Célia Campos Braga

Evapotranspiração e estimativa da água consumida em perímetro irrigado do Semiárido brasileiro por sensoriamento remoto

The objective of this work was to map the actual evapotranspiration (ETr) and to determine the volume of water used in the irrigation project of Sao Goncalo, PB, in the Brazilian Semiarid Region, using remote sensing. TM/Landsat 5 images were acquired from the study area, in 2008, and were used to obtain thematic maps of daily ETr. Two dwarf coconut crops were selected for validation of the results of evapotranspiration obtained by the surface energy balance algorithm for land (ETSebal) and the FAO‑56 method (ETFAO). In order to determine ETFAO, the product between the culture coefficient, the adjustment coefficient, and the reference evapotranspiration was used. The differences obtained by the two techniques resulted in root mean square error, mean relative error, and mean absolute error equal to 0.53 mm, 9.46%, and 0.43 mm, respectively. In the irrigated areas, ETr represented about 85% of net radiation and, in rainfed plots, only 12.5%. The mapping of ETr clearly delimitated the irrigated and nonirrigated plots, as well as the differences within the irrigated perimeter of the project under investigation. The volume of water applied in the irrigation project, only in the period from July to December, represents more than 60% of the capacity of the Sao Goncalo reservoir.

Padrões espaço-temporal pluviométricos na Amazônia Oriental utilizando análise multivariada

SPATIAL AND TEMPORAL PATTERNS OF RAINFALL IN THE EASTERN AMAZON USING MULTIVARIATE ANALYSIS This paper aims to determine and analyze the main climatological patterns of the precipitation over the Eastern Amazon, and associate them with the weather systems operating in the region, based on monthly rainfall at 128 meteorological stations for the period 1980-2009. The methods of Principal Components Factor Analysis (PCA) and Ward Hierarchical Grouping were used to determine the main patterns of space-time variability and to identify homogeneous regions of precipitation, respectively. The results obtained by PCA showed the existence of three rainfall patterns or seasons of the climatological rainfall, which explained approximately 92% of the total data variance. The first one, the rainy season, is directly influenced by the Intertropical Convergence Zone (ITCZ), the main mechanism generating rainfall in the northern region. The second one, the transition season, is associated with large and mesoscale events, such as ITCZ and Instability Lines. The third and drier season, shows the influence of the South Atlantic Convergence Zone, associated with the frontal system penetration coming from the S/SE of Brazil, as well as systems of local scale. It is suggested that the interannual variations of seasonal rainfall is mainly due to climate variability associated with events of ENSO and the Atlantic Dipole. Four homogeneous regions were identified and characterized according to the seasonal and interannual variability of precipitation over the Eastern Amazon.

Determinação de Regiões Homogêneas do Índice de Precipitação Normalizada (SPI) na Amazônia Oriental

O presente estudo objetiva determinar Regioes homogeneas do SPI-6 na Amazonia Oriental e analisar as principais caracteristicas dos eventos secos e chuvosos em cada regiao. Para o calculo do SPI, utilizou-se dados de precipitacao de 72 postos pluviometricos distribuidos na Amazonia Oriental. Alem disso, aplicou-se o Agrupamento Hierarquico de Ward para determinar as Regioes Homogeneas e a Analise Fatorial em Componentes Principais (ACP) para determinar os principais padroes de variabilidade climaticas associados aos eventos secos e chuvosos. Os resultados obtidos pela Analise de Agrupamento mostraram a existencia de tres Regioes Homogeneas em relacao ao SPI-6: RH-1 (litoral), RH-2 (central) e RH-3 (sul). De modo geral a regiao do litoral apresentou mais eventos secos que chuvosos. Nas demais regioes (central e sul) a situacao e inversa, isto e, existem mais eventos de chuva, porem com pouca duracao. Por meio da ACP verificou-se que os eventos secos e chuvosos na Amazonia Oriental estavam associados, principalmente, a variabilidade climatica dos oceanos Atlântico (Gradiente do Atlântico) e Pacifico (ENOS).

