Identificação de Homogeneidade, Tendência e Magnitude da Precipitação em Belém (Pará) entre 1968 e 2018

Authors

DOI:

https://doi.org/10.11137/2020_4_426_439

Keywords:

Precipitação, Séries temporais, Análise estatística

Abstract

Este estudo tem por objetivo a análise do comportamento pluviométrico da cidade de Belém, no estado do Pará (região Norte do Brasil), no período de 1968 a 2018 (51 anos). As análises das séries anuais e mensais foram feitas com o intuito de detectar homogeneidade, tendências e magnitude da precipitação pelos testes estatísticos não paramétricos de Mann Kendall, Pettitt e Curvatura de Sen. A partir da análise de dados obteve-se precipitação anual média de 3070 mm, com coeficiente de variação de 14%, porém os testes estatísticos mostraram alterações significativas ao nível de significância de 5% no comportamento desses acumulados pluviométricos anuais. Pelo teste de Pettitt, detectou-se uma mudança brusca na série, sendo que de 1968 a 2004 tem-se média anual de 2947 mm e de 2005 a 2018 a média é de 3396 mm. O método de Mann-Kendall indicou uma tendência positiva e pela Curvatura de Sen, estima-se um aumento de aproximadamente 15 mm/ano na precipitação anual. Especificamente os meses de março, abril, junho e dezembro também apresentaram tendências crescentes estatisticamente significativas. Conclui-se que o comportamento pluviométrico da cidade de Belém vem sofrendo acentuadas mudanças, com tendências de elevação nos totais pluviométricos, o que consequentemente pode ocasionar mais frequentes problemas de alagamentos, entre outros.

Author Biographies

Bruna Roberta Pereira Lira, Universidade Federal do Pará

Graduada em Engenharia Sanitária e Ambiental (2011-2016) pela Universidade Federal do Pará - UFPA. Mestre em Engenharia Civil (2017-2019) pelo Programa de Pós-Graduação da Universidade Federal do Pará - PPGEC/UFPA. Atualmente, doutoranda do PPGEC/UFPA na área de Concentração de Engenharia Hídrica.

Luiza de Nazaré Almeida Lopes, Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnológica do Pará, Brasil

Diretoria de Ensino, Pesquisa, Pós-graduação, Inovação e Extensão

Resumo da Biografia: Engenharia Sanitarista pela Universidade Federal do Pará, mestra em Engenharia Civil e doutoranda em Engenharia Civil, com enfâse ao Saneamento Ambiental e Recursos Hídricos, pela Universidade Federal do Pará.

Juliane Ribeiro das Chaves, Universidade Federal do Pará

Graduada em Engenharia Sanitária e Ambiental (UFPA - 2017). Mestranda em Engenharia Civil (PPGEC/UFPA).

Laila Rover Santana, Universidade Federal do Pará

Engenheira Ambiental formada pela Universidade do Estado do Pará - UEPA. Especialista em Gestão, Consultoria, Fiscalização, Perícia e Auditoria Ambiental pelo Instituto de Estudos Superiores da Amazônia - IESAM. Mestre em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Pará - UFPA/PPGEC (Área de Concentração: Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental). Atualmente é aluna de doutorado do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil da Universidade Federal do Pará PPGEC/UFPA.

Lindemberg Lima Fernandes, Universidade Federal do Pará

Graduação em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Pará (1995), mestrado em Geofísica pela Universidade Federal do Pará (2000) e Doutorado em Desenvolvimento Sustentável do Trópico Úmido - Universidade Federal do Pará (2005). Tutor do Programa de Educação Tutorial - Secretaria de Educação Superior- MEC, PET Engenharia Sanitária e Ambiental, e professor Associado da Universidade Federal do Pará.

References

Almeida, C.T.; Oliveira Jr., J.F.; Delgado, R.C.; Cubo, P. & Ramos, M.C. 2017. Spatiotemporal rainfall and temperature trends throughout the Brazilian Legal Amazon. International Journal of Climatology, 37(4): 2013-2026.

Azevedo, F.T.M.; Souza, E.B.; Franco, V.S. & Souza, P.F.S. 2017. Prognóstico sazonal de precipitação regionalizada na Amazônia Oriental. Revista Brasileira de Geografia Física, 10(5): 1520-1534.

