Estudo da variabilidade hidrometeorológica no Nordeste do Brasil utilizando análise multivariada e espectral. - ARAÚJO, Winícius dos Santos. (2013)
O objetivo deste trabalho foi estudar a dinâmica da variabilidade climática da precipitação e da vazão sobre o Nordeste brasileiro (NEB) utilizando Análise Multivariada e Espectral. Para isso, foram usados dados mensais de 11 índices climáticos pluviais (definidos pela Organização Meteorológica Mundial (OMM)) e vazão, obtidos a partir de dados diários (1960-2006) de 258 e 45 estações/postos, pluviométricos e fluviométricos, espectivamente. Para a Análise Multivariada, foi utilizada a Análise de Componentes Principais (ACP) e a Análise de Agrupamento (AA), a fim de se obter a distribuição espaço-temporal da precipitação e vazão e sua respectiva regionalização de grupos homogêneos. Para a Análise Espectral, foi utilizada a Transformada em Ondeletas (TO) com o intuito de se obter os níveis de frequência e energia associados a diferentes periodicidades em cada grupo homogêneo G1, G2, G3 e G4. Além disso, foram efetuadas correlações e espectros cruzados para a vazão e os índices climáticos pluviais de cada grupo contra as anomalias térmicas dos oceanos Pacífico e Atlântico, e três índices oceânicos de variabilidade climática global: Índice de Oscilação Sul (IOS), Índice Multivariado El-Niño (IME) e Oscilação Decadal do Pacífico (ODP). Na ACP, os índices pluviais R99p (Dias extremamente úmidos) e SDII (Índice Simples de Intensidade Diária) foram selecionados e representados no espaço e no tempo por quatro componentes principais (CPs) que explicaram aproximadamente 70% da variância total do sistema, e para os demais índices, três CPs explicaram mais de 90%. Para a vazão, duas CPs explicaram mais de 90% da variância total explicada. Na AA, os índices climáticos pluviais: R50 (Quantidade em dias com precipitação superior a 50 mm) e DUC (Dias Úmidos Consecutivos) foram regionalizados por apenas dois grupos homogêneos (G1 e G2), SDII por três (G1, G2, e G3) e os demais índices por quatro (G1, G2, G3 e G4). Para a vazão, dois grupos (G1 e G2) foram suficientes para representar a fluviometria do NEB. Os resultados da aplicação da TO mostraram que a escala de quatro anos apresentou os maiores níveis de intensidade de energia espectral e modulou em todos os grupos pluviais homogêneos boa parte das oscilações de frequência mais alta, da bienal a semianual, com destaque para a década de 1980. Já para a vazão, os grupos G1 e G2, tiveram nas escalas de um e dois anos (G1) e um e quatro anos (G2), os maiores níveis de energia sobre o NEB, com notório decaimento durante as décadas de 1980 (G1 e G2) e 1990 (G1). Na correlação entre índices pluviais e índices oceânicos/Temperaturas da Superfície do Mar (TSMs), G1 (leste do NEB) demonstrou estar mais significativamente associado às variações das anomalias do Atlântico tropical norte, G4 (norte do NEB) aos índices da ODP e IOS, e os grupos G2 e G3 aos índices da ODP e IME. Para a vazão, Niño 1+2, IOS, IME e ODP exerceram influência em G1 e G2. Os espectros cruzados mostraram que em muitos escalogramas, a frequência de quatro anos foi modulada pelas escalas de 12 e oito anos, e se mostrou bastante atuante quando confrontados os índices pluviais em dias e em mm com os índices TNAI (G1) e ODP (G4), e quando confrontadas as vazões (G1 e G2) com os índices Niño 1+2, IME, IOS e ODP. Com isso, tornou-se mais simples a identificação de padrões temporais da vazão mensal, que afetam sobremaneira a dinâmica fluvial, uma vez que esta é o principal agente transportador de águas para os mananciais. A ODP e o TNAI foram os índices que mais interferiram nas chuvas da região. A variabilidade interanual é ligada ao ciclo do ENOS e a variabilidade decadal de oito a 12 anos, possivelmente oriunda de ciclos de manchas solares, influencia na variabilidade pluviométrica modulando a escala de quatro anos. Concluiu-se ainda que as ferramentas estatísticas foram de extrema utilidade para o conhecimento da climatologia do NEB e mostraram quais possíveis eventos da variabilidade climática exercem maior influência sobre a pluviometria e fluviometria regional e local.