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IX Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola XXXIX Congresso

PROBABILIDADE DE OCORRÊNCIA DE CHUVA NO ESTADO DO ESPÍRITO SANTO

EDUARDO MORGAN ULIANA

1 Graduando em Engenharia Ambiental, Bolsista FAPES, INCAPER/ Vitória 2 Engenheiro Agrícola, D.Sc. Engenharia Agrícola3 Estatística, M.Sc. Engenharia Ambiental, Prof. , FAESA/Vitória

IX Congreso LatinoamericXXXIX Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola

25 a 29 de julho de 2010

RESUMO: O conhecimento das probabilidades de ocorrência de chuva é de suma importância paraplanejamento agrícola, possibilitando, por exemplo, o planejamento de irrigação e o plantio em épocas adequadas, sendo assim objetivousessenta localidades do estado do Espírito Santo. Utilizpluviômetros da ANA e 1 do INMET. Para a estimativa da precipitação mensal e anual com os níveis de probabilidade de 50, 60, 70, 75, 80, 90, 95%, adotouaderência foi testada pelo teste de Kolmogorovestimativa dos parâmetros γ e verossimilhança. Concluiu-se que o período de maior precipitação no estado do Espírito Santo é de outubro a abril, dentre estes novembro e dezembro apresentam maior acumuladoperíodo de menor precipitação vai de maio a setembro. Observouconcentração de precipitação ocorre na região litorânea do estado. Com relação ao acumulado anual de precipitação concluiu-se que a região sul (maiores acumulados anuais de chuva do estado. PALAVRAS–CHAVE: Precipitação, Sazonalidade, Distribuição Pluviométrica.

PROBABILITY OF RAIN OCCURRENCE IN THE STATE OF ESPÍRITO SANTO

ABSTRACT: The knowledge of the probabilities of rain occurrenceagricultural planning, enabling, for example, times, this way, the purpose of this work was to estimate the monthly and annlocalities of the Espírito Santo. It was used the historical series of precipitation of 59 ANA and 1 from INMET. For the estimate of the monthly and annual precipitation in the levels of probability of 50, 60, 70, 75, 80, 90, 95%,adherence was tested using the Kolmogorovparameters γ and β of the gamma distribution was used the method of maximumconcluded that the period of highest rainfall in the state of the between these November and December have the highest accumulated monthly rainfall. The period of lowest rainfall is from May to September. It was concentration of rainfall occurs in the coastal of the state. precipitation it is concluded that in the South (mainly Caparaó area) and largest accumulated annual of rain of the state. KEYWORDS: Precipitation, Seasonality, Rainfall distribution.

tinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola - XXXIX Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 2010

Vitória - ES, Brasil, 25 a 29 de julho 2010 Centro de Convenções de Vitória


EDUARDO MORGAN ULIANA1, JOSÉ GERALDO FERREIRA DA SILVA2

SAGRILLO PIMASSONI3,

olsista FAPES, INCAPER/ Vitória - ES, [email protected] Engenheiro Agrícola, D.Sc. Engenharia Agrícola, Pesquisador INCAPER ,INCAPER/ Vitória - ES. Estatística, M.Sc. Engenharia Ambiental, Prof. , FAESA/Vitória - ES

Apresentado no IX Congreso Latinoamericano y del Caribe de Ingeniería Agrícola - CLIA 2010

Congresso Brasileiro de Engenharia Agrícola - CONBEA 201025 a 29 de julho de 2010 - Vitória - ES, Brasil