Back, A.J. 2001. Aplicação de análise estatística para identificação de tendências climáticas. Pesquisa Agropecuária Brasileira, 36(5): 717-726.

Bartels, RJ.; Black, A.W. & Keim, B.D. 2019. Trends in precipitation days in the United States. International Journal of Climatology, 40(2): 1038-1048.

Bezerra, B.G.; Silva, L.L.; Silva, C.M.S. & Carvalho, G.G. 2019. Changes of precipitation extremes indices in São Francisco River Basin, Brazil from 1947 to 2012. Theoretical and Applied Climatology, 135(1-2): 565-576.

Campos, T.L.O.B.; Mota, M.A.S. & Santos, S.R.Q. 2015. Eventos extremos de precipitação em Belém-PA: uma revisão de notícias históricas de jornais. Revista Ambiente e Água, 10(1): 182-194.

Carvalho, A.A.; Montenegro, A.A.A.; Silva, H.P.L.; Iug, M.; José E.F. & Silva, T.G. 2020. Trends of rainfall and temperature in Northeast Brazil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 24(1): 15-23.

Cohen, J.; Dias, M.A.F.S. & Nobre, C.A. 1995. Environmental conditions associated with Amazonian squall lines: a case study. Monthly Weather Review, 123(11): 3163-3174.

Dufek, A.S. & Ambrizzi, T. 2008. Precipitation variability in São Paulo State, Brazil. Theoretical and Applied Climatology, 93(3-4), 167-178.

Duncan, J.M.A.; Biggs, E.M.; Dash, J. & Atkinson, P.M. 2013. Spatio-temporal trends in precipitation and their implications for water resources management in climate-sensitive Nepal. Applied Geography, 43: 138-146.

Ferreira, D.B.S.; Souza, E.B.; Moraes, B.C. & Meira Filho, L.G. 2015. Spatial and Temporal Variability of Rainfall in Eastern Amazon during the Rainy Season. The Scientific World Journal, 2015: 1-9. 10.1155/2015/209783.

Fisch, G.; Marengo, J.A. & Nobre, C.A. 1998. Uma revisão geral sobre o clima da Amazônia. Revista Acta Amazônica, 22(2): 101-126.

Gilbert, R.O. 1987. Statistical methods for environmental pollution monitoring. New York, John Wiley & Sons, 320p.

Gocic, M. & Trajkovic, S. 2013. Analysis of changes in meteorological variables using Mann-Kendall and Sen’s slope estimator statistical tests in Serbia. Global and Planetary Change, 100(1): 172-182.

Hamed, K.H. 2009. Exact distribution of the Mann-Kendall trend test statistic for persistent data. Journal of Hydrology, 365(1-2): 86-94.

IBGE. 2019. Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Cidades e estados: Belém. Rio de Janeiro. Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/pa/belem.html>. Acesso em: 2 dez. 2019.

Ishihara, J.H.; Fernandes, L.L.; Duarte A.A.M.; Duarte, A.R.C.L.M.; Ponte, M.X. & Loureiro, G.E. 2014. Quantitative and spatial assessment of precipitation in the Brazilian Amazon (Legal Amazon) - (1978 to 2007). Revista Brasileira de Recursos Hídricos, 19(1), 29-39.

IPCC. 2014. Intergovernmental Panel on Climate Change. Livelihoods and Poverty. In: Climate Change 2014: impacts, adaptation and vulnerability: part A: global and sectoral aspects: working group II contribution to the IPCC Fifth Assessment Report (Chap. 13, pp. 793-832). Cambridge: Cambridge University Press. Recuperado em 9 dezembro, 2019, de doi:10.1017/ CBO9781107415379.

Joseph, J.F.; Falcon, H.E. & Sharif, H.O. 2013. Hydrologic Trends and Correlations in South Texas River Basins: 1950–2009. Journal of Hydrologic Engineering, 18(2): 1653-1662.

Kendall, M.G. 1975. Rank correlation methods. London, Charles Griffin, 272p.

Li, G.; Zhang, J.; Ding, S.; Wu, P.; Wang. W. 2019. Reconstruction of sunspot activity, cold and warm events, and drought and flood events in the Central Plain of China during the Northern Song Dynasty using historical documents. Quaternary International, 525, 36-44.

