Caracterização da Variabilidade de Temperatura
da Região Norte do Brasil
W. L. F. Correia Filho, C. M. Santos e Silva, M. V. M. Mata, N. J. C. Barreto, A. B. Lopo, B.
K. N. Silva, C. E. A. Valadão, D. M. Schmidt, P. T. Oliveira, R. Andrade, P. S. Lucio,
M. H. C. Spyrides
Programa de Pós-Graduação em Ciências Climáticas – UFRN – Campus Universitário Lagoa
Seca – Natal – RN - Brasil, email: [email protected]; [email protected]
RESUMO: Neste trabalho são discutidos os resultados obtidos de sete estações
meteorológicas localizadas na Região Norte do Brasil, nas quais há observações diárias de
temperatura do ar mínimas (TN) e máximas (TX) - através das quais se calcula a amplitude
térmica (AT) - para o período de 1970-2005. Os dados passaram pelo controle de consistência
baseado nos percentis de 5% e 95%. Após o controle aplicou-se o método de regressão linear
e o método de mínimos quadrados considerando a significância estatística com base no teste tstudent ao nível de significância ( α ) de 5%. Constatou-se que em Belém, Macapá e Palmas
identificaram significância estatística e persistência no sinal da tendência, dos quais Palmas
apresentou 3 dos 9 índices (média da temperatura máxima e mínima e máxima da temperatura
máxima)
Palavras-chave: Regressão linear simples, Teste t-student, Tendência
1 – INTRODUÇÃO
A temperatura do ar não apenas influencia nos processos da natureza, mas também em
diferentes atividades econômicas. A temperatura extremamente alta, associada às ondas de
calor prolongadas prejudica a produção agrícola, aumentando a quantidade de energia e
consumo de água, afetando prejudicialmente a saúde humana (Karl & Easterling, 1999;
Kunkel et al., 1999; Easterling et al., 2000).
Marengo & Camargo (2009) investigaram a tendência das temperaturas mínima e
máxima, amplitude térmica diurna, e os índices derivados da temperatura extrema do período
de 1960-2002 para a região sul do Brasil. Os autores observaram que as estações
meteorológicas mostraram um aumento na temperatura mínima e máxima, e constataram
valores negativos da amplitude térmica anual e sazonal nos últimos 40 anos. Os autores
baseados nos índices de percentis de temperaturas máximas e mínimas para os dias mais
quentes e frios identificaram que a freqüência de dias quentes aumentou durante o inverno e
verão, especialmente nas duas últimas décadas, e verificaram também que a ocorrência de
eventos extremos de frios e condições de resfriamento ocorridas em 1975, 1994 e 2000
aumentou a frequência de dias mais quentes.
O objetivo deste trabalho será de analisar e identificar alterações na temperatura e
verificar se há tendência significativa nas séries de dados.
2 - MATERIAL E MÉTODOS
Neste artigo utilizaram-se observações diárias de temperaturas máximas (TX), temperaturas
mínimas (TN) e amplitude térmica (AT), obtidos pelo Instituto Nacional de Meteorologia
(INMET) das sete capitais da Região Norte do Brasil, do período de 1970-2005 (Tabela 1).
Estes dados foram submetidos a um controle de qualidade baseados nos índices de percentis
que eliminou das séries temporais valores inferiores ao 5° percentil e superiores ao 95°
percentil, por apresentarem valores extremamente discrepantes, relacionados a erros de
observação ou de equipamento defeituoso. Em seguida, obtiveram-se os valores máximos,
mínimos e médios para cada uma das três variáveis estudadas, e com a aplicação do método
de regressão linear nestes valores obtiveram-se valores de tendência temporal, e aplicando o
método de mínimos quadrados considerando a significância estatística com base no teste tstudent ao nível de significância de 5%.
Tabela 1: Localização das estações meteorológicas da Região Norte do Brasil.
Localidade
Latitude (S) Longitude (W) Altitude (m)
Período de dados ausentes
Rio Branco - AC
9º58’
67º05’
160
1991-1992
Palmas - TO
10º11’
48º18’
280
1986-1987-1988-1992
Porto Velho - RO
8º46’
63º55’
95
1984 a 1994
Macapá - AM
0°03’
51º07’
14
-
Manaus - AM
3°07’
59º57’
67
-
Belém - PA
1°27’
48°28’
10
-
Boa Vista - RR
2º49’
60º39’
90
1990 a 1992
3 – RESULTADOS E DISCUSSÃO
A Figura 1 mostra os “boxplots” da temperatura mínima e máxima das sete capitais da Região
Norte do Brasil, e se verifica uma forte variabilidade na temperatura mínima em Porto Velho,
Palmas e Rio Branco, variando entre 15 a 25°C, com valores médios próximos dos 22°C, e
nas demais cidades (Belém, Manaus, Macapá e Boa Vista) constataram-se uma variabilidade
menor, com valores oscilando entre 20ºC e 25ºC. Este comportamento está associado ao
fenômeno de friagem, que induz a redução das temperaturas de forma brusca em algumas
localidades da Amazônia, influenciando em Porto Velho, Palmas e Rio Branco (Figura 1a).
