Estudo comparativo da distribuição de precipitação no Estado do
Amapá para o ano de 2009: dados de pluviômetros versus
estimativas por satélites
Leandro Rodrigues de Souza1, Nilzele de Vilhena Gomes2, Naurinete de Jesus
Barreto3, Magaly de Fátima Correia4
1
Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande, Campina Grande – PB.
[email protected]. 2Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande,
Campina Grande – PB. [email protected] Federal do Rio Grande do Norte, Natal – RN.
[email protected]. 4 Departamento de Ciências Atmosféricas da Univ. Federal de Campina Grande,
Campina Grande – PB. [email protected]
ABSTRACT: This study aims to analyze the spatial-temporal distribution of rainfall in the
State of Amapá, via satellite estimates of rainfall and rainfall data from gauges in surface and
assess the performance of the algorithm to estimate rainfall 3B43 for this region for the year
2009. The application of this algorithm results from a combination of estimates in multisatellite channel microwave and infrared measurements with rain gauges at stations from
conventional surface. Comparative analysis of precipitation in the State showed that the
precipitation estimated by the 3B43 algorithm for precipitation measured by rain gauges
showed differences mainly in the coastal region of the state. However, in a more objective
analysis results indicate that o 3B43 algorithm is similar the precipitation measured at the
surface at a station located in the town of Laranjal do Jari for the year 2009.
Palavras Chave: Precipitação, 3B43, Amapá.
1 - INTRODUÇÃO
A região Amazônica caracteriza-se por não possuir homogeneidade espacial e
temporal em seu regime pluviométrico. É a região brasileira com o maior total pluviométrico
anual observado, apresentando grande concentração de umidade, principalmente na parte
Norte, sendo notável no litoral amapaense, na foz do Rio Amazonas e no setor ocidental da
Região, onde a precipitação excede 3000 mm/ano (NIMER, 1989). A melhor compreensão da
variabilidade da precipitação auxilia no planejamento da ação de combate à degradação do
meio ambiente, fornecendo elementos para a preservação e desenvolvimento sustentável de
uma região de modo a lidar com episódios adversos. Entretanto, a baixa densidade da rede de
pluviômetros e o difícil acesso em certos lugares não permitem que haja uma melhor
descrição da distribuição pluviométrica espacial e temporal na América do Sul, por isso são
utilizadas alternativamente, estimativas de precipitação por satélites (NEGRI & ADLER,
2002; MOTA, 2003). Estudos preliminares para o Estado do Amapá utilizando uma média de
11 anos de dados de precipitação mostraram que os dados estimados através de satélite
obtiveram um bom desempenho em relação aos dados obtidos através de pluviômetros
(AMANAJÁS et al., 2009). Neste contexto o estudo tem como objetivo analisar a distribuição
espacial e temporal da precipitação no Estado do Amapá através de estimativas por satélite e
dados de pluviômetros para o ano de 2009 e verificar se os resultados obtidos concordarão
com os resultados prévios.
2 - MATERIAIS E MÉTODOS
O estudo presente utiliza a estimativa de precipitação 3B43. Este algoritmo é
proveniente de uma combinação entre estimativas multi-satélites no canal de microondas,
canal infravermelho e as análises de pluviômetros do Global Precipitation Climatology
Centre (GPCC) baseados em medições de pluviômetros em superfície, maiores detalhes do
algoritmo descritos em Huffman et al., (2007). O 3B43 tem como resolução temporal,
acumulados mensais de precipitação (mm) e estão organizados espacialmente em ponto de
grade com resolução de 0,25º × 0,25º de latitude e longitude.
Os dados de pluviômetros utilizados neste trabalho são provenientes de estações
meteorológicas, hidrológicas e agrometeorológicas, pertencentes à rede híbrida de coletas de
dados, admistradas pelos seguintes orgãos: Instituto Nacional de Meteorologia, Agencia
Nacioanal de Águas, Centro de Previsão do Tempo e Estudos Climáticos e do Núcleo de
Hidrometeorologia do Amapá presente na Tabela 1.
Tabela 1 – Estações Meteorológicas distribuídas no estado do Amapá.
