Tendências em séries temporais meteorológicas e seus impactos na evapotranspiração de referência diária

Autores

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v36i21.19077

Palavras-chave:

Pettitt, Buishand, Mann-Kendall, ETo

Resumo

A qualidade dos dados nas análises meteorológicas e climatológicas depende da homogeneidade das séries temporais, garantindo que suas variações reflitam apenas fatores climáticos e temporais. Dessa forma, este estudo teve como objetivo investigar as tendências em séries temporais meteorológicas no estado do Espírito Santo e seus impactos na evapotranspiração de referência (ETo) utilizando três testes de homogeneidade (Pettitt, Buishand e SNHT), além do teste de Mann-Kendall para avaliar tendências, e o teste de Sen para quantificar suas magnitudes. Assim, os resultados apontam rupturas significativas nas séries diárias de temperatura máxima (Tmax) e mínima (Tmin), umidade relativa (URmed), radiação solar (RS), velocidade do vento (U2) e da ETo. As análises revelaram variações regionais na ETo, com algumas localidades apresentando tendência de aumento, enquanto outras mostraram estabilidade ou diminuição. Por exemplo, o aumento da Tmax e a redução da URmed influenciaram o aumento da ETo em alguns municípios, como Linhares e Presidente Kennedy. Em contrapartida, a redução da RS e da U2 foi associada à diminuição da ETo em localidades como Santa Teresa e Vitória. Os resultados reforçam a importância de utilizar múltiplos testes de homogeneidade para detecção de rupturas nas séries temporais e de compreender as interações entre as variáveis meteorológicas que influenciam a ETo. As tendências observadas podem impactar negativamente a disponibilidade de água na região, sendo crucial o monitoramento contínuo para o planejamento hídrico e agrícola em um contexto de mudanças climáticas.

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Iulo Pessotti Moro, Universidade Federal do Espírito Santo

Engenheiro Florestal pela Universidade Federal do Espírito Santo (2019) e mestre em Gestão Pública, área de concentração Administração Pública, pela Universidade Federal do Espírito Santo (2021). Atualmente é doutorando em Ciências Florestais, na Universidade Federal do Espírito Santo, na área de manejo de bacias hidrográficas e modelagem hidrológica.

Roberto Avelino Cecílio, Universidade Federal do Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (1999), mestrado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (2002) e doutorado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (2005). Atualmente é Professor Titular da Universidade Federal do Espírito Santo. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Recursos Hídricos, atuando principalmente nos seguintes temas: modelagem hidrológica, manejo de bacias hidrográficas, agrometeorologia e geoprocessamento aplicado ao planejamento e manejo de recursos hídricos

Sidney Sara Zanetti, Universidade Federal do Espírito Santo

Eng Agrônomo pela Universidade Federal do Espírito Santo - UFES (2000), Mestre (M. Sc.) em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa - UFV (2003), e Doutor (D. Sc.) em Produção Vegetal pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro - UENF (2007). De 2006 a 2009, atuou no Instituto de Defesa Agropecuária e Florestal do Espírito Santo (IDAF) como Analista Ambiental. De 2009 a 2010, foi Professor Adjunto da UFES, no Centro Universitário Norte do Espírito Santo, na área de geotecnologias. Atualmente, Professor Associado da UFES, no Centro de Ciências Agrárias e Engenharias / Departamento de Ciências Florestais e da Madeira. Principais áreas de atuação: hidrologia; agrometeorologia; recursos hídricos; modelagem hidrológica; métodos estatísticos quantitativos; e geotecnologias aplicadas.

Alexandre Cândido Xavier, Universidade Federal do Espírito Santo

É professor da Universidade Federal do Espírito Santo. Trabalha com dados espaciais, utilizando técnicas de sensoriamento remoto e de geoprocessamento, aplicados em problemas agrícolas.

José Eduardo Macedo Pezzopane, Universidade Federal do Espírito Santo

Possui graduação em Engenharia Florestal (Universidade Federal de Viçosa - UFV), Mestrado em Física do Ambiente Agrícola (Universidade de São Paulo - USP), Doutorado em Ciência Florestal (Universidade Federal de Viçosa - UFV). Realizou Pós-Doutorado na Universidade de Córdoba - UCO (Espanha) e treinamento na Universidade do Estado do Kansas - KSU (Estados Unidos). Atualmente, desenvolve trabalhos na área de silvicultura, com pesquisas em meteorologia e ecofisiologia florestal. É Professor Titular na Universidade Federal do Espírito Santo (UFES), atuando como orientador no Programa de Pós-Graduação em Ciências Florestais (mestrado e doutorado).

Referências

ALENCAR, L. P. DE; MANTOVANI, E. C.; BUFON, V. B.; SEDIYAMA, G. C.; SILVA, T. G. F. DA. Variação temporal dos elementos climáticos e da ETo em Catalão, Goiás, no período de 1961-2011. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 18, n. 8, p. 826–832, ago. 2014.

ALENCAR, L. P. DE; SEDIYAMA, G. C.; MANTOVANI, E. C.; MARTINEZ, M. A. Tendências recentes nos elementos do clima e suas implicações na evapotranspiração da cultura do milho em Viçosa - MG. Engenharia Agrícola, v. 31, n. 4, p. 631–642, 2011.