Temperatura Mínima
10
20
15
25
T e m p e r a tu r a º C
20
T e m p e r a tu r a º C
30
35
25
40
30
Temperatura Máxima
Palmas
B.Vista
Macapa
Manaus
Capitais
(a)
Belem
P.Velho
R.Branco
Palmas
B.Vista
Macapa
Manaus
Belem
P.Velho
R.Branco
Capitais
(b)
Figura 1: Boxplot das temperaturas mínimas (1a) e máximas (1b) (ºC) para as sete capitais da Região Norte do
Brasil do período 1970-2005.
As temperaturas máximas (Figura 1b) apresentaram semelhanças em relação a
temperatura mínima em todas as capitais, entretanto, com menor intensidade, a média da
temperatura máxima oscila em torno de 32ºC, apresentando comportamento mais uniforme do
que a temperatura mínima e amplitude térmica. Os valores máximos da temperatura máxima
aproximam-se dos 40ºC, entretanto, os valores mínimos são próximos dos 25ºC em boa parte
das capitais. Belém é a única com valores mínimos de temperatura máxima em cerca de 28ºC.
A Tabela 2 mostra os valores de incremento de temperatura, tendência, teste t e valor p
para a temperatura máxima para a Região Norte do Brasil para o período de 1970-2005.
Observa-se que nos valores médios indicaram o incremento positivo de temperatura acima de
1°C em Macapá, Boa Vista e Palmas, com o valor máximo de 2,02 °C nesta última. Quanto
ao grau de significância descrito pelo valor p e coeficiente de determinação, somente em
Palmas e Macapá possuem tendências muito significativas e com sinal persistente, em relação
aos valores médios de TX.
Tabela 2: Valores do incremento de temperatura (°C) para o período estudado, tendência (T), teste t-student e
valor p para as TX (ºC) para a Região Norte do Brasil do período de 1970-2005. Os valores em negrito de
p(<0.05) indicam que há evidência estatística de tendência linear.
Temperatura Máxima – TX (°C)
Máxima
Média
Mínima
IT
T
Teste Valor
IT
T
Teste Valor
IT
T
Teste Valor
(ºC)
t
p
(ºC)
t
p
(ºC)
t
p
0.87
0.390 2.03 0.058
5.97
-0.002
-0.30 0.760
PAL 0.35 0.010
0.000 -0.07
2.85
3.61
0.01
0.000
0.08
0.940
BOV 0.71 0.020
0.007 0.98 0.028
0.000
3.86
8.87
0.25
0.007
2.39
MAC 0.38 0.011
0.000 1.43 0.041
0.000
0.023
0.54
0.589 0.77 0.022
3.76
0.13
0.004
1.21
0.230
MAN 0.14 0.004
0.000
1.65
0.110 0.63 0.018
2.31
-0.006
-1.24 0.220
BEL 0.31 0.009
0.027 -0.21
0.69
0.490 0.25 0.007
0.86
0.400 -0.03
-0.001
-0.25 0.810
POV 0.21 0.006
0.84
0.410 1.40 0.004
0.66
0.516
0.60
0.017
0.69
0.490
RIB 0.28 0.008
PAL – Palmas, BOV – Boa Vista, MAC – Macapá, MAN – Manaus, BEL – Belém, POV – Porto Velho,
RIB – Rio Branco.
A Tabela 3 mostra os valores de incremento de temperatura, tendência, teste t e valor p
para a temperatura mínima para a Região Norte do Brasil para o período de 1970-2005.
Verificou-se que em Palmas apresentou os maiores valores de incremento positivo de
temperatura (ºC), com valores acima de 2ºC e registrando significância estatística nos valores
máximos, mínimos e médios. Quanto ao grau de significância descrito pelo valor p e do
coeficiente de determinação, observa-se somente nas estações de Palmas, Macapá e Belém
possuem tendências muito significativas e com sinal persistente, em relação aos valores
médios de TN.
Tabela 3: Valores do incremento de temperatura (IC) (°C), de tendência (T), teste t-student e valor p para as TN
(ºC) para a Região Norte do Brasil do período de 1970-2005. Os valores em negrito de p(<0.05) indicam que há
evidência estatística de tendência linear.
