados da Agência Nacional de Águas – ANA, coletados do período de

1954 a 2013. Em cada local e ano, somaram-se os dados diários de precipitação pluvial, obtendo-se a

precipitação pluvial mensal, em mm mês-1, de cada um dos 12 meses do ano. Assim, formaram-se 384

séries temporais (12 meses × 32 locais), com número diferenciado de anos de observações em cada

série, definidas em função da disponibilidade de dados meteorológicos.

Foi realizado o tratamento e a organização dos dados de precipitação das 32 localidades do

estado. As séries históricas com falhas foram eliminadas e preenchidas pela normal climatológica de

cada uma das 11 microrregiões do Estado (Bernardo et al., 2006).

Em cada uma das 384 séries temporais de precipitação pluvial mensal calculou-se a média

(m), com no mínimo 30 anos de observação. Foi aplicado o teste de aderência de Kolmogorov-

Smirnov (Hastings & Peacock, 1975) nas 364 séries temporais de precipitação pluvial mensal para

verificar o ajuste dos dados a distribuição normal.

A precipitação provável foi estimada a 75% de probabilidade, utilizando-se a distribuição de

probabilidade normal, denominada também de curva de Gauss, que apresenta dois parâmetros e sua

função densidade de probabilidade é definida pela Equação1 (Hastings & Peacock, 1975):

2

2

2σ

μ)(x

e2πσ

1f(x)

em que: μ é a média e σ o desvio-padrão.

As análises estatísticas foram realizadas com os aplicativos GENES e Microsoft Office

Excel®.

No estudo foi adotado o método de interpolação matemática da Krigagem Ordinária (KO) que

permite calcular médias locais, limitando o domínio de estacionaridade da média à vizinhança local

centrada no ponto a ser estimado. Os valores da cota z são estimados em localizações espaciais (xj, yj)

não-observadas, sem a necessidade de se conhecer a média estacionária, a partir de uma combinação

linear dos valores de um subconjunto amostral local. A condição estabelecida no estudo foi à soma dos

ponderadores da KO i (xj, yj) fosse igual a 1, conforme a Equação 2:

)y,Z(x )y,(xλ)y,Z(x ii

n(j)

1i

jjijj

, em que:

)y,Z(x jj é valor estimado pela krigagem no ponto )y,(x jj ;

)y,Z(x ii é o valor da amostra

no ponto )y,(x ii ; i (xj, yj) é o ponderador da KO para a localidade especificada.

Foi utilizado o modelo matemático teórico circular, conforme recomendações de Bernardo et

al. (2006). A espacialização dos dados de precipitação mensal provável foram efetuadas com auxílio

do software geoestatístico ArcGris 10.1®.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O teste de Kolmogorov-Smirnov revelou que os dados de 359 séries temporais de precipitação

mensal (93,49%) se ajustaram à distribuição normal (P>0,01). Em face destes elevados percentuais de

com ajuste à distribuição normal, pode-se inferir que o emprego da distribuição normal tem

credibilidade para estimativa da de precipitação mensal para o Estado de Mato Grosso do Sul.

Os maiores valores de precipitação provável com 75% de probabilidade pela distribuição

normal ocorreram entre os meses de novembro a abril, o que permite classificar estes meses como os

meses mais chuvosos do ano no Estado do Mato Grosso do Sul (Figura 1). Enquanto isto, os menores

valores de precipitação provável com 75% de probabilidade pela distribuição normal ocorreram entre

os meses de junho, julho e agosto, demonstrando que este período é o mais seco do ano no Estado do

Mato Grosso do Sul.

Figura 1. Precipitação provável para o Estado do Mato Grosso do Sul para os meses de janeiro a

dezembro, estimada pela distribuição Normal a 75% de probabilidade de ocorrência.