ALEXANDERSSON, H. A homogeneity test applied to precipitation data. Journal of Climatology, v. 6, n. 6, p. 661–675, 10 jan. 1986.

ALLEN, R. G.; PEREIRA, L. S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop Evapotranspiration: guidelines for computing crop water requirements. Rome: FAO - Food and Agriculture Organization of the United Nations, 1998.

ALVARES, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. M.; SPAROVEK, G. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711–728, 2013.

BARATTO, P. F. B.; CECÍLIO, R. A.; TEIXEIRA, D. B. DE S.; ZANETTI, S. S.; XAVIER, A. C. Espacialização da Precipitação Diária em Bacias Hidrográficas do Sul do Espírito Santo. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 37, n. 3, p. 385–404, set. 2022.

BUISHAND, T. A. Some methods for testing the homogeneity of rainfall records. Journal of Hydrology, v. 58, n. 1–2, p. 11–27, ago. 1982.

CALVIN, K. et al. IPCC, 2023: Climate Change 2023: Synthesis Report. Contribution of Working Groups I, II and III to the Sixth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change [Core Writing Team, H. Lee and J. Romero (eds.)]. IPCC, Geneva, Switzerland. (P. Arias et al., Eds.).

COLL, J.; DOMONKOS, P.; GUIJARRO, J.; CURLEY, M.; RUSTEMEIER, E.; AGUILAR, E.; WALSH, S.; SWEENEY, J. Application of homogenization methods for Ireland’s monthly precipitation records: Comparison of break detection results. International Journal of Climatology, v. 40, n. 14, p. 6169–6188, 30 nov. 2020.

FREITAS, L.; GONZALEZ PEREIRA, M.; CARAMELO, L.; MENDES, M.; NUNES, L. F. Homogeneity of monthly air temperature in Portugal with HOMER and MASH. IDŐJÁRÁS Quarterly Journal of the Hungarian Meteorological Service, v. 117, n. 1, p. 69–90, 2013.

HAWKINS, D. M. Testing a Sequence of Observations for a Shift in Location. Journal of the American Statistical Association, v. 72, n. 357, p. 180–186, mar. 1977.

HIRSCH, R. M.; SLACK, J. R.; SMITH, R. A. Techniques of trend analysis for monthly water quality data. Water Resources Research, v. 18, n. 1, p. 107–121, 9 fev. 1982.

JONES, P. D.; NEW, M.; PARKER, D. E.; MARTIN, S.; RIGOR, I. G. Surface air temperature and its changes over the past 150 years. Reviews of Geophysics, v. 37, n. 2, p. 173–199, maio 1999.

JONES, P. D.; RAPER, S. C. B.; BRADLEY, R. S.; DIAZ, H. F.; KELLYO, P. M.; WIGLEY, T. M. L. Northern Hemisphere Surface Air Temperature Variations: 1851–1984. Journal of Climate and Applied Meteorology, v. 25, n. 2, p. 161–179, fev. 1986.

KENDALL, M. G. Rank correlation methods. 4. ed. London: Charles Griffin, 1975.

LONGOBARDI, A.; VILLANI, P. Trend analysis of annual and seasonal rainfall time series in the Mediterranean area. International Journal of Climatology, v. 30, n. 10, p. 1538–1546, 21 ago. 2010.

MANN, H. B. Nonparametric Tests Against Trend. Econometrica, v. 13, n. 3, p. 245, jul. 1945.

MARTÍNEZ, M. D.; SERRA, C.; BURGUEÑO, A.; LANA, X. Time trends of daily maximum and minimum temperatures in Catalonia (ne Spain) for the period 1975–2004. International Journal of Climatology, v. 30, n. 2, p. 267–290, 27 fev. 2010.

MASSMANN, A.; GENTINE, P.; LIN, C. When Does Vapor Pressure Deficit Drive or Reduce Evapotranspiration? Journal of Advances in Modeling Earth Systems, v. 11, n. 10, p. 3305–3320, 28 out. 2019.

MEIRA NETO, A. A.; COSTA, F. DE P. DELA; BUARQUE, D. C. Mudanças climáticas e recursos hídricos. Em: REIS JÚNIOR, N. C.; NOBRE, C. A.; SANTOS, J. M.; PEZZOPANE, J. E. M. (Eds.). Mudanças climáticas: efeitos sobre o Espírito Santo. Jundiaí, SP: Paco, 2023. p. 71–109.

NASCIMENTO, M. B. DO; NASCIMENTO, G. V. S. DO; MEDEIROS, J. L. DA S.; SANTOS, L. L. DOS. Variabilidade da temperatura do ar na bacia hidrográfica do rio Paraíba do Norte, no estado da Paraíba. Revista Brasileira de Climatologia, v. 35, p. 100–123, 19 jul. 2024.

PENEREIRO, J. C.; FERREIRA, D. L. Testes estatísticos e questões ambientais no ensino de engenharia: uma aplicação em climatologia. Revista de ensino de engenharia, v. 31, n. 2, p. 25–44, 2012.

