COMPARAÇÃO DE MÉDIAS DIÁRIAS DE
TEMPERATURA DO AR EMPREGANDO
DIFERENTES METODOLOGIAS
D. H. Nogueira1; E. R. F. Ledo2; M. G. Silva3; M. M. Pereira4; F. F. Carmo5
RESUMO: Objetivou-se com o presente trabalho calcular a temperatura média diária do ar com
o emprego de diferentes metodologias, para as condições climáticas da cidade de Iguatu no
Estado do Ceará. Foram empregados cinco métodos para o cálculo da temperatura média do ar,
sendo adotada como padrão a média aritmética das 24 observações horárias (Equação 1). Os
métodos recomendado pelo Instituto Nacional de Meteorologia – INMET (Equação 2), pelo
Serviço Meteorológico do Estado de São Paulo – SMESP (Equação 3), o recomendado pela
FAO (Equação 4) e o método da média das 8 observações (Equação 5) apresentaram
desempenho classificado como “Ótimo”, com índice de desempenho “c” de 0,97, 0,95, 0,94 e
0,99, respectivamente. Conforme os resultados obtidos as metodologias estudados podem ser
utilizados nas estimativas de temperatura média do ar.
PALAVRAS-CHAVE: Meteorologia, temperatura do ar, variáveis climáticas.
COMPARISON OF AVERAGE DAILY TEMPERATURE
AIR USING DIFFERENT METHODS
SUMMARY: The objective of this study to calculate the average daily air temperature with the
use of different methodologies, for the weather conditions city Iguatu in the state of Ceara. We
used five methods to calculate the average air temperature, being adopted as standard the
arithmetic mean of 24 hourly observations (Equation 1). The methods recommended by the
National Institute of Meteorology - INMET (Equation 2), the Meteorological Service of São
Paulo - SMESP (Equation 3), as recommended by FAO (Equation 4) and the average method of
8 comments (Equation 5) the performance index "c" 0.97, 0.95, 0.94 and 0.99, respectively. The
results of the study methodology can be used in the estimates of average air temperature.
KEYWORDS: Meteorology, air temperature, climate variables.
1
Prof. D. Sc. IFCE - Campus Iguatu, Rodovia Iguatu/Várzea Alegre, Km 05 – Iguatu – CE, CEP 635000-000. e-mail:
[email protected].
2
Bolsista PIBICT/FUNCAP, Graduando em Irrigação e Drenagem do IFCE - Campus Iguatu.
3
Bolsista PIBICT/IFCE, Graduando em Irrigação e Drenagem do IFCE - Campus Iguatu.
4
Mestranda em Engenharia Agrícola, DENA/UFC, Fortaleza-CE.
5
Mestrando em Irrigação e Drenagem – UFERSA; Mossoró – RN
D. H. Nogueira et al.
INTRODUÇÃO
Dentre os elementos climáticos, a temperatura do ar é o que promove maiores efeitos, diretos
e significativos sobre muitos processos fisiológicos que ocorrem em animais e principalmente
vegetais (Valeriano & Picini, 2000).
O conhecimento do comportamento das variáveis climáticas é de suma importância para o
planejamento das atividades agrícolas (Oliveira Neto et al., 2002). A temperatura destaca-se
como um dos mais importantes elementos meteorológicos, uma vez que interfere nas condições
ambientais, interagindo com outras variáveis, e ainda demonstra diversos estados da atmosfera,
sendo capaz de facilitar e/ou bloquear os fenômenos atmosféricos. Logo, a aferição da
temperatura mostra-se de fundamental importância (Dantas et al., 2000).
A verificação da confiabilidade de métodos utilizados para estimar a temperatura média do
ar é importante, visto que valores de temperatura são frequentemente utilizados para avaliar
efeitos positivos ou negativos em atividades agrícolas e na a condução de estudos concernentes
á produção agropecuária, irrigação, zoneamentos agroclimáticos, aptidão climática, época de
semeadura, estudos de mudança climática, entre outras (Jerszurki & Souza, 2010).
No Brasil, assim como em quase todos os países, a temperatura média diária do ar é estimada
através de um parâmetro chamado de temperatura compensada, cujo seu valor é calculado
através da fórmula desenvolvida por Serra (Varejão Silva, 2000).