Classificação de Eventos Extremos de Precipitação em Múltiplas Escalas de Tempo em Belém-PA: Utilizando o Índice de Precipitação Normalizada (Classification of Extreme Precipitation Events in Multiple Time Scales in Belém, PA: Using the Standardized ...)

O Indice de Precipitacao Normalizada (SPI) e utilizado para quantificar o deficit e/ou excesso de precipitacao nas multiplas escalas de tempo. Ele tem se mostrado bastante util no monitoramento da precipitacao, principalmente pela sua flexibilidade, simplicidade de calculo e interpretacao. Desta forma este estudo tem como objetivo quantificar os eventos extremos secos e chuvosos na cidade de Belem-PA nas escalas de tempo de 3, 6 e 12 meses por meio do SPI. Para isto, utilizaram-se dados mensais de precipitacao provenientes da estacao meteorologicas de superficie do INMET no periodo de 1980-2011. Os resultados mostraram que a escala de tempo do SPI e inversamente proporcional a frequencia dos eventos de chuva e seca. Os SPIs 3,6 e 12 mostraram mais eventos secos do que chuvosos para a cidade e a maioria dos eventos de chuva e seca estavam associados, principalmente, ao fenomeno ENOS. ABSTRACT The Standardized Precipitation Index (SPI) is used to quantify the deficit/ excess rainfall at multiple time scales. It has been very useful in monitoring of precipitation, mainly because of its flexibility, ease of calculation and interpretation. Thus this study aims to quantify the extreme wet and dry events in the city of Belem-PA in time scales of 3, 6 and 12 months by SPI. For this, we used monthly precipitation data from meteorological station at the INMET in the period 1980-2011. The results show that the timescale of the SPI is inversely proportional to the frequency of rain and dry events. The SPIs 3.6 and 12 showed driest events that rainy events to the city and most of the rainfall and drought events were associated, mainly, with the ENSO phenomenon. Key Words : Belem; SPI; Extreme Event.

Phenological Dynamics of Vegetation Using the Enhanced Vegetation Index (EVI) in Regions of Bahia State

The purpose of this study is to analyze the dynamics of EVI (Enhanced Vegetation Index) variability in different time scales of the different biomes in the state of Bahia. Images of the MODIS / Terra (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) sensor with spatial resolution of 1km were used for the period between 2001 and 2015. For that, the methodology of the Wavelet Transformation (WT) was applied in each homogeneous region HR. The WT allows to identify in different scales important oscillations in the signal, through scales of energy and global power. Thus, it can be observed that the phenological pattern of vegetation predominates on an annual scale in almost all regions, except in HR1, HR4 and HR6 where interactions with smaller scales are detected: intrasazonal and seasonal to some years in the studied period. In this context, it was possible to identify that in the years where there were higher rates of EVI, there is an association with higher rainfall indices in different regions. Therefore, it can be said that EVI is also a good indicator of rainfall.

An analysis of rainfall based on entropy theory

The principle of maximum entropy can provide consistent basis for analyzing rainfall and for geophysical processes in general. The daily rainfall data was assessed using the Shannon entropy for a 10-years period from 189 stations in the northeastern region of Brazil. Mean values of marginal entropy were computed for all observation stations and isoentropy maps were then constructed for delineating annual and seasonal characteristics of rainfall. The Mann-Kendall test was used to evaluate the long-term trend in marginal entropy for two sample stations. The marginal entropy values of rainfall were higher for locations and periods with highest amount of rainfall. The results also showed that the marginal entropy decreased exponentially with increasing coefficient of variation. The Shannon theory produced spatial patterns which led to a better understanding of rainfall characteristics throughout the northeastern region of Brazil. Trend analysis indicated that most time series did not have any significant trends.

