Congresso Técnico Científico da Engenharia e da Agronomia CONTECC’ 2015

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

REGIÕES HOMOGÊNEAS DO ESTADO DE MATO GROSSO DO SUL COM BASE

NA PRECIPITAÇÃO PLUVIAL MENSAL

LARISSA PEREIRA RIBEIRO1*, PAULO EDUARDO TEODORO

2, FRANCISCO EDUARDO TORRES

3

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

2 Mestrando em Agronomia, UEMS, Aquidauana-MS. Fone: (67) 9649-3467, eduteodoro@hotmail.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 do trabalho foi determinar períodos homogêneos, de acordo com a

sazonalidade da precipitação mensal do Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil. 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. Em cada uma das 384 séries temporais de

precipitação pluvial mensal calculou-se a média (m) e para o agrupamento dos meses com m similar,

aplicou-se a análise de agrupamento, utilizando o método hierárquico aglomerativo de Ward. A

variação sazonal da precipitação pluvial no Estado de Mato Grosso do Sul possui três períodos

estatisticamente definidos como seco, de transição e chuvoso.

PALAVRAS–CHAVE: período chuvoso, período de transição, período seco.

HOMOGENEOUS REGIONS OF MATO GROSSO DO SUL STATE BASED ON MONTHLY

RAINFALL

ABSTRACT: This study aimed was to determine homogeneous periods, according to the seasonality

of monthly rainfall in the state of Mato Grosso do Sul, Brazil. The rainfall data of 32 stations (sites) of

Mato Grosso do Sul state were obtained from the Bank of National Agency data Water - ANA,

collected from 1954 to 2013. In each period place and year, were added to the daily rainfall data,

obtaining the monthly rainfall in mm month-1

, each of the 12 months of the year. In each of the 384

time series of monthly rainfall calculated the mean (m) and for the grouping of months with similar m,

applied to cluster analysis, using the agglomerative hierarchical method of Ward. The seasonal

variation of rainfall in the state of Mato Grosso do Sul has three periods statistically defined as dry,

transition and rainy.

KEYWORDS: rainy season, transition season, dry season.

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, sendo as culturas de maior expressão a soja, o

milho, o algodão, a cana-de-açúcar e o arroz irrigado (CONAB, 2014).

O papel das precipitações pluviométricas é enfatizado por Rodrigues et al. (2013) como

principal fonte de água para a agricultura, que por vezes tem comprometido o desenvolvimento da

produção agrícola em função de sua variabilidade não uniforme, ora com grandes períodos de

estiagem, ora com chuvas de alta intensidade, que superam a capacidade de retenção de água pelo

solo, provocando enchentes e inundações.

É recomendado identificar regiões similares de precipitação em condições de variabilidade

espaço-temporal da precipitação pluviométrica, escassez de estações climatológicas e necessidade de

séries longas de dados em análises climatológicas (Lyra et al., 2006). Diniz et al. (2003) sugerem o

emprego da análise de agrupamento (Cluster), por ser um algoritmo estatístico efetivo, que pode

utilizar elementos meteorológicos observados. Dentre os principais métodos de agrupamento, o

hierárquico de Ward vem sendo amplamente utilizado em estudos climatológicos com resultados

satisfatórios (Lyra et al., 2006).

O objetivo do trabalho foi determinar períodos homogêneos, de acordo com a sazonalidade da

precipitação mensal do Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil.

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.

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

e para o agrupamento dos meses com m similar, aplicou-se a análise de agrupamento (Cluster). Foi

utilizado o algoritmo hierárquico aglomerativo de Ward, tendo como medida de dissimilaridade a

distância euclidiana (Everitt & Dunn, 1991):

2

1

1

,, )²(

n

j

jkjpe PPd

em que de é a distância euclidiana; e Pp,j e Pk,j são as variáveis quantitativas j dos indivíduos p

e k, respectivamente.

O algoritmo de Ward forma grupos, minimizando a dissimilaridade, ou minimizando o total

das somas de quadrados dentro de grupos, também conhecida como soma de quadrados dos desvios

(SQD). Em cada etapa do procedimento, são formados grupos, de tal maneira que a solução resultante

tenha o menor SQD dentro de grupos. Nessas etapas, são consideradas as uniões de todos os possíveis

pares de grupos e, os dois que resultam em menor aumento de SQD são agrupados até que todos os

grupos formem um único, reunindo todos os indivíduos (Everitt & Dunn, 1991).

Valores médios da precipitação mensal foram organizados na forma de matriz Pn x p, em que o

elemento Pij representava o valor da i-ésima variável (localidade) do j-ésimo indivíduo (mês). Desta

forma, cada vetor linha representava uma localidade e cada vetor coluna um mês.

