Correlation between rainfall recorded by automatic weather stations and estimated from CHIRPS data - case study in Balneário Camboriú/SC

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v34i20.17645

Keywords:

Remote sensing, Precipitation, Estimated, GEE

Abstract

Urban climatology has shown itself to be very important in the face of climate change, as the majority of the world's population lives in cities, exposed to high temperatures and rainfall. Understanding the variability of these climate mechanisms is essential for preventing urban damage and disasters. Thus, the estimation of satellite precipitation data is nowadays an instrument of great relevance for understanding rainfall dynamics, especially in environments that lack meteorological stations. The qualification of these estimated data is crucial to assist in weather monitoring and effective climate prevention. This research concerns in to measure the correlation between data from four meteorological stations installed in Balneário Camboriú (SC), in different points of the urban area, and estimates generated by the CHIRPS satellite (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station) in the period from August 2021 to July 2022. Data in Shapefile (SHP) format was used, processed in a GIS environment, and exported to Google Earth Engine (GEE). The correlation of the data with the installed meteorological stations was compared, and the result showed that during the period of analysis, the well-distributed precipitation correlated strongly with satellite data. However, for periods with short-term positive precipitation anomalies, the accuracy showed low precision. Therefore, long periods of observation must be analyzed to improve the accuracy of the correlation assessment.

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Author Biographies

Otávio de Freitas Baumhardt, Federal University of Santa Maria

Graduando em Geografia Bacharelado pela Universidade Federal de Santa Maria. Graduação incompleta em Engenharia Aeroespacial pela Universidade Federal de Santa Maria (2020). Bolsista no Planetário da UFSM por 3 anos (entre 2020 a 2023). Neste período, foi responsável por dar aulas de Astronomia para o ensino básico (sessões virtuais durante o período de pandemia do SARS-COV), conceber materiais didáticos para o ensino de Astronomia, organizar palestras, rodas de conversa e sabatinas a fim de promover o saber científico. Outrossim, foi responsável por operar o projetor principal na cúpula, na sala de projeção, e participar de eventos científicos como palestrante. Além disso, foi um dos encarregados pela organização do evento comemorativo dos 50 anos do Planetário da UFSM; Membro ativo no LACAS - Laboratório de Climatologia em Ambientes Subtropicais - e também está registrado no grupo de pesquisa responsável por compreender o clima urbano de Balneário Camboriú - SC (BCC Project); Ademais, o discente atuou como monitor na disciplina de climatologia Geográfica no curso de geografia Bacharelado da Universidade Federal de Santa Maria. Atuou como estagiário na Inovagro consultoria onde era responsável por auxiliar tanto na topografia de uma determinada área quanto em todo processo de tratamento dos