ESTAÇÃO
LATITUDE LONGITUDE
Estirão Cricou
3,72
-51,92
Macapa
0,05
-51,50
Ret. Santa Isabel
3,05
-51,37
São Francisco
0,58
-52,61
Tartarugal Grande
1,39
-51,06
Iratapuru
0,40
-51,75
Pacui
0,96
-50,86
Santana
0,04
-51,20
Oiapoque
3,81
-51,86
Tartarugalzinho
0,70
-51,42
Porto Grande
1,46
-50,91
Macapa
-0,05
-51,12
Porto de Moz
-1,73
-52,25
Serra do Navio
0,90
-52,00
O estudo comparativo foi feito em duas etapas: 1) Análise espaço-temporal da
precipitação para Estado do Amapá: comparação entre a precipitação mensal do ano de 2009
através dos dados observados convencionalmente em superfície (PLUV) e os dados do
algoritmo 3B43 de 14 estações distribuídos nos municípios amapaenses indicados na Figura
1. 2) Análise da precipitação ponto à pixel: comparação entre os valores de quatro pontos de
grades da estimativa 3B43 com os dados medidos convencionalmente nos pluviômetros em
superfície de quatro municípios Oiapoque, Laranjal do Jarí, Tartarugalzinho e Macapá
utilizando os totais mensais do período de janeiro a dezembro de 2009.
A comparação entre os valores da precipitação estimada e PLUV foi feita com base
no coeficiente de correlação linear calculado pela Equação 1.
r=
N
N
N
i =1
i =1
i =1
N ∑ PMi PEi − (∑ PMi )(∑ PEi )
(1)
N
N
N
⎡ N
2
2
2⎤ ⎡
2⎤
N
PM
(
PE
)
N
PM
(
⋅
−
−
⎢ ∑ i ∑ i ⎥ ⎢ ∑ i ∑ PEi ) ⎥
i =1
i =1
⎦
⎦ ⎣ i=1
⎣ i=1
Em que N é igual a 12 (meses), PM é a precipitação medida em superfície através dos
pluviômetros e PE é a precipitação estimada através do algoritmo 3B43.
3 - RESULTADOS
De forma geral, o estado do Amapá possui alta pluviosidade distribuída
diferentemente ao longo do ano e de seu território. De acordo com Nimer (1989), no Estado
do Amapá, o período seco corresponde ao trimestre setembro –outubro-novembro (SON) e
que o período chuvoso no trimestre de março-abril-maio (MAM), sendo que os trimestres de
dezembro-janeiro-fevereiro (DJF) e junho-julho-agosto (JJA) representam o período de
transição entre um período e outro. Esta marcha anual da precipitação e influenciada
principalmente pelo deslocamento norte e sul da Zona de Convergência Intertropical (RAO E
HADA, 1990), além disso, os maiores totais pluviométricos na região costeira do Amapá
estão associados com a formação das Linhas de Instabilidade que podem ou não se propagar
em direção ao interior do Estado (COHEN, 1995).
Na análise comparativa para o ano de 2009 durante o trimestre DJF os maiores
acumulados de precipitação estão confinados na parte oriental do Estado tanto nos dados
observados em pluviômetros (Figura 2a) quanto nos dados do algoritmo 3B43 (Figura 2b).
Entretanto nota-se que existem certas discrepâncias quanto aos valores especialmente no mês
de fevereiro onde o 3B43 mostra uma superestimação nos valores de precipitação na região
central do Estado em relação ao observado em superfície.
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 1. Precipitação mensal total do ano de 2009 no Estado do Amapá medida através de
pluviômetro para os meses: (a) de dezembro-janeiro-fevereiro, (b) de março-abril-maio; e
estimada pelo algoritmo 3B43 para os meses: (c) de dezembro-janeiro-fevereiro, (d) de
março-abril-maio.
(a)
(c)
(b)
(d)
Figura 2. Precipitação mensal total do ano de 2009 no Estado do Amapá medida através de
pluviômetro para os meses: (a) de junho-julho-agosto, (b) de setembro-outubro-novembro; e
estimada pelo algoritmo 3B43 para os meses: (c) de junho-julho-agosto, (d) de setembrooutubro-novembro.
No trimestre MAM de 2009 mostrou diferenças importantes entre a proveniente de
pluviômetros o algoritmo o 3B43 sendo que este último superestima, de forma geral, a
preciipitação naa faixa litorrânea e nãão representta de form
ma clara a variabilidad
de espaciall
existtente nessa região,
r
ou seja,
s
o forte gradiente observado
o
n
nessa
faixa nna figura 2cc apresenta-se fraaco na mesm
ma região na
n figura 2dd. As Figuraas 3a e 3b reepresentam a precipitaçção medidaa
atravvés de pluvviômetros e estimada por satélittes, respecttivamente ddurante o período dee
transsição do anoo de 2009 (trimestre
(
J
JJA).
Em to
odos os messes deste peeríodo o 3B
B43 (Figuraa
3d) não
n represenntou de form
ma satisfatóória a precip
pitação em relação
r
a PL
LUV (Figurra 3c), com
m
exceção a partee ocidental do Estado a qual apreesenta uma certa similaridade en
ntre as duass
fontees de dados para este ano.
a
Durantte o trimestrre seco (SO
ON) o algorritmo 3B43 permanecee
mosttrando disccrepâncias entre
e
as duuas diferen
ntes fontes de dados, entretanto o mês dee
noveembro apressenta sua distribuição espacial
e
de precipitaçãoo qualitativvamente sim
milar entre o
PLU
UV e o 3B433, com exceção do oestte do Amapá que apresenta a preciipitação sup
perestimadaa
do 3B
B43 em relaação a do PL
LUV.
