Análise e previsão de eventos críticos de precipitação com base no SPI e em redes neurais artificiais para o Estado de Pernambuco.

A identificação e classificação de áreas susceptíveis à ocorrência de eventos críticos, chuvosos ou secos, tornaram-se uma necessidade frequente no contexto da variabilidade climática, responsável por muitos desastres naturais em diversos países do mundo. O diagnóstico com base nos impactos meteorológicos, agrícolas e hidrológicos pode ser aferido através de índices climáticos. O Índice de Precipitação Padronizado (SPI) foi desenvolvido para diagnosticar e categorizar a variabilidade da precipitação com base em diferentes escalas temporais. A aplicação da metodologia do SPI para 57 postos distribuídos sobre o estado de Pernambuco, Nordeste do Brasil, com séries de 1963 a 2015, foi capaz de destacar e classificar as principais anomalias das chuvas através da sua intensidade e duração. As escalas menores do SPI (mensal e trimestral) indicaram o início e tendência de cada evento; a escala semestral identificou o comportamento do período chuvoso e as escalas anual e bienal definiram os eventos mais fortes e duradouros. Foram diagnosticados eventos positivos e negativos nas categorias de fraco, moderado, severo e extremo. Foram analisados os eventos que ocorreram de forma mais generalizada e, portanto, mais significativos. Foram destacados os eventos chuvosos críticos de 1963, 1973, 1984 e os eventos secos de 1993, 1998 e 2012. A análise de agrupamento utilizando a métrica de Ward foi aplicada aos SPIs para delimitar dois grupos bem definidos para qualquer escala temporal do SPI. A divisão do estado de Pernambuco ficou assim: Grupo 1, do Litoral ao Agreste e o Grupo 2 representando todo o Sertão. Os valores das anomalias de temperatura da superfície do mar foram correlacionados com cada escala do SPI e usados como entrada nos modelos baseados em Redes Neurais Artificiais (RNA) para predizer as variações deste índice na área de estudo. Os resultados mostraram que o modelo apresentou uma boa previsão com o padrão de comportamento da escala trimestral do SPI, e não obteve o mesmo nível de desempenho para as escalas mensais e semestrais, porém, o modelo de RNA conseguiu absorver a tendência dos valores destas escalas e encontrar uma boa associação.The identification and classification of areas susceptible to critical events be it rainy or dry events, has become a frequent need in the current context of climate variability, esponsible for natural disasters in several countries in the world. The diagnosis based on meteorological, agricultural and hydrological impacts can be measured by climatic indices. The Standardized Precipitation Index (SPI) was developed to categorize and make the diagnostic the variability of the rainfall based on different temporal scales. The application of SPI methodology to 57 stations distributed about the state of Pernambuco, Northeastern Brazil, for the years 1963 to 2015, was able to highlight and rank the main anomalies of rainfall through its intensity and duration. Smaller scales the SPI (monthly and quarterly) indicated the start and trend of each event, the semiannual scale identified the behavior of rainy period and the annual and biennial scales it defined the strongest and most enduring events. Positive and negative events were diagnosed in the scale categories: low, moderate, severe and extreme. Were analyzed the events that occurred more widely and thus more significant. Were highlighted the critical rainfall events of 1963, 1973, 1984 and the dry events of 1993, 1998, 2012. The cluster analysis using the metric of Ward was applied to SPIs to delimit the two well-defined groups to any timescale of the SPI. The division of Pernambuco state was as follows: Group 1, from Coast to Agreste and Group 2 represents the entire Sertão. The values of the temperature anomalies of the sea surface were correlated with each SPI scale and used as input in models based on Artificial Neural Networks (ANN) to predict the variations of this index in the study area. The results showed that the model had a good forecast with the standard of behavior of the quarterly SPI scale, but did not get the same level of performance for the monthly and semi-annual scales, but the model the ANN was able to absorb the trend of the values of these scales and find a good association.CNP