Além disto, verifica-se que entre os municípios localizados no bioma cerrado obtiveram os

maiores valores. Esta região encontra-se sob a influência do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul

e migratório Polar, além da Baixa do Chaco e Alta da Bolívia, que atuam no verão e primavera e

influencia as condições do tempo na região Centro-Oeste. Outro sistema meteorológico que

determinam o regime de chuvas em toda a região é a Zona de Convergência do Atlântico Sul,

favorecida pelo Jato de Baixos Níveis, escoamento oriundo da canalização dos alísios que adentram o

continente Sul Americano, transportando vapor d’água proveniente do Atlântico Equatorial e da bacia

Amazônica em direção ao Atlântico Sudoeste (Keller Filho et al., 2005).

Os municípios localizados no bioma Mata Atlântica obtiveram maior precipitação provável

com 75% de probabilidade pela distribuição normal durante os meses de maio a outubro. Nessa região

atuam os Vórtices Ciclônicos de Alto Nível de origem subtropical que provocam chuvas e ventos

fortes e, por fim a passagem de Sistemas Frontais. A ação complexa desses sistemas meteorológicos

explica as maiores precipitações prováveis para o período seco (Keller Filho et al., 2005).

Os municípios localizados no bioma Pantanal obtiveram precipitações prováveis

intermediárias durante a maior parte do ano, com exceção dos meses de agosto, setembro e outubro,

onde obtiveram as menores estimativas a 75% de probabilidade de ocorrência. Neste bioma, os

principais sistemas meteorológicos responsáveis pela precipitação são as passagens Sistemas Frontais

e ramos aquecidos que detém 67% da gênese das chuvas, seguidos das Zona de Convergência do

Atlântico Sul e Vórtices Ciclônicos de Alto Nível de origem subtropical (Keller Filho et al., 2005).

O alinhamento topográfico, disposto no sentido longitudinal (NE-SW), exibe feições

morfológicas bem definidas: a planície e o planalto. Este comportamento demonstra que apesar das

características tropicais presentes no Estado de Mato Grosso do Sul, a altitude é, dentre os fatores

fisiográficos, seguido da latitude, o que mais influência no comportamento da precipitação mensal

provável, independente do período do ano, se assemelhando a resultados obtidos em pesquisas

realizadas em outros Estados brasileiros (Baú et al. 2006; Ávila et al. 2009; Uliana et al. 2013).

CONCLUSÕES

A partir da precipitação mensal provável é possível realizar o planejamento, em função do

bioma, da melhor época de preparo do solo do solo, colheita, semeadura, aplicação de adubos e

defensivos para as culturas agrícolas cultivadas no Estado de Mato Grosso do Sul.

Além disto, é possível prever os períodos de estiagens, que afetam o nível de água dos

mananciais e dos reservatórios das usinas hidrelétricas, trazendo problemas para o abastecimento

urbano e na geração de energia elétrica, além de gerenciamento de áreas sujeitas a alagamentos e

prevenção de potenciais problemas causados por mudanças climáticas.

REFERÊNCIAS

Ávila, L. F.; Mello, C. R.; Viola, M. R. Mapeamento da precipitação mínima provável para o sul de

Minas Gerais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v.13, n.1, p.906-915, 2009.

Bernardo, S.; Soares, A. A.; Mantovani, E.C. Manual de Irrigação. 8. ed. Viçosa: UFV, 2006. 625 p.

CONAB: Companhia Nacional de Abastecimento. Acompanhamento de safra brasileira: grãos,

décimo levantamento, 2014. 65p.

Baú, A. L.; Gomes, B. M.; Queiroz, M. M. F.; Opazo, M. A. U.; Sampaio, S. C. Comportamento

espacial da precipitação pluvial mensal provável da mesoregião oeste do Estado do Paraná. Irriga,

v.11, n.1, p.150-168, 2006.

Hastings, N. A. J.; Peacock, J. B. Statistical distributions: a handbook for students and practitioners.

New York: J. Wiley, 1975. 130p.

Keller Filho, T.; Assad, E. D.; Lima, P. R. S. R. Regiões pluviometricamente homogêneas no Brasil.

Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.40, n.3, p.311-322, 2005

Uliana, T. M.; Reis, E. F.; Silva, J. G. F.; Xavier, A. C. Precipitação mensal e anual provável para o

Estado do Espírito Santo. Irriga, v.18, n.2, p.139-147, 2013.