Em um
ma análise pontual,
p
a Figura
F
3 mo
ostra a precipitação tottal mensal medida
m
noss
pluviiômetros e estimada pelo
p
3B43 para os qu
uatro municípios analissados nestee estudo noo
estaddo do Amappá para o anno de 2009. Verifica-sse que na média
m
o algooritmo 3B43 apresentaa
discrrepâncias em
m relação aos dados medidos pontualment
p
te nos munnicípios de Oiapoque,,
Tartaarugalzinhoo e Macapáá, entretantoo para o município
m
dee Laranjal do Jarí a precipitação
p
o
estim
mada estevee de formaa relativam
mente similaar a precippitação meedida no plluviômetro..
Sugeere-se que issto ocorra devido
d
a preecipitação está
e mais hoomogeneam
mente distrib
buída nessaa
regiãão, e dessa forma
f
a preccipitação naa estação é representati
r
iva a precippitação estim
mada para o
pontoo de grade no
n qual o município
m
está inserido.
Figuura 1. Precippitação totaal mensal medido
m
nos pluviômetro
p
os (barras veerdes) e estiimada pelo
3B43 (barras marroons) para os municípioss Amapaensses durante o ano de 20
009.
Tabela 2 - Coeficiente
C
de correlaçção entre a precipitação
p
o média meddida nas PC
CDs e a
p
precipitação
o média estiimada pelo algoritmo 3B43
3
para os
o municípioos pernambucanos
(janeeiro/2003 a maio/2009)
m
)
Municcípio
Co
oeficiente de
d correlaçãão(r)
Oiapooque
0,743
Laranjal do Jarí
0,960
Tartaruggalzinho
0,851
Macapá
0,838
A Tabeela 2 mostraa o coeficieente de corrrelação lineaar (r) obtidoos entre a precipitação
p
o
estim
mada pelo 3B
B43 e a preecipitação medida
m
atrav
vés de pluviiômetros paara os nove municípioss
analiisados. O município
m
q obteve a melhor correlação
que
c
e
entre
as duaas fontes de
d dados dee
preciipitação foi Laranjal doo Jari, com o valor de 0,96,
0
e os demais
d
muniicípios tiverram valoress
menores que 0,9 e Oiapoque foi o município que apresentou o menor r, demonstrando neste a
a marcha anual de 2009 apresentou uma fraca correlação entre as duas fontes de dados
analisadas neste trabalho.
4 - CONCLUSÕES
A comparação entre a precipitação estimada através do algoritmo 3B43 e a PLUV
distribuição espaço-temporal de precipitação com discrepâncias, hora subestimando, hora
superestimando a precipitação no Estado do Amapá. Qualitativamente a distribuição
apresentou certa similaridade, porém quantitativamente o algoritmo 3B43 não representou
com fidelidade a distribuição de chuvas ao longo do ano de 2009, o principalmente na região
costeira do Estado, não corroborando com os resultados obtidos por Amanajás et al (2009).
Em uma analise mais objetiva dos quatro municípios escolhidos o qual obteve o melhor
resultado foi Laranjal do Jarí localizado a sudoeste do Amapá. Esse resultado pode está ligado
a homogeneidade da distribuição espacial da precipitação na região, no qual o valor pontual
medido através do pluviômetro é representativo a grade utilizada na estimativa do algoritmo
3B43. Sugere-se que os desvios entre o valor da precipitação média estimada e PLUV estejam
associados: com a metodologia empregada, que compare os dados pontuais dos pluviômetros
com uma média numa área de ¼ de grau de latitude e longitude; a possível ocorrência de
diferentes padrões de precipitação em diferentes pontos intragrade; e a diferença na natureza
de sistemas precipitantes formados sob as distintas superfícies e épocas do ano. Sugere-se que
estudos adicionais sejam realizados para avaliar melhor a aplicabilidade do algoritmo.
AGRADECIMENTOS: Os autores agradecem a CAPES e ao Instituto de Pesquisas
Científicas e Tecnológicas do Estado do Amapá/Núcleo de Hidrometeorologia e Energias
Renováveis pela disponibilização dos dados para a realização deste estudo.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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Previsão de precipitação do Modelo Eta no leste do Nordeste do Brasil para o período
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GOMES, N. V.; MOTA G. V.; OLIVEIRA, R. A. J. Estudo comparativo da distribuição
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