Lopes, M.N.G.; Souza, E.B. & Ferreira, D.B.S. 2013. Climatologia regional da precipitação no estado do Pará. Revista Brasileira de Climatologia, 9(12): 84-102.

Loureiro, G.E.; Fernandes, L.L. & Ishihara, J.H. 2015. Spatial and temporal variability of rainfall in the Tocantins-Araguaia hydrographic region. Acta Scientiarum, 37(1): 89-98.

Lucena, D.B.; Gomes Filho, M.F. & Servain, J. 2011. Impact evaluation of the extreme climatic events in the pacific and atlantic oceans on the northeast Brazil rainy season. Revista Brasileira de Meteorologia, 26(2): 297-312.

Luiz Silva, L.W.; Xavier, L.N.R.; Maceira, M.E.P. & Rotunno, O.C. 2019. Climatological and hydrological patterns and verified trends in precipitation and streamflow in the basins of Brazilian hydroelectric plants. Theoretical and Applied Climatology, 137(1-2): 353-371.

Mann, H.B. 1945. Nonparametric tests against trend. Econometrica, 13(3): 245-259.

Marengo, J.A.; Alves, L.M.; Soares, W.R.; Rodriguez, D.A.; Camargo, H.; Paredes Riveros, M.; Diaz Pabló, A. 2013. Two contrasting seasonal extremes in tropical South America in 2012: flood in Amazonia and drought in Northeast Brazil. Journal of Climate, 26(22): 9137-9154.

Marengo J.A.; Liebmann B.; Kousky V.E.; Filizola N.P. & Wainer I.C. 2001. Onset and end of the rainy season in the Brazilian Amazon basin. Jounal of Climate, 14: 833-852.

Moraes, D. & Francisco Filho, M. 2018. Contribuição das chuvas do período da tarde em Belém e possíveis relações com a normal climatológica. Revista Brasileira de Climatologia, 14(23): 17-32.

Moreira, F.S.A.; Ferreira, G.R.B.; Dias, L.C. & Vitorino, M.I. 2019. Variabilidade espaço temporal da precipitação na cidade de Belém-PA e sua relação com a incidência de leptospirose. Revista Brasileira de Geografia Física, 12(1): 71-80.

Moura, M.N. & Vitorino, M.I. 2012. Variabilidade da precipitação em tempo e espaço associada à zona de convergência intertropical. Revista Brasileira de Meteorologia, 27(4): 475-483.

Nobre, C.A.; Obregón, G.O.; Marengo, J.A.; Fu, R. & Poveda, G. 2009. Características do clima amazônico: aspectos principais. In: KELLER, M.; BUSTAMANTE, M.; GASH, J. & DIAS, P.S. (ed.). Amazonia and Global Change. American Geophysical Union, p. 149-162.

Oliveira, G.B.; Alcantara, C.R. & Souza, E.P. 2016. Caracterização de perfil de vento no ambiente de formação das linhas de instabilidade amazônicas. Ciência e Natura, 38(1): 393-403.

Oliveira, L.F.C.; Fioreze, A.P.; Medeiros, A.M.M. & Silva, M.A.S. 2010. Comparação de metodologias de preenchimento de falhas de séries históricas de precipitação pluvial anual. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, 14(11): 1186-1192.

Oliveira, P.T.; Silva, C.M.S. & Lima, K.C. 2017. Climatology and trend analysis of extreme precipitation in subregions of Northeast Brazil. Theoretical and Applied Climatology, 130(1-2): 77-90.

OMM. 1984. Organização Meteorológica Mundial. Guia de practicas hidrológicas. Aquisicion y Proceso de Dados, 1(168): 3-20.

Onyutha, C. 2016. Variability of seasonal and anual rainfall in the River Nile riparian countries and possible linkages to ocean-atmosphere interactions. Hydrology Research, 47(1): 171-184.

Pandey, B.K. & Khare, D. 2018. Identification of trend in long term precipitation and reference evapotranspiration over Narmada river basin (India). Global and Planetary Change, 161: 172-182.