MONITORAMENTO E INTENSIDADE DAS SECAS E CHUVAS NA CIDADE DE CAMPINA GRANDE/PB

A cidade de Campina Grande no estado da Paraíba se encontra numa zona de transição entre os climas do Litoral e do Sertão e por isso detém uma alta irregularidade pluviométrica. Nesse sentido, o objetivo desse trabalho foi realizar uma análise da variabilidade temporal das chuvas e secas em diferentes escalas temporais na cidade de Campina Grande-PB. Para tanto foi utilizada uma série histórica de totais mensais precipitados entre os anos de 1962 e 2009 observados na estação da Embrapa do município em estudo, para o cálculo do índice SPI nas escalas temporais de 01, 03, 06, 12 e 24 meses. Os resultados revelaram que os SPIs analisados não detectaram, segundo a intensidade média, categorias de secas e chuvas extremas na cidade de Campina Grande. A categoria mais freqüente entre os SPIs foi a de chuva normal. Em termos quantitativos as chuvas anuais na cidade de Campina Grande sempre ocorrem em torno do valor esperado. Essa esperança matemática ocorre com maior freqüência pelo lado negativo da escala em torno do valor médio. Esse é o motivo da característica semiárida da Cidade. Os anos que apresentaram maiores e menores índices de pluviometria foram detectados pelo SPI-12 meses e guardam uma boa relação com os eventos La Niña e El Niño, respectivamente, revelando uma boa representatividade em relação às condições reais da pluviometria local. As secas dos períodos de 1968 a 1971, de 1988 a 1989 e de 1997 a 2000 foram identificadas por todos os SPIs estudados. Da mesma forma, os períodos de 1963 a 1969 e de 2004 a 2005 foram detectados como chuvosos por todos os SPIs

Análise espacial de eventos de secas com base no índice padronizado de precipitação e análise de agrupamento

A ocorrência de eventos de secas influencia de forma negativa o desenvolvimento sócio-econômico de regiões semiáridas. Neste estudo foi utilizado o Índice Padronizado de Precipitação – SPI, em diferentes escalas temporais para identificar e quantificar a intensidade e duração das secas ocorridas no Estado do Piauí. Foi analisada a relação entre as secas e sub-regiões delimitadas pelos métodos de agrupamentos K-means e Ward. Apenas alguns eventos de seca permaneceram nas escalas maiores do SPI 12 e 24 meses, sendo que a maioria deles ocorreu entre as partes centrais e sul do Estado. A comparação de eventos de seca com os de El-Niño mostrou que há correlação positiva entre eles, principalmente quando se trata dos eventos de seca mais intensos

Avaliação do Potencial Eólico no Município de Jaguaruana, Litoral Cearense

This paper objective was to study the variation of speed wind anddirection, and to determine the wind power in the selected region. It is presentedin this study, a preliminary assessment of wind potential in the municipality ofJaguaruana, coastline region of Ceará State, using data of speed wind obtainedin a Meteorological Data Acquisition Equipment (Plataforma de Coleta deDados - PCD) of Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUNCEME), from January 2004 to December 2006. For this, it was identifiedthe wind speed profile for 110 meters, with that the Weibull distributionparameters was estimated to determine the monthly average of density of windpower for the three years studied. In accordance with the results presented inthis paper, it was conclude that in Jaguaruana the predominant wind directionis from east with variations between northeast and southeast. The region has agood wind potential with excellent results in power density. The results showedthat the location of Jaguaruana obtained satisfactory values and good resultsfor the capacity factor, ranging between 20% and 35%.ento, bem como determinar a potência eólica da região selecionada.Apresenta-se neste estudo uma avaliação preliminar do potencial eólicono município de Jaguaruana, região litorânea do Estado do Ceará, atravésde uma série de dados de velocidade do vento obtidos de uma Plataformade Coleta de Dados (PCD) da Fundação Cearense de Meteorologia e RecursosHídricos (FUNCEME), no período de janeiro de 2004 a dezembrode 2006. Para tanto, identificou-se o perfil do vento para velocidade a 110m de altura, com isso, estimaram-se os parâmetros da distribuição de Weibullpara a determinação da densidade de potência eólica mensal média para ostrês anos em estudo. Em função dos resultados apresentados neste trabalho,pode-se concluir que a direção predominante do vento em Jaguaruanaé de leste com variações entre nordeste e sudeste. A região tem um potencialeólico satisfatório com ótimos resultados de densidade de potência.Os resultados mostraram que a localidade de Jaguaruana obteve valoressatisfatórios e bons resultados para o fator de capacidade, variando entre20% e 35%

O Índice de Precipitação Padronizada (IPP) na identificação de extremos de chuvas e secas na bacia do rio Paraguaçu (BA)The Standardized Precipitation Index (SPI) in identifying extreme rainfall and droughts in the Paraguaçu River Basin (BA)