Depois do agrupamento dos meses com precipitação similar, aplicou-se novamente o método

de Ward para determinar, dentro de cada um dos períodos mensais definidos, as regiões homogêneas

de localidades com similaridade da precipitação. Nesse caso, a matriz Pn x p foi organizada de forma

que os indivíduos representavam as localidades e os meses agrupados (períodos), as variáveis.

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

Excel®.

RESULTADOS E DISCUSSÃO

O corte transversal do dendrograma a 50% para definição do número de períodos foi

fomentado na sazonalidade da precipitação pluvial mensal e na distância de ligação entre os grupos,

conforme preconizado por Lyra et al. (2006). Estes autores, ao utilizarem à análise de agrupamento de

Ward, identificaram períodos distintos (seco, de transição e chuvoso) para a precipitação pluvial

mensal, no Estado de Táchira (Venezuela), assemelhando-se aos resultados desta pesquisa. Utilizando

metodologia similar, Diniz et al. (2003) identificaram as regiões homogêneas de temperatura máxima

e mínima no Rio Grande do Sul (Brasil) e inferem que estas regiões homogêneas, uma vez

determinadas, servirão de subsídios a estudos mais detalhados para zoneamentos climáticos e

agroclimáticos para o Estado.

Pela análise de agrupamento dos períodos de precipitação pluvial mensal homogênea,

observaram-se dois períodos bem diferenciados para chuva mensal, sendo um correspondente ao

período seco (abril a outubro) e outro ao úmido (novembro a março) (Figura 1), coincidindo com as

características sazonais da precipitação pluvial no Estado. O período seco apresenta ainda uma

subdivisão que separa os meses de transição (abril e maio; setembro e outubro), no início e final desse

período, daqueles totalmente secos (junho, julho e agosto). Dessa forma, definem-se estatisticamente

três períodos denominados: seco, de transição e chuvoso.

Figura 1. Dendrograma dos períodos de precipitação pluvial mensal homogênea das localidades do

Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil, pelo método de agrupamento de Ward.

Pela análise de agrupamento das localidades com períodos de precipitação pluvial mensal mais

homogênea, observaram-se a formação de cinco regiões (50% de similaridade). A primeira região foi

formada pelos municípios: Rio Pardo, Três Lagoas, Campo Grande, Bataguassu, Santa Rita do Rio

Parto, Nova Andradina, Porto Murtinho, Aquidauana, Anastácio, Maracaju, Rio Brilhante,

Anaurilândia, Caarapó e Dourados, na qual se verificou baixa ocorrência de precipitações pluviais

extremas (tanto altas como baixas) em um determinando período do ano (Figura 2).

Os municípios de Glória de Dourados, Naviraí, Iguatemi, Amambai e Ponta Porã compuseram

a segunda região, obtendo as maiores médias de precipitação no período seco, além de ser o grupo

com maior precipitação média anual. A terceira região foi composta pelos municípios de Aparecida

do Taboado, Selvíria, Miranda, Bodoquena e Corumbá, que possuem as menores médias de

precipitação pluvial no período seco. A quarta região foi formada pelos municípios de Camapuã, Água

Clara, Coxim e Rio Negro. A quinta região foi constituída por Chapadão do Sul, Costa Rica, Inocência

e Paranaíba, apresentando as maiores precipitações médias do período chuvoso, especialmente nos

meses de março e dezembro.

Figura 2. Dendrograma das regiões homogêneas pelo método de agrupamento de Ward baseado na

precipitação mensal das localidades do Estado de Mato Grosso do Sul, Brasil.

CONCLUSÕES

A variação sazonal da precipitação pluvial no Estado de Mato Grosso do Sul possui três

períodos estatisticamente definidos como seco, de transição e chuvoso.

Os resultados obtidos neste trabalho fornecerão subsídios para o planejamento dos recursos

hídricos no Estado de Mato Grosso do Sul, além de fornecer suporte para futuras pesquisas

meteorológicas.

REFERÊNCIAS

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

décimo levantamento, 2014. 65p.

Diniz, G., Berlato, M. A., Clarke, R. T., Fontana, D. C. Identificação de regiões homogêneas de

temperaturas máxima e mínima do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Agrometeorologia,

v.11, n.1, p.303-312, 2003.

Everitt, B. S.; Dunn, G. Applied multivariate analysis. London: Edward Arnold, 1991. 400p.

Lyra, G. B.; Garcia, B. I. L.; Piedade, S. M. S.; Sediyama, G. C.; Sentelhas, P. C. Regiões homogêneas

e funções de distribuição de probabilidade da precipitação pluvial no Estado de Táchira,

Venezuela. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v.41, n.5, p.205-215, 2006.

Rodrigues, J. A.; Santos Filho, J.; Chaves, L. M. Funções densidade de probabilidade para a estimativa

da precipitação mensal. Semina: Ciências Exatas e Tecnológicas, v.34, n.1, p.03-08, 2013.