Padrões Climáticos da Razão de Mistura do Ar em Minas Gerais/Brasil (Weather Patterns of Air Mixing Ratio in Minas Gerais/Brazil)

Padroes espaco-temporais da razao de mistura no estado de Minas Gerais serao definidos neste trabalho. Para isso, foram empregadas as tecnicas multivariadas de Analise de Componentes Principais e de Agrupamentos aos dados mensais de razao de mistura de 39 estacoes climatologicas com 30 anos comuns de observacoes. O emprego da ACP mostrou a existencia de dois padroes dominantes da razao de mistura que explicaram aproximadamente 98% da variância total dos dados. O primeiro, relacionado a maior concentracao de umidade, mostra a atuacao da ZCAS, dos sistemas frontais e influencia orografica. O segundo esta associado ao ASAS. As tres regioes homogeneas de razao de mistura, utilizando o metodo hierarquico de Ward, identificaram bem a sazonalidade dessa componente termodinâmica. Portanto, os resultados obtidos evidenciaram que as chuvas de verao e outono sao influenciadas pelas ZCAS e pelos sistemas frontais. No inverno, esses sistemas enfraquecem e a intensidade das chuvas diminui na regiao. A B S T R A C T Space-time standards of mixing ratio in the state of Minas Gerais will be defined in this work. For this, we used multivariate techniques of Principal Component Analysis and Cluster Analysis to monthly data of mixing ratio of 39 weather stations with 30 years of common observations. The use of PCA showed the existence of two dominant patterns of mixing ratio that accounted for approximately 98% of the total variance. The first, related to higher moisture concentration, shows the performance of the SACZ, of the frontal systems and orographic influence. The second is associated with Subtropical Anticyclone of the South Atlantic (SASA). The three homogeneous regions of mixing ratio, using the hierarchical method of Ward, identified seasonality of this thermodynamic component. Therefore, the results showed that the summer rains and autumn are influenced by SACZ and the frontal systems. In winter, these systems weaken and the intensity of rainfall decreases in the region. Keywords: multivariate techniques, weather systems and climate variability.

Padrões de precipitação mensal na mesorregião metropolitana de Belém: uso do CMORPH e componentes principais

O estudo objetiva identificar e analisar os principais padroes espaco-temporal da precipitacao na mesorregiao metropolitana de Belem, e associa-los aos sistemas meteorologicos precipitantes e nao precipitantes que atuam na regiao, tendo como referencia a precipitacao mensal estimada em pontos de grades de 8/8 km, para o periodo de Jan/2000 a Dez/2010. Empregou-se a tecnica do Cmorph para a estimativa de precipitacao e o metodo de Analise fatorial em Componentes Principais (ACP). As estimativas obtidas pelo Cmorph mostraram de forma satisfatoria a sazonalidade e variabilidade da chuva na regiao. A ACP determinou a existencia de um gradiente de precipitacao nos tres principais modos pluviometricos, que explicam 89% da variância total dos dados. O primeiro modo, explica 78% dos dados, evidenciando a sazonalidade do periodo chuvoso e menos chuvoso, sendo influenciado diretamente pela atuacao da Zona de Convergencia Intertropical (ZCIT). O segundo modo, explica 6% dos dados e esta associado a eventos locais e de mesoescala, tal como e circulacao de brisa e linhas de instabilidade. O terceiro modo e explicado por 5% dos dados, e elucida a influencia da atuacao da Zona de Convergencia do Atlântico Sul (ZCAS), associada a penetracao de sistemas frontais oriundos da regiao S/SE do Brasil. Os padroes da precipitacao mensal estao associados a variabilidade climatica dos eventos ENOS e de Dipolo do Atlântico, e seu conhecimento torna-se uma ferramenta para as politicas publicas locais, prevenindo a sociedade da vulnerabilidade climatica.