O conhecimento das probabilidades de ocorrência de chuva é de suma importância para

planejamento agrícola, possibilitando, por exemplo, o planejamento de irrigação e o plantio em épocas adequadas, sendo assim objetivou-se com este trabalho estimar a precipitação mensal e anual de sessenta localidades do estado do Espírito Santo. Utilizou-se a série histórica de precipitação de 59 pluviômetros da ANA e 1 do INMET. Para a estimativa da precipitação mensal e anual com os níveis de probabilidade de 50, 60, 70, 75, 80, 90, 95%, adotou-se a distribuição gama incompleta cuja

ada pelo teste de Kolmogorov-Smirnov ao nível de 5% de significância. Para e β da distribuição gama foi utilizado o método da máxima

se que o período de maior precipitação no estado do Espírito Santo é de outubro a abril, dentre estes novembro e dezembro apresentam maior acumuladoperíodo de menor precipitação vai de maio a setembro. Observou-se que neste período a maior concentração de precipitação ocorre na região litorânea do estado. Com relação ao acumulado anual de

se que a região sul (principalmente região do Caparaó) e serrana apresentam os maiores acumulados anuais de chuva do estado.

Precipitação, Sazonalidade, Distribuição Pluviométrica.


knowledge of the probabilities of rain occurrence has a great importance for agricultural planning, enabling, for example, the irrigation planning and the planting in appropriate

this way, the purpose of this work was to estimate the monthly and annIt was used the historical series of precipitation of 59

For the estimate of the monthly and annual precipitation in the levels of 80, 90, 95%, we adopted the incomplete gamma distribution whose

adherence was tested using the Kolmogorov-Smirnov test at 5% significance. For the estimate of the of the gamma distribution was used the method of maximum

concluded that the period of highest rainfall in the state of the Espírito Santo is from October to April, between these November and December have the highest accumulated monthly rainfall. The period of lowest rainfall is from May to September. It was observed that during this period the highest concentration of rainfall occurs in the coastal of the state. Regarding the accumulated annual of

is concluded that in the South (mainly Caparaó area) and highland they present the ulated annual of rain of the state.

, Seasonality, Rainfall distribution.

CLIA 2010 CONBEA 2010


2, LUCIA HELENA

CLIA 2010 CONBEA 2010

O conhecimento das probabilidades de ocorrência de chuva é de suma importância para o planejamento agrícola, possibilitando, por exemplo, o planejamento de irrigação e o plantio em épocas

se com este trabalho estimar a precipitação mensal e anual de se a série histórica de precipitação de 59

pluviômetros da ANA e 1 do INMET. Para a estimativa da precipitação mensal e anual com os níveis se a distribuição gama incompleta cuja

Smirnov ao nível de 5% de significância. Para da distribuição gama foi utilizado o método da máxima

se que o período de maior precipitação no estado do Espírito Santo é de outubro a abril, dentre estes novembro e dezembro apresentam maior acumulado mensal de chuva. O

se que neste período a maior concentração de precipitação ocorre na região litorânea do estado. Com relação ao acumulado anual de

principalmente região do Caparaó) e serrana apresentam os


has a great importance for the irrigation planning and the planting in appropriate

this way, the purpose of this work was to estimate the monthly and annual rainfall of sixty It was used the historical series of precipitation of 59 rain gauges from

For the estimate of the monthly and annual precipitation in the levels of we adopted the incomplete gamma distribution whose

For the estimate of the of the gamma distribution was used the method of maximum likelihood. It was

is from October to April, between these November and December have the highest accumulated monthly rainfall. The period of

