Carlos Tiago Amâncio Rodrigues1 , André Quintão de Almeida2

, Thieres George Freire da Silva3

Wandersson Ferreira Saraiva4

1Estudante de Graduação de Agronomia, UAST, UFRPE, Serra Talhada-PE, tiagoamancio@hotmail.com 2Engº Florestal, Professor Adjunto da UAST, UFRPE, Serra Talhada-PE, andreqa@gmail.com 3Engº Agrônomo, Professor Adjunto da UAST, UFRPE, Serra Talhada-PE, thigeoprofissional@hotmail.com 4Estudante de Graduação de Agronomia, UAST, UFRPE, Serra Talhada-PE, wandersson66@hotmail.com

RESUMO: Os elementos do clima, como temperatura do ar e a precipitação pluvial, são de fundamental importância no planejamento das atividades agrícolas de uma região e nos projetos de zoneamento. No Nordeste brasileiro, a rede de estações meteorológicas existente é insuficiente para caracterizar os diferentes climas existentes e auxiliar o planejamento das atividades agrícolas desenvolvidas. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi ajustar equações com base na altitude, latitude e longitude, para estimativa das temperaturas mensais mínima, média e máxima do ar na região Nordeste do Brasil. O trabalho foi realizado nos nove estados do Nordeste, a partir de séries históricas mensais de temperatura do ar mínima, média e máxima, valores de altitude, latitude e longitude. De posse dos dados, modelos de regressão múltiplas foram ajustados entre os valores de temperatura do ar e as características físicas da região. Os modelos ajustados foram validados pelo coeficiente de determinação, o erro quadrado médio e o erro quadrado médio absoluto. Os resultados mostram que as temperaturas mensais normais da região Nordeste podem ser estimadas com segurança com os modelos ajustados.

PALAVRAS-CHAVE: climatologia, balanço hídrico, zoneamento agrícola, semiárido.

INTRODUÇÃO: Uma rede adensada de estações meteorológicas de superfície é de extrema importância no processo de planejamento e tomada de decisão das atividades agrícolas de uma determinada região, além de auxiliar os projetos de zoneamento agroclimático (Medeiros et al., 2009; Silva et al., 2011; Possas et al., 2012). No Nordeste do Brasil, a escassez de pontos de observações de dados meteorológicos, em especial a temperatura do ar e a precipitação pluvial, pode vir a comprometer o desenvolvimento das atividades relacionadas, direta ou indiretamente, com agricultura, pecuária e a silvicultura. O adensamento da rede de estações meteorológicas de superfície é oneroso e demanda tempo. Uma alternativa que vem sendo utilizada para fornecer valores de temperatura do ar em locais desprovidos, ou com reduzida, cobertura de estações meteorológicas é o ajuste de modelos de regressão entre os valores de temperatura e as características topográficas locais, como a altitude e as coordenadas geográficas (Oliveira Neto et al., 2002; Pezzopane, et al., 2004; Medeiros et al., 2005; Cavalcanti et al., 2006). Nestes trabalhos, os modelos ajustados apresentam bom desempenho quando comparado com os valores observados nas estações meteorológicas, se mostrando como uma ferramenta poderosa na estimativa de valores de temperatura do ar para uma determinada região sem estas medidas. Diante do exposto, o objetivo deste trabalho foi ajustar equações para a estimativa da temperatura normal mensal do ar média a partir da altitude e das coordenadas geográficas, para toda a região Nordeste do Brasil.

MATERIAL E MÉTODOS: O trabalho foi realizado nos nove estados da região Nordeste do Brasil, em uma área total de 1.558.196,0 km² (Figura 1). Foram utilizadas séries climáticas normais (> 30 anos) mensais de temperatura do ar mínima, média e máxima de 65 estações meteorológicas de superfície do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). Destas estações, 40 foram utilizadas no ajuste de modelos de regressão múltiplas entre os valores de temperatura mensal (°C) e as variáveis: altitude (h); latitude (Φ); e longitude (λ). As demais estações foram utilizadas na etapa de validação dos modelos ajustados de estimativa de temperatura do ar.

Os valores de altitude (m) foram extraídos do Shuttle Radar Topography Mission (SRTM), na escala equivalente à 1:250.0 e resolução espacial de 90 metros. A partir da grade regular do SRTM, foram gerados os valores de latitude e longitude, em graus, com a mesma malha espacial de 90 m. Toda manipulação dos dados físicos (h, Φ e λ) foi realizada com o auxílio de um Sistema de Informação Geográfica (SIG).

A partir dos valores de temperatura do ar mensal e das variáveis topográficas, foram ajustados modelos de regressão múltipla, como segue:

em que: y, os valores de temperatura do ar (°C) para cada mês do ano; β1,2,3...9, são os coeficientes gerados para cada mês do ano; h, a altitude local, em metros; Φ, a latitude, em graus; e λ, a longitude, em graus.