O objetivo deste trabalho foi o de estudar os eventos extremos de secas e chuvas na bacia hidrográfica do rio Paraguaçu (BHRP). A má distribuição de eventos de precipitação pluvial no Nordeste do Brasil está fortemente associada a interações entre a atmosfera, os oceanos e a fisiografia regional. Aqui esses eventos foram identificados pelo Índice de Precipitação Padronizada (IPP), em inglês, Standardized Precipitation Index (SPI) nas escalas de tempo de 3, 6, 12 e 24 meses. Foram utilizadas séries históricas de totais mensais precipitados de 73 postos pluviométricos, com no mínimo 25 anos de duração, distribuídos no âmbito da BHRP. Os resultados revelaram que a ocorrência de secas extremas foi inferior a de chuvas extremas, com destaque para os municípios de Ipirá e Dias Coelho. Nesses municípios houve maiores ocorrência e intensidade de secas e chuvas extremas, respectivamente. O IPP de 24 meses não identificou chuvas extremas na BHRP.Abstract The objective of this work was to study the behavior of extreme events of drought and rainfall in the Paraguaçu River Basin. The distribution of rainfall events in the Northeast Brazil is associated with interactions among the atmosphere, oceans and regional physiography. In this investigation, these events were identified by the Standardized Precipitation Index (SPI) in the time scales 3, 6, 12 and 24 months. It was used historical data of the precipitated monthly totals of 73 rainfall stations, with at least 25 years of duration, distributed within the Paraguaçu River Basin. The results showed that the occurrence of extreme droughts was less than extreme rainfalls, especially in the municipalities of Ipirá and Dias Coelho. In these municipalities there were higher occurrences of droughts and extreme rainfall, respectively. The Standardized Precipitation Index of 24 months did not identify extreme rainfall in the Paraguaçu River Basin

IDENTIFICAÇÃO E CLASSIFICAÇÃO ESPAÇO-TEMPORAL DE EVENTOS CRÍTICOS CHUVOSOS OU SECOS OCORRIDOS EM PERNAMBUCO

The objective of this study was to analyze the dry and wet events historically occurred in the Pernambuco state and diagnose their intensities and durations. The identification and classification of areas susceptible to critical events has become a frequent need in the current context of climate change, which has caused disasters in the world. The diagnosis based on meteorological, agricultural and hydrological impacts can be measured with the application of the methodology of the Standardized Precipitation Index (SPI) for different time scales. The SPI was able to identify critical events in the state of Pernambuco and highlight the main through their intensities and durations. Scales were analyzed from quarterly to biennial which indicated the beginning, trend, duration and intensity of events. The results identified years with rainfall events in the moderate and severe categories, but also dry events in moderate to extreme categories. It was observed that the values of correlations between SPI scales are better as they approach in time. The cluster analysis of the SPIs showed well-defined areas, up to four groups, at all scales of time, this indicates that these groups have similar behavior during critical events.O objetivo deste estudo foi analisar os eventos secos e chuvosos historicamente ocorridos no estado de Pernambuco e diagnosticar suas intensidades e durações. A identificação e classificação de áreas susceptível a ocorrência de eventos críticos tornou-se uma necessidade frequente no contexto atual das mudanças climáticas, que vem provocando catástrofes no mundo. O diagnóstico com base nos impactos meteorológicos, agrícola e hidrológico pode ser aferido com a aplicação da metodologia do Índice de Precipitação Padronizado (em inglês SPI) para diferentes escalas temporais. O SPI foi capaz de identificar os eventos críticos ocorridos no estado de Pernambuco e destacar os principais através de suas intensidades e durações. Foram analisadas escalas desde trimestrais até bienais o que indicou o início, tendência, duração e intensidade dos eventos. Nos resultados se identificou anos com eventos chuvosos nas categorias moderada e severa, mas também eventos secos nas categorias de moderada a extrema. Observou-se que os valores das correlações entre as escalas do SPI são melhores à medida que se aproximam no tempo. A análise de agrupamento do SPI mostrou áreas bem definidas, até quatro grupos, em todas as escalas de tempo, isto indica que esses grupos têm comportamentos similares durante a ocorrência de eventos críticos

Análise espacial de eventos de secas com base no índice padronizado de precipitação e análise de agrupamento

A ocorrência de eventos de secas influencia de forma negativa o desenvolvimento sócio-econômico de regiões semiáridas. Neste estudo foi utilizado o Índice Padronizado de Precipitação – SPI, em diferentes escalas temporais para identificar e quantificar a intensidade e duração das secas ocorridas no Estado do Piauí. Foi analisada a relação entre as secas e sub-regiões delimitadas pelos métodos de agrupamentos K-means e Ward. Apenas alguns eventos de seca permaneceram nas escalas maiores do SPI 12 e 24 meses, sendo que a maioria deles ocorreu entre as partes centrais e sul do Estado. A comparação de eventos de seca com os de El-Niño mostrou que há correlação positiva entre eles, principalmente quando se trata dos eventos de seca mais intensos