observed that during this period the highest Regarding the accumulated annual of

highland they present the

INTRODUÇÃO: O clima, independentemente de outros fatores ambientais, torna-se de grande importância, especialmente ao determinar as atividades e aptidões agrícolas, por ser dominante no controle do crescimento dos vegetais. De todos os componentes do clima, a precipitação é um dos fatores que mais afeta a produção agrícola, devido ao seu alto grau de variabilidade (CASTRO; SEDIYAMA; GUIDONI, 1981). O conhecimento das probabilidades de ocorrência de chuva é importante para o planejamento agrícola, possibilitando, por exemplo, o planejamento de irrigação e o plantio em épocas adequadas, pois é possível quantificar o acumulado mensal e anual e determinar períodos de possíveis deficiências pluviométricas. Com isso evitam-se prejuízos econômicos a agricultores e também é feito o uso racional da água. Segundo KREPPER et al (1989), sob o ponto de vista estatístico, as precipitações pluviométricas não são distribuídas uniformemente em torno da precipitação média, mas sim, de maneira irregular, com grande desvio em relação à mesma. Por isso os estudos probabilísticos são muito utilizados, pois procuram estimar o comportamento da precipitação pluviométrica. Objetivou-se com este trabalho estimar a precipitação mensal e anual, utilizando o modelo probabilístico gama que vem sendo insistentemente apontado como o modelo mais conveniente para representar a distribuição dos totais mensais e anual de precipitação. MATERIAL E MÉTODOS: O Estado do Espírito Santo possui uma área aproximada de 46.184 Km² no litoral sudeste do Brasil, fazendo divisa a oeste com o Estado de Minas Gerais, ao norte com o Estado da Bahia, ao sul com o Estado do Rio de Janeiro e a leste com o oceano atlântico. Possui dois tipos de clima, um tropical chuvoso e o tropical de altitude. A economia capixaba baseia-se, principalmente, na pratica agrícola (FEITOSA et al, 2001). Foi utilizado para realização deste trabalho dados de chuva de cinquenta e nove pluviômetros disponibilizados no sistema de informações hidrológicas da Agência Nacional de Águas (ANA) e de um pluviômetro do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Para estimativa da precipitação mensal e anual para os níveis de probabilidade de 50, 60, 75, 80, 90 e 95% utilizou-se a função gama incompleta, proposta por THOM (1958):

F�x�= � 1

βγΓ(γ)

xγ-1

x

0

e-xβ

em que: F(x) – probabilidade de ocorrência do evento x; x – variável aleatória contínua (quantidade de chuva), mm; β – parâmetro de escala; γ – parâmetro de forma; Γ(γ) - valor da função gama. Na estimativa dos parâmetros � e � empregou-se o método da máxima verossimilhança. Para verificar a adequação do ajustamento da distribuição gama a série de dados foi utilizado o teste de kolmogorov-Smirnov ao nível de 5% de significância. Todos os cálculos estatísticos foram realizados no software R 2.10. Por fim, utilizando os valores obtidos foram gerados os mapas de precipitação mensal e anual para os níveis de probabilidade de 50, 60, 70, 75, 80, 90 e 95%, utilizando o software ArcGis. RESULTADOS E DISCUSSÃO: Em todas as regiões do Estado do Espírito Santo as maiores precipitações ocorrem entre os meses de outubro e abril, dentre estes, novembro e dezembro apresentam maior acumulado mensal de chuva. O período de menor precipitação vai de maio a setembro, conforme mostra a Figura 1. Na região da Grande Vitória, o acumulado mensal de chuva com 75% de probabilidade de ocorrência varia entre 27 e 145 mm no período chuvoso e entre 18 e 52 mm no período de estiagem. O valor de precipitação nos meses de novembro e dezembro varia entre 106 e 145 mm. Para o período de estiagem verificou-se que a menor precipitação ocorre em junho, com valores variando entre 18 e 22 mm. A precipitação anual varia entre 1078 e 1311 mm.