A partir de Equação 1, foram ajustados os modelos para as temperaturas normais mensais médias. O ajuste dos modelos foi realizado no software livre de estatística “R”.

O desempenho dos modelos ajustados foi avaliado pelo coeficiente de determinação (r²), pela raiz do erro quadrado médio (RMSE) e pelo erro médio absoluto (MAE).

De posse dos modelos ajustados e dos valores de altitude, latitude e longitude, os valores de temperatura do ar para os respectivos meses do ano, foram espacializados, considerando toda a região Nordeste do Brasil.

RESULTADOS E DISCUSSÃO: Na Tabela 1 são apresentados os modelos ajustados e os valores das estatísticas utilizadas na validação dos resultados. Na Figura 1 são mostrados os mapas de espacialização das temperaturas média mensal do ar.

Tabela 1 – Coeficientes das equações ajustadas para estimativa das temperaturas do ar mensal e anual média e mínima para a região Nordeste do Brasil.

Mês r² RMSE MAE β0 β1 β2 Temperatura Média

Ano 0,67 1,4 1,21 28,3214 -0,00538 0,115553 NS - Não significativo a nível de 5% de probabilidade, conforme o teste “t” de Student.

Figura 1 – Mapas de temperatura média mensal e anual, espacializados a partir das equações ajustadas para a região Nordeste do Brasil.

Os modelos de estimativa de temperatura do ar para a região Nordeste do Brasil, ajustados a partir dos valores de altitude, latitude e longitude, apresentaram bons resultados estatísticos, com valores de r² próximos da unidade e RMSE e MAI próximos de zero. No geral, os valores de temperatura média do ar variaram entre 19 e 28°C, o que corresponde a uma amplitude térmica de 9°C. Pode-se observar também, que os modelos apresentam uma forte dependência dos valores do relevo, apresentando a regiões mais elevadas, os menores valores de altitude, como a área central do estado da Bahia, na chapada Diamantina.

De um modo geral, as equações tiveram bom ajuste (r², RMSE, e MAE), apenas os meses de setembro e outubro apresentaram valores de r² menores que 0,6, estando os demais meses do ano com valores próximos da unidade. Os resultados do RMSE e MAI também foram os piores nestes dois meses (setembro e outubro). No mês de setembro por exemplo, o RMSE foi superior a 2 graus de temperatura. Apesar disso, a espacialização das temperaturas médias do ar se mostraram coerentes, com os menores valores de temperatura nas áreas com relevo mais acentuado, como na região do parque da chapada Diamantina.

CONCLUSÕES: Modelos de estimativa da temperatura do ar, gerados a partir de dados de altitude, latitude e longitude, podem ser utilizados na estimativa da temperatura normal média mensal do ar na região Nordeste do Brasil. Os modelos de estimativa da temperatura média do ar ajustados, estimaram de forma confiável os valores de temperatura.

REFERÊNCIAS: CAVALCANTI, E. P.; SILVA, V. DE P. R. DA; SOUSA, F. A. S. Programa computacional para estimativa da temperatura do ar para a Região Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, PB v.10, p.140-147, 2006. MEDEIROS, S. S.; AVELINO, R. C.; JÚNIOR, J. C. F.; JUNIOR, J. L. C. Estimativa e espacialização das temperaturas do ar mínimas, médias e máximas na Região Nordeste do Brasil. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande- PB, v.9, n.2, p.247-255, 2005. OLIVEIRA NETO, S.N. DE; REIS, G.G. DOS; REIS, M. DAS G.F.; LEITE, H.G.; OSTA, J.M.N. Estimativa de temperaturas mínima, média e máxima do território brasileiro situado entre 16 e 24º latitude sul e 48 e 60º longitude oeste. Engenharia na Agricultura, v.10, p.8-17, 2002. PEZZOPANE, J. E. M.; SANTOS, E. A.; EULEOTERIO, M. SANTOS, A. R. Espacialização da temperatura do ar no Espírito Santo. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 12, n. 01, p. 151- 158, 2004. Disponível em: <http://w.scielo.br/ s c i e l o O r g / p h p / r e f l i n k s . p h p ? r e f p i d = S 0 1 0 0 - 2 0 4 X 2 0 0 9 0 0 0 4 0 0 0 0 1 0 0 0 2 2 & p i d = S 0 1 0 0 - 204X2009000400001&lng=en>. Acesso em: 18 maio. 2012. MEDEIROS, S. R. R.; MOURA, G. B. A.; GIONGO, P. R.; SILVA, A. P. N. Potencial agroclimático para a Alpinia purpurata, no estado de Pernambuco. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, PB, v.13, p.165-169, 2009. SILVA, A. O.; SILVA, A. P. N; MOURA, G. B. A.; LOPES, P. M. O.; MEDEIROS, S. R. R. Zoneamento agroclimático da pitangueira para três cenários distintos de precipitação pluvial em Pernambuco. Revista Caatinga, Mossoró, RN, v.24, p.104-115, 2011.

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