Alguns autores avaliaram o desempenho de metodologias empregadas nas estimativas de
temperatura média diária do ar como exemplo, em Lavras - MG (Teramoto et al., 2009); em
diferentes localidades do Brasil (Jerszurki & Souza 2010); em Acaraú no Ceará (Silva et al.,
2011); em Barbalha no Ceará (Ledo et al., 2011a) e para as condições de Natal no Rio Grande
do Norte (Ledo et al., 2011b), e encontraram resultados satisfatórios com a aplicação de
diferentes metodologias para diferentes condições climáticas.
O trabalho teve por objetivo calcular a temperatura média diária do ar com o emprego de
diferentes metodologias em Iguatu, na região Centro-Sul do Estado do Ceará.
MATERIAL E MÉTODOS
Os elementos climáticos utilizados no presente trabalho foram obtidos da Estação
Automática de Iguatu - CE, localizando-se a 6° 24’ S, 36° 16’ W e altitude de 233 m. Segundo a
classificação de Köppen, o tipo de clima: BSw’h’, clima quente e semiárido, caracterizado pela
insuficiência das chuvas, com precipitação pluvial média anual de 870 mm e temperaturas
elevadas acarretando forte evaporação, apresentando temperatura média anual de 27,5°C e tendo
apenas duas estações climáticas bem definidas durante o ano, uma chuvosa e outra seca.
Neste estudo foram utilizados dados horários de temperatura do ar, sendo 24 observações do dia e as
temperaturas mínimas e máximas compreendendo o período de um ano, de janeiro a dezembro de 2011.
As estimativas da temperatura média diária do ar foram realizadas o emprego de cinco equações.
Sendo adotado como padrão o método da média aritmética das 24 observações horárias (Equação 1),
a segunda equação, foi a recomendado pelo Instituto Nacional de Meteorologia - INMET (Equação
2), a terceira, utilizou-se a metodologia proposta pelo Serviço Meteorológico do Estado de São
Paulo - SMESP (Equação 3), a quarta, a média das temperaturas máxima e mínima do dia,
D. H. Nogueira et al.
recomendada pela FAO (Equação 4), a quinta e última equação, a média aritmética das 8
observações realizadas a cada três horas (Equação 5), descrito por Weiss & Hays (2005).
24
 Ti
Tmed1 =
Tmed 2 =
i=1
(eq. 1)
24
Ta 9h + T max+ T min+ 2  Ta 21h
5
(eq. 2)
Ta7h + Ta 14h + 2  Ta 21h
4
T max+ Tmin
Tmed 4 =
2
Tmed 3 =
(eq. 3)
(eq. 4)
8
 T3i
Tmed 5 =
i=1
(eq. 5)
8
em que: Tmed1, Tmed2, Tmed3, Tmed4, e Tmed5 - temperatura média diária do ar, (ºC); Tmax
e Tmin - temperaturas máxima e mínima diária do ar, (ºC); Ta7h, Ta9h, Ta14h e Ta21h temperatura do ar observada às 07, 09, 14 e às 21 horas, respectivamente, (ºC); Ti e T3i –
temperatura do ar observada a cada hora e a cada três horas, respectivamente, (°C).
Para avaliar o grau de exatidão entre valores de temperatura média diária do ar, estimada
com o método da média aritmética das 24 observações horárias (Equação 1) e os demais
métodos, utilizou-se o índice “d” de concordância ou exatidão de Willmott et al. (1985), onde
seus valores variam de “0” (não existe concordância) a “1” (concordância perfeita).
Os resultados ainda foram analisados por meio de regressões lineares simples, erro padrão de
estimativa (EPE), porcentagem (%). A análise de confiança foi pelo índice de desempenho (c)
de Camargo & Sentelhas (1997), para interpretação do índice “c”, utilizou-se do critério
proposto pelos mesmos autores.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Os indicadores estatísticos avaliados no trabalho encontram-se na Tabela 1, onde o primeiro
índice apresentado é o erro padrão de estimativa (EPE), sendo o maior valor encontrado quando
o método padrão (média das 24 observações horária) foi comparado com a metodologia
proposta pelo SMESP (Equação 3), EPE de 0,72°C e menor valor de 0,15°C, quando utilizou-se
a média aritmética das 8 observações (Equação 5).