Na região nordeste, o acumulado mensal de chuva com 75% de probabilidade de ocorrência varia entre 21 e 131 mm e no período seco entre 14 e 42 mm. Nos meses de novembro e dezembro a precipitação varia entre 88 e 131 mm. Verificou-se que o menor valor do acumulado mensal de chuva ocorre no mês agosto com valores variando entre 13 e 26 mm. A precipitação anual nesta região varia entre 891 e 1147 mm. Na região noroeste o acumulado mensal de chuva com 75% de probabilidade varia entre 18 e 167 mm no período chuvoso e entre 3 e 22 mm no período de estiagem. Nos meses de novembro e dezembro a precipitação varia entre 95 e 167 mm. Verificou-se que a menor precipitação ocorre em Junho variando entre 5 e 13 mm. Observa-se que apesar do mês de junho registrar a menor precipitação o valor desta não varia muito entre os demais meses de estiagem. A precipitação anual varia entre 747 e 1062 mm. Na região norte o acumulado mensal de chuva com 75% de probabilidade de ocorrência varia entre 35 e 114 mm no período chuvoso e no período de estiagem entre 9 e 23 mm. Nos meses de novembro e dezembro a precipitação varia entre 102 e 114 mm. No período de estiagem o menor valor do acumulado mensal ocorre no mês junho, variando entre 9 e 12 mm na região. A precipitação anual varia entre 903 e 912 mm. Na região serrana o acumulado mensal de chuva com 75% de probabilidade de ocorrência varia entre 31 e 194 mm no período chuvoso e entre 4 e 60 mm no período de estiagem. Nos meses de novembro e dezembro o acumulado varia entre 97 e 194 mm. Verificou-se que no período de estiagem o menor valor de precipitação é registrado no mês de junho com valor variando entre 6 e 33 mm. A precipitação anual varia entre 807 e 1571 mm. Na região sul o acumulado mensal de chuva com 75% de probabilidade de ocorrência varia entre 16 e 265 mm no período chuvoso e entre 6 e 60 mm no período de estiagem. Nos meses de novembro e dezembro a precipitação varia entre 76 e 265 mm. Verificou-se que no período de estiagem o menor valor de precipitação é registrado no mês de agosto variando entre 6 e 27 mm. A precipitação anual na região varia entre 867 e 1586 mm. Os maiores valores de precipitação ocorrem principalmente na região do Caparaó. É bom lembrar que em se tratando de probabilidade os valores de precipitação podem ser maior ou igual aos valores citados acima. É possível verificar por meio dos mapas que no período de estiagem a maior concentração de precipitação ocorre na região litorânea do estado e em parte da região serrana. Com relação ao acumulado anual de precipitação a região sul (principalmente região do Caparaó) e serrana apresentam os maiores acumulados anuais de chuva do estado. Abaixo estão os mapas de precipitação mensal e anual para o nível de 75% de probabilidade CONCLUSÕES: Os meses de menor precipitação vão de maio a setembro e os de maior precipitação de outubro a Abril. Os maiores acumulados de chuva do estado ocorrem nas regiões litorâneas, e em regiões com altitudes elevadas. No período de menor precipitação os maiores acumulados ocorrem no litoral e em parte da região serrana e verificou-se que nas demais localidades os acumulados mensais neste período não variam muito. De maneira geral os meses de junho; julho e agosto são em média os meses com menores registros de precipitação mensal. REFERÊNCIAS CASTRO, L. L. F; SEDIYAMA, G. C.; GUIDONI, A. L. Probabilidade de Precipitação Mensal e Anual para o Estado do Espírito Santo. Vitória, ES: EMCAPA, 1981. FEITOSA,L.R.; STOCKING,M.; RESENDE, M. Natural resources information systems for rural development: approaches for Espirito Santo State, Brasil. Vitória, ES: INCAPER, 2001. KREPPER, C. M.; SCIAN, B. V.; PIERINI, J. O. Time and Space Variability of Rainfall in Central East Argentina. Journal of Climate, v. 2, p. 39-47, 1989. MONTGOMERY, D. C.; RUNGER, G. C. Estatística Aplicada e Probabilidade para Engenheiros. 2. ed. Rio de Janeiro: LTC, 2003. R Development Core Team (2009). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. ISBN 3-900051-07-0, URL http://www.R-project.org. THOM, H. C. S. A Note on the Gamma Distribution. Monthly Weather Review, v.86, n.4, p.117-122, 1958.

FIGURA 1: Precipitação Mensal para o Estado do Espírito Santo com 75% de Probabilidade

FIGURA 2: Precipitação Anual para o Estado do Espírito Santo com 75% de Probabilidade

JAN

FEV

MAR ABR

MAI JUN JUL AGO

SET OUT NOV DEZ

ix congreso la tinoamericano y del caribe de...

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