Lacunaridade da Direção do Vento em Estações
Meteorológicas de Pernambuco
Leandro Ricardo Rodrigues de Lucena 1
Danila Maria Almeida de Abreu Silva1
Tatijana Stosic1
1
Introdução
Segundo MUNHOZ E GARCIA (2008) e BUENO et al.(2011), os ventos são formados
pelos gradientes de pressão atmosférica gerando assim deslocamento de massas de ar em relação
à superfı́cie terrestre, sofrendo influências também de movimento e rotação terrestre. O vento é
de vital importância para dinâmica do planeta, facilitando trocas de calor, de dióxido de carbono
e do vapor d’água entre a atmosfera e a vegetação, sendo fundamental na agricultura por sua
influência em estudos de controle à propagação de doenças, polinização de flores e práticas com
quebra-vento, outro aspecto positivo é a geração de fonte de energia (SANTANA et al., 2008 e
MUNHOZ E GARCIA, 2008).
A direção do vento é uma variável bastante sensı́vel a variação no tempo e espaço, isso
ocorre em função da situação geográfica, da rugosidade da superfı́cie, do relevo, da vegetação
e do clima da época do ano (MUNHOZ E GARCIA, 2008). MUNHOZ E GARCIA (2008)
verificaram em seu estudo que na maior parte do ano há predominância dos ventos vindos do
sudeste (SE), com exceção no perı́odo de dezembro a fevereiro onde o vento sopra na região
noroeste (NW).
SANTANA et al. (2008) em estudo realizado em Cuiabá, MT observou que a direção predominante do vento na primavera e no verão encontra-se no norte - nordeste (N e NE), já no
outono e inverno há predominância na direção sul - sudoeste (S-SO). BUENO et al. (2011)
em estudo realizado na região de Lavras, Minas Gerais observou que a direção predominante
do vento é leste (E) seguida de oeste (W) nos meses de fevereiro a novembro, já nos meses de
janeiro e dezembro a direção predominante se inverte oeste (W) seguida de leste (E). SILVA
et al. (1997) concluiu em seu estudo que a direção do vento em Pelotas-RS é leste (E) para o
perı́odo compreendendo a primavera e o verão, no outono é sudeste (SE) e no inverno a direção
predominante é nordeste (NE). SILVA et al. (2002) em seu estudo de potencial eólico em 77
localidades do Nordeste brasileiro verificou que o vento predomina na direção leste (E).
Diante da importância da direção do vento este estudo tem por objetivo caracterizar a direção
do vento em nove estações do estado de Pernambuco.
1 Programa
de pós-graduação em Biometria e Estatı́stica Aplicada- Departamento de Estatı́stica e Informática
(DEINFO) - Universidade Federal Rural de Pernambuco (UFRPE)- Recife, PE- Brasil. e-mail: leandroricardo [email protected]
1
2
Material e métodos
Foram utilizados dados de direção e velocidade do vento observado entre janeiro de 2008
a fevereiro de 2011. Os dados são provenientes de nove estações (Recife, Caruaru, Arcoverde,
Garanhuns, Surubim, Floresta, Ibimirim, Serra Talhada e Cabrobó) da rede climatológica do
estado de Pernambuco operadas pelo Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Os dados foram coletados pelo Instituto Nacional de Meteorologia-INMET e medidos através de
anemógrafos universais Fuess instalados a 10 metros acima da superfı́cie do solo. Os valores
de direção e velocidade do vento foram registrados por meio de anemogramas de hora em hora.
2.1
Lacunaridade
MANDELBROT (1982) introduziu uma medida chamada de lacunaridade, esta medida é
bastante explorada em fenômenos climáticos e ecológicos (MARTINEZ et al., 2007). A lacunaridade é uma medida que avalia a quantidade e distribuição do tamanho de lacunas dentro de
um conjunto de dados (MANDELBROT, 1982). Valores grandes de lacunaridade implicam em
grandes tamanhos de lacunas, os pequenos valores seguem uma distribuição mais uniforme dos
dados e menores tamanhos de lacunas (MANDELBROT, 1982). MARTINEZ et al. (2007) utilizou a lacunaridade para caracterizar regimes pluviométricos na Penı́nsula Ibérica. Através da
análise de lacunaridade MARTINEZ et al. (2010) descreve o comportamento mensal do ı́ndice
de oscilação do atlântico norte.
Para caracterizar a direção do vento, a lacunaridade é uma medida da distribuição dos segmentos, definido como a sequência de horas consecutivas que o vento se encontra em uma
determinada direção, e as lacunas definido como sequência de horas consecutivas que o vento
não se encontra numa determinada direção. Foi utilizada a análise de lacunaridade em oito diferentes direções do vento. Do ponto de quantitativo, temos que n(s,r) é o número de janelas
móveis de tamanhos r(horas) contendo s segmentos(horas que não se encontra na direção determinada). A função de probabilidade é definida como p(s,r) = n(s,r)/N(r), N(r) é o número total
de janelas de tamanho r, M1 (r) = ∑rs=1 s ∗ p(s, r) e M2 (r) = ∑rs=1 s2 ∗ p(s, r) são definidos como
o primeiro e segundo momento da distribuição. A lacunaridade é definida pelo quociente
L(r) =
M2 (r)
[M1 (r)]2
(1)
A lacunaridade pode ser estimada através do seguinte modelo:
L(r) = αrβ ε;
onde,
2
ε ∼ N(0, σ2 )
(2)
Figura 1: Rosa dos ventos das diferentes estações meteorológica de Pernambuco.