Tabela 1: Indicadores estatísticos da avaliação das metodologias de estimativa de temperatura média
diária do ar.
EPE
%
r
d
c
Desempenho
Equação 2 0.43 100.17 0.98 0.99 0.97
Ótimo
Equação 3 0.72 101.91 0.98 0.97 0.95
Ótimo
Equação 4 0.69 101.95 0.97 0.97 0.94
Ótimo
Equação 5 0.15 99.85 0.99 0.99 0.99
Ótimo
D. H. Nogueira et al.
Ledo et al. (2011a) avaliaram metodologias empregadas no cálculo da temperatura média do
ar em Barbalha – CE e utilizaram como padrão o método recomendado pelo INMET, e
encontraram o maior valor de EPE com o método recomendado pela FAO e o menor valor com
a média aritmética das 24 observações horárias, com EPE de 0,64 e 0,47ºC, respectivamente.
A porcentagem (%), índice no qual demonstra uma possível superestimava ou subestimativa do
método avaliado em relação ao padrão (média 24 observações horárias), verificou-se valores
próximos ao padrão com os métodos recomendado pelo INMET (Equação 2) e a média das 8
observações realizadas a cada três horas (Equação 5), para a primeira ocorreu superestimativa de
0,17% e para segunda subestima em 0,15%. Os maiores valores de superestimativa ocorrem com o
método recomendado pela FAO (Equação 4) e pelo método proposto pelo Serviço de Meteorologia
do Estado de São Paulo – SMESP (Equação 3), com valores de 1,95 e 1,91%, respectivamente.
Ledo et al. (2011b) compararam diferentes metodologias de obtenção da temperatura média
diária do ar para cidade de Natal – RN e adotaram como padrão o método recomendado pelo
INMET, verificando-se que o método recomendado pela FAO apresentou maior superestimativa
dos valores de temperatura média em relação ao padrão.
Para o índice de exatidão ou concordância “d”, os valores mais altos foram encontrados para
os métodos recomendado pelo INMET (Equação 2) e a média das 8 observações (Equação 5),
para primeira com “d” de 0,99 e para segunda também com valor de “d” de 0,99. Os métodos
proposto pelo SMESP (Equação 3) e o recomendado pela FAO (Equação 4) obtiveram índice de
exatidão “d” iguais, com valor respectivamente de 0,97.
Teramoto et al. (2009) encontraram altos índices de precisão “d” nas estimativas das
temperaturas médias do ar em Lavras - MG, em que para as médias das 8 observações horárias
foi encontrado valor de “d” de 0,99 e 0,97 para a equação recomendada pela FAO.
Silva et al. (2011) avaliaram o desempenho de métodos empregados nas estimativas de
temperatura média diária do ar em Acaraú - CE e utilizaram como padrão o recomendado pelo
INMET, e para o índice de exatidão “d” encontraram o maior valor com o método proposto pelo
SMESP e o menor valor com o método recomendado pela FAO.
No coeficiente de desempenho ou confiança “c”, o maior valor foi encontrado com o método
da média das 8 observações (Equação 5), com “c” de 0,99 e que segundo Camargo & Sentelhas
(1997) é classificado como “Ótimo”, seguido pelo método sugerido pelo INMET, indicando “c”
de 0,97, também classificado como “Ótimo”. Os métodos proposto pelo SMESP (Equação 3) e
o recomendado pela FAO (Equação 4) apresentaram valores um pouco abaixo dos dois
anteriores, porém com a mesma classificação, com índice “c” de 0,95 e 0,94, respectivamente.
Em trabalho realizado por Jerszurki & Souza (2010), em que estimaram a temperatura média
diária do ar em distintas regiões brasileiras empregando métodos alternativos, onde concluíram
que o método do SMESP estimou melhor a temperatura média do ar que o método dos extremos
(temperatura máxima e mínima) recomendado pela FAO.
CONCLUSÕES
As metodologias avaliadas em relação a média aritmética das 24 observações horárias
adotado como padrão, podem ser utilizadas no cálculo da temperatura média do ar, visto que
todas possuem desempenho classificado como “Ótimo” de acordo com a metodologia aplicada.
D. H. Nogueira et al.
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