Penereiro, J.; Martins, L.L.S. & Beretta, V.Z. 2016. Identificação de variabilidades e tendências interanuais em medidas hidro-climáticas na região hidrográfica do Tocantins-Araguaia, Brasil. Revista Brasileira de Climatologia, 12(18): 219-241.

Penereiro, J.C. 2020. Climatic trends of temperatures and precipitation in Brazilian localities. Acta Scientiarum Technology, 42(1): 1-9.

Pettitt, A.N.A. 1979. Non-parametric approach to the change-point problem. Applied Statistics, 28(2): 126-135.

Quadros, L.E.; Mello, E.L.; Gomes, B.M. & Araújo, F.C. 2019. Rainfall trends for the state of Paraná: present and future climate. Revista Ambiente & Água, 14(2): 1-13.

Salehi, S.; Dehghani, M.; Mortazavi, S.M. & Singh, V.P. 2019. Trend analysis and change point detection of seasonal and annual precipitation in Iran. International Journal of Climatology, 40(1): 308-323.

Salmi, T.; Maatta, A.; Antilla, P. & Ruoho-Airola, T. (org.). 2002. Detecting Trends of Annual Values of Atmospheric Pollutants by the Mann-Kendall Test and Sen's Solpe Estimates the Excel Template Application MAKESENS. Helsink, Finnish Meteorological Institute, 35p.

Salviano, M.F.; Groppo, J.D. & Pellegrino, G.Q. 2016. Análise de tendências em dados de precipitação e temperatura no Brasil. Revista Brasileira de Meteorologia, 31(1): 64-73.

Santos, E.F.N. & Sousa, I.F. 2018. Análise estatística multivariada da precipitação do Estado de Sergipe através dos fatores e agrupamentos. Revista Brasileira de Climatologia, 14(23): 205-222.

Satyamurty, P.; Castro, A.A.; Tota, J.; Gularte, L.E.S. & Manzi, A. O. 2010. Rainfall trends in the Brazilian Amazon Basin in the past eight decades. Theoretical and Applied Climatology, 99(1-2), 139-148.

Sen, P.K. 1968. Estimatives of the regression coefficient based on Kendall’s Tau. Journal of the American Statistical Association, 63(324): 1379-1389.

Severo, D.L.; Santos S.H. & Tachini, M. 2019. Flutuações climáticas da precipitação no Vale do Itajaí (SC). Revista de Estudos Ambientais, 20(2): 37-48.

Silva, M.D.N.A.D.; Pessoa, F.C.L.; Silveira, R.N.P.D.O.; Rocha, G.S. & Mesquita, D.A. 2018. Determination of the Homogeneity and Tendency of Precipitations in the Tapajós River Basin. Revista Brasileira de Meteorologia, 33(4): 665-675.

Souza, E.B.; Ferreira, D.B.S.; Guimarães, J.T.F.; Franco, V.S.; Azevedo, F.T.M.; Moraes, B.C. & Souza, P.J.O.P. 2017. Padrões climatológicos e tendências da precipitação nos regimes chuvoso e seco na Amazônia Oriental. Revista Brasileira de Climatologia, 13(21): 81-93.

Tucci, C.E.M. (org.). 2007. Hidrologia: ciência e aplicação. Porto Alegre, EDUSP, 943p.

Uliana, E.M.; Silva, D.D.; Uliana, E.M., Rodrigues, B.S. & Paula Corrêdo, L.P. 2015. Análise de tendência em séries históricas de vazão e precipitação: Uso de teste estatístico não paramétrico. Revista Ambiente e Água, 10(1): 82-88.

Zhang, W; Yan, Y; Zheng, J; Li, L; Dong, X; Cai, H. 2009.Temporal and spatial variability of annual extreme water level in the Pearl River Delta region, China. Global and Planetary Change, 69: 35-47.

Zilli, M.T.; Carvalho, L.M.V.; Liebmann, B. & Dias, M.A.S. 2017. A comprehensive analysis of trends in extreme precipitation over southeastern coast of Brazil. International Journal of Climatology, 37(5): 2269-2279.

Downloads

Published

2020-12-18

Issue

Vol. 43 No. 4 (2020)

Section

Article

License

This journal is licensed under a Creative Commons — Attribution 4.0 International — CC BY 4.0, which permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.