PETERSON, T. C. et al. Homogeneity adjustments ofin situ atmospheric climate data: a review. International Journal of Climatology, v. 18, n. 13, p. 1493–1517, 15 nov. 1998.

PETTITT, A. N. A Non-Parametric Approach to the Change-Point Problem. Applied Statistics, v. 28, n. 2, p. 126, 1979.

RAGAB, R. M.; AMIN, D.; ELMOUSTAFA, A. M.; ALI, N. A. Rainfall trend detection using statistical tests in North Coast of Egypt. Theoretical and Applied Climatology, v. 155, n. 9, p. 8871–8885, 2 set. 2024.

REEVES, J.; CHEN, J.; WANG, X. L.; LUND, R.; LU, Q. Q. A Review and Comparison of Changepoint Detection Techniques for Climate Data. Journal of Applied Meteorology and Climatology, v. 46, n. 6, p. 900–915, 1 jun. 2007.

RODRIGUES, A. A.; SIQUEIRA, T. M.; BESKOW, T. L. C.; BESKOW, S.; NUNES, A. B. Tendência e variabilidade da chuva no Rio Grande do Sul, Brasil. Revista Brasileira de Climatologia, v. 32, p. 177–207, 10 jan. 2023.

SALVIANO, M. F.; GROPPO, J. D.; PELLEGRINO, G. Q. Análise de Tendências em Dados de Precipitação e Temperatura no Brasil. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 31, n. 1, p. 64–73, 1 mar. 2016.

SAMANI, Z. Estimating Solar Radiation and Evapotranspiration Using Minimum Climatological Data. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, v. 126, n. 4, p. 265–267, jul. 2000.

SANTOS, R. S. DOS; SEDIYAMA, G. C.; OLIVEIRA, R. A.; ABRAHÃO, G. M. Homogeneidade de séries climatológicas em Minas Gerais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 16, n. 12, p. 1338–1345, dez. 2012.

SEN, P. K. Estimates of the Regression Coefficient Based on Kendall’s Tau. Journal of the American Statistical Association, v. 63, n. 324, p. 1379, dez. 1968.

SOARES, W. R. Projeções climáticas para o Espírito Santo. Em: REIS JÚNIOR, N. C.; NOBRE, C. A.; SANTOS, J. M.; PEZZOPANE, J. E. M. (Eds.). Mudanças climáticas: efeitos sobre o Espírito Santo. Jundiaí, SP: Paco, 2023. p. 41–69.

SOUZA, A. DE; MEDEIROS, E. S. DE; OLINDA, R. A. DE; OLIVEIRA-JÚNIOR, J. F. DE; POBOCIKOVA, I.; ABREU, M. C.; CAVAZZANA, G. H.; PANSERA, W. A. Trends and Hydroclimatic Variability in Brazil. Earth Systems and Environment, 22 ago. 2024.

SUPRIYASILP, T.; SUWANLERTCHAROEN, T. Contribution rates of climate variables to the change in reference evapotranspiration in northern Thailand from 1991 to 2019. International Journal of Climatology, v. 43, n. 14, p. 6664–6685, 30 nov. 2023.

TERASSI, P. M. DE B.; BARATTO, J.; OSCAR-JÚNIOR, A. C. DA S.; GALVANI, E.; GOIS, G. DE. Tendências e descontinuidades em séries históricas de chuvas diárias extremas em bacias hidrográficas do Leste do Paraná. Revista Brasileira de Climatologia, v. 35, p. 678–711, 12 dez. 2024.

VEZZOLI, R.; PECORA, S.; ZENONI, E.; TONELLI, F. Data Analysis to Detect Inhomogeneity, Change Points, Trends in Observations: An Application to Po River Discharge Extremes. SSRN Electronic Journal, 2012.

WIJNGAARD, J. B.; KLEIN TANK, A. M. G.; KÖNNEN, G. P. Homogeneity of 20th century European daily temperature and precipitation series. International Journal of Climatology, v. 23, n. 6, p. 679–692, maio 2003.

WMO – WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Guidelines on Homogenization (WMO-No. 1245). Geneva: WMO, 2020.

WMO – WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Guidelines on Surface Station Data Quality Control and Quality Assurance for Climate Applications (WMO-No. 1269). Geneva: WMO, 2021.

WMO – WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Guide to Climatological Practices (WMO-No. 100). Geneva: WMO, 2023.

XU, C.; GONG, L.; JIANG, T.; CHEN, D.; SINGH, V. P. Analysis of spatial distribution and temporal trend of reference evapotranspiration and pan evaporation in Changjiang (Yangtze River) catchment. Journal of Hydrology, v. 327, n. 1–2, p. 81–93, 30 jul. 2006.

Downloads

Publicado

04-02-2025

Como Citar

Moro, I. P., Cecílio, R. A., Zanetti, S. S., Xavier, A. C., & Pezzopane, J. E. M. (2025). Tendências em séries temporais meteorológicas e seus impactos na evapotranspiração de referência diária. Revista Brasileira De Climatologia, 36(21), 202–224. https://doi.org/10.55761/abclima.v36i21.19077

Edição

Seção

Artigos