THE ROLE OF THE TROPICAL ATLANTIC AND PACIFIC OCEANS SST IN MODULATING THE RAINFALL OF PARAÍBA STATE, BRAZIL

ABSTRACT. A diagnostic analysis of monthly precipitation (PRP) was realized for the state of Paraiba, Brazil, to correlate it with the sea surface temperature (SST) in the monitoring regions of the Equatorial Pacific and Tropical Atlantic, from 1962 to 2007. To this end, the techniques of Wavelet Transform (WT) and linear correlation analysis were used. The results obtained by the WT technique for both PRP and SST have shown that the overall energy spectrum of the wavelet is most striking inthe annual cycle. For PRP, beyond the annual scale, complex interactions of oscillations in different time scales can be observed, such as monthly, intraseasonal, semiannual, biennial and decadal. The analysis of the Pacific SST shows that the annual scale is more intense in the eastern part of the ocean, decreasing from east to west, where the decadal scale becomes more pronounced. The analysis of the Atlantic SST indicated basically two variations: one, annual and another, decadal. The Pacific SST correlated better with the PRP observed on the coast of Para´iba, and the Atlantic Dipole with the rains in the state western region. Keywords : wavelet transforms, homogeneous region, ENSO, Atlantic Dipole. RESUMO. Neste estudo foi realizada uma analise diagnostica da precipitacao mensal (PRP) para o Estado da Paraiba, relacionando-a com a temperatura da superficie do mar (TSM), nas regioes de monitoramentos do Pacifico Equatorial e Atlântico Tropical, para o periodo de 1962 a 2007. Para isso, utilizaram-se as tecnicas da Transformada em Ondeletas (TO) e analise de correlacao linear. Os resultados encontrados da aplicacao da TO, tanto na PRP como na TSM, mostraram que o espectro global de energia da ondeleta e mais marcante no ciclo anual. Para a PRP, alem da escala anual, podem-se observar interacoes complexas de oscilacoes em diferentes escalas de tempo, tais como: mensal, intrasazonal, semianual, bianual e decadal. A analise da TSM do Pacifico apresentou escala anual mais intensa na parte leste do oceano, decrescendo no sentido leste-oeste, onde a escala decadal se torna mais acentuada. A analise da TSMdo Atlântico indicou basicamente duas oscilacoes: uma na escala anual e outra na escala decadal. A TSM do Pacifico relacionou-se melhor com a PRP observada no litoral paraibano, e o Dipolo do Atlântico (DPA) com as chuvas na parte oeste do Estado. Palavras-chave : transformada em ondeletas, regioes homogeneas, ENOS, Dipolo do Atlântico.

VALIDAÇÃO DE DADOS ANEMOMÉTRICOS A PARTIR DE PADRÕES ESPAÇO-TEMPORAIS DE VENTO EM SUPERFÍCIE

Diferentes fatores podem comprometer a confiabilidade de dados anemometricos medidos em campo, podendo alterar as medicoes, tornando-as incorretas. A disponibilizacao de dados de torres anemometricas requer que estes sejam submetidos a um rigoroso processo de controle de qualidade, cujo objetivo e identificar dados inconsistentes ou suspeitos. O desenvolvimento de um conjunto de criterios de validacao destes dados e elemento critico de sua avaliacao. Neste estudo foi aplicado a tecnica de analise fatorial em componentes principais (ACP) para avaliar padroes espaco-temporais do campo velocidade do vento em superficie sobre o norte do Nordeste brasileiro, cujo objetivo foi particularizar a variabilidade do regime de vento sobre a regiao, tornando os criterios de validacao mais precisos durante a analise destes. Os resultados mostram que as maiores contribuicoes do regime eolico ocorrem sobre o litoral Cearense e Potiguar durante o semestre setembro-fevereiro, periodo menos chuvoso da regiao. A partir destes resultados foi possivel regionalizar os valores fixados nos algoritmos de validacao das series de dados observados, uma vez que passou-se a conhecer seu comportamento sazonal e distribuicao espacial.