Temperatura Mínima – TN (°C)
Máxima
Média
Mínima
IT
T
Teste Valor
IT
T
Teste Valor
IT
T
Teste Valor
(ºC)
t
p
(ºC)
t
p
(ºC)
t
p
7,95
2.81 0.000
PAL -0.07 -0.002
0.000 2.45 0.070 6.44
0.008 2.35 0.066
0.000
2,56
0.015 1.19 0.034 4.63
0.270 0.24 0.007
1.11 0.000
BOV 0.00
0.007
3,59
0.757 0.04 0.001
0.31 0.000
MAC 0.24
0.001 0.91 0.026 6.51
0.004
-0,20 0.845 0.04 0.001 0.19
0.730 0.11 0.003
0.35 0.850
MAN 0.14
4,23
4.53 0.000
BEL -0.21 -0.006
0.000 1.44 0.041 7.15
0.000 0.81 0.023
4,07
0.710 0.21 0.006
0.37 0.000
POV -0.03 -0.001
0.000 0.94 0.027 4.63
0.59
0.017
2,93
0.160 0.74 0.021
1.44 0.013
RIB
0.006 1.23 0.035 2.62
PAL – Palmas, BOV – Boa Vista, MAC – Macapá, MAN – Manaus, BEL – Belém, POV – Porto Velho,
RIB – Rio Branco.
A Tabela 4 mostra os valores de incremento de temperatura, tendência, teste t e valor p
para as amplitudes térmicas para a Região Norte do Brasil para o período de 1970-2005.
Observa-se que foram observados valores acima de 1ºC em Palmas no valor máximo de AT,
Rio Branco para o valor médio e Boa Vista para o valor mínimo de AT. Quanto ao grau de
significância descrito pelo valor p e coeficiente de determinação, apenas em Belém houve
tendência muito significativa e com sinal persistente nos valor mínimo de AT.
Tabela 4: Valores do incremento de temperatura (IC) (°C), de tendência (T), do teste t-student e valor p para as
AT (ºC) para a Região Norte do Brasil do período de 1970-2005. Os valores em negrito de p(<0.05) indicam que
há evidência estatística de tendência linear.
Amplitude Térmica – AT (°C) Máxima
Média
Mínima
IT
(ºC)
T
Teste
T
Valor
p
IT
(ºC)
T
Teste
t
Val
IT
T
Teste Valor
or
(ºC)
t
p
p
-0.42
-0.012 -0.87
0.01
0.39
-0.25
-0.007 -1.86
0.07
PAL -1.75 -0.036 -1.71
-0.18
-0.005
0.57
-0.59 0.56
-0.32
-0.009 -1.38
0.18
BOV -0.14 -0.004 -0.58
0.53
0.015
0.17
0.87
3.53
0.16
0.005
1.82
0.08
MAC 0.01 0.000
0.00
0.81
0.023
1.80
0.08
3.09
0.28
0.008
1.57
0.12
MAN 0.35 0.010
0.00
-0.77
-0.022 -2.37
0.19
-0.46
-0.013 -2.37
BEL -0.32 -0.089 -1.34
0.02
0.02
-0.74
-0.021
0.84
-2.82 0.01
-0.21
-0.006 -1.73
0.09
POV -0.35 -0.004 -0.20
-1.12
-0.032 -2.09
0.12
0.07
0.002
0.19
0.85
RIB -0.70 -0.020 1.61
0.04
PAL – Palmas, BOV – Boa Vista, MAC – Macapá, MAN – Manaus, BEL – Belém, POV – Porto Velho,
RIB – Rio Branco.
4 – DISCUSSÕES FINAIS
Neste trabalho foram identificadas a maior significância estatística e persistência no sinal de
tendência em Belém, Macapá e Palmas nos valores médios de temperatura, com exceção da
amplitude térmica em Belém, apresentando coeficiente de determinação acima de 0,50.
Apesar dos resultados apresentarem consistência estatístíca em Palmas, esta capital possui o
maior período de dados ausentes (6 anos ausentes), enquanto Macapá representou os menores
valores na variação de temperatura (°C), e esta juntamente com Belém possuem as melhores
séries de dados.
AGRADECIMENTOS
Paulo S. Lucio é Bolsista de Produtividade em Pesquisa (PQ2) do CNPq (Proc.302493/20077). Os dados das estações climatológicas foram gentilmente cedidos pelo INMET.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
GONSAL, B.R., ZHANG, X., VINCENT, L.A., HOGG, W.D., 2001. Characteristics of daily
extreme temperatures over Canada. Journal of Climate 14, 1959–1976.
EASTERLING, D.R., EVANS, J.L., GROISMAN, P.Ya., KARL, T.R., KUNKEL, K.E.,
AMBENJE, P., 2000. Observed variability and trends in extreme climate events. Bulletin of
American Meteorological Society 81,417–425.
KARL, T.R., EASTERLING, D.R., 1999. Climate extremes: selected review and future
research directions. Climatic Change 42, 309–325.
KUNKEL, K.E., PRISTKE, R.A., CHANGNON, S.A., 1999. Temporal fluctuation in
weather and climate extremes that cause economic and human health impacts—a review.
Bulletin of American Meteorological Society, 80, 1077–1098.
MARENGO, J.A. & CAMARGO, C. C., 2008. Surface air temperature trends in Southern
Brazil for 1960–2002.Int. J. of Climat., 28, 893-904.