3
Resultados e discussões
O vento na cidade do Recife é bastante predominante na direção sudeste (SE) atingindo
34.2% dos ventos desta região. Avaliando o agreste de Pernambuco nota-se que na cidade
de Caruaru a predominância do vento é na direções sul (S) com 36.3% de frequência, já nas
estações de Garanhus e Arcoverde a predominância do vento é na direção sudeste (SE) com
38,1% e 53,7 respectivamente, enquanto que na estação de Surubim o vento predominante é
na direção leste (E) com 38,0%. Quanto ao sertão de pernambucano as estações de Ibimirim e
Floresta o vento predomina na direção sudeste (SE) com 35,6% e 47,3%, já as estações de Serra
Talhada e Cabrobó o vento predomina na direção sul (S) com 44,8% e 41,2%, respectivamente,
Figura 1.
Na análise de lacunaridade observa-se que na estação do Recife os menores valores de
lacunaridade são observados na direção sudeste (SE) e maiores na direção norte (N). Em relação
ao agreste pernambucano observa-se que menores valores de lacunaridade são encontrados nas
regiões entre o leste (E) até o sul (S) e maiores valores de lacunaridade nas direções desde o
oeste (W) até o norte (N). Na região do sertão do estado de Pernambuco os menores valores de
lacunaridade são encontrados nas direções do sudeste (SE) e sul (S) e maiores desde o sudoeste
(SW) até o noroeste (NW), Tabela 1 e Figura 2.
3
Estação/Direção
Recife
Caruaru
Garanhuns
Arcoverde
Surubim
Ibimirim
Floresta
Serra Talhada
Cabrobó
Tabela 1: Expoente de lacunaridade β.
N
NE
E
SE
S
SW
W
NW
-0,26 -0,28 -0,23 -0,25 -0,26 -0,34 -0,37 -0,47
-0,50 -0,30 -0,21 -0,20 -0,20 -0,35 -0,57 -0,67
-0,43 -0,32 -0,24 -0,24 -0,30 -0,52 -0,74 -0,61
-0,40 -0,32 -0,18 -0,17 -0,31 -0,67 -0,61 -0,50
-0,57 -0,31 -0,22 -0,21 -0,27 -0,46 -0,61 -0,62
-0,43 -0,27 -0,37 -0,18 -0,18 -0,55 -0,60 -0,59
-0,32 -0,32 -0,29 -0,19 -0,31 -0,56 -0,57 -0,51
-0,23 -0,29 -0,49 -0,28 -0,15 -0,34 -0,52 -0,38
-0,42 -0,32 -0,33 -0,19 -0,19 -0,45 -0,51 -0,45
Figura 2: Lacunaridade empirica L(r) em função do tamanho da janela r de todas as estação de
Pernambuco.
4
4
Conclusão
Na cidade do Recife a predominância do vento nas direções leste (E) e sudeste (SE), para o
agreste pernambucano a direção em que o vento predomina é a mesma do Recife e no sertão de
Pernambuco o vento predomina nas direções leste (E) até o sul (S).
A lacunaridade é uma medida fidedigna para avaliar a direção do vento. Pequenos valores
de lacunaridade são ocasionados com a presença de vento na localidade e grandes valores de
lacunaridade são ocasionados por falta de vento em uma determinada direção.
5
REFERÊNCIAS
BUENO, R.C.; CARVALHO, L.G.; VIANELLO, R.L.; MARQUES, J.J.G.S.M. Estudo de
rajadas de ventos e direções predominantes em Lavras, Minas Gerais, por meio da distribuição
gama. Ciência e Agrotecnologia. Lavras, v.35, n.4, p.842-850, 2007.
INMET- Instituto Nacional de Meteorologia. Disponı́vel em: . Acesso em : 17 de setembro de 2011.
MANDELBROT, B.B. The fractal geometry of nature. Freremann, San Francisco, USA,
1982.
MARTINEZ, M.D.; LANA, X.; BURGUEÑO, A.; SERRA, C. Predictability of the monthly
North Atlantic Oscillation index based on fractal analyses and dynamic system theory. Nonlinear Processes in Geophysics, v.17, p.93-101, 2010.
MARTINEZ, M.D.; LANA, X.; BURGUEÑO, A.; SERRA, C. Lacunarity, predictability
and predictive instability of the daily pluviometric regime in the Iberian Peninsula. Nonlinear
Processes in Geophysics, v.14, p.109-121, 2007.
MUNHOZ, F.C.; GARCIA, A. Caracterização da velocidade e direção predominante dos
ventos para a localidade de Ituverava-SP. Revista Brasileira de Meteorologia, v.23, n.1, p.3034, 2008.
SANTANA, F.B.; ARRUDA, P.H.Z.; FARIA, J.L.B.; NOGUEIRA, J.S. Estudo preliminar
da velocidade e direção dos ventos, em Cuiabá, MT, Brasil. Revista Brasileira de Agrometeorologia. Santa Maria, v.16, n.2, p. 175-180, 2008.
SILVA, J.B.; ZANUSSO, J.F.; SILVEIRA, D.L.M. Estudo da velocidade e direção dos ventos em Pelotas, RS. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v.5, n.2, p.227-235,
1997.
SILVA, B.B.; ALVES, J.A.; CAVALCANTI, E.P.; DANTAS, R.T. Potencial eólico na direção
predominante do vento no Nordeste brasileiro. Revista Brasileira de Engenharia Agrı́cola e
Ambiental, Campina Grande, v.6, n.3, p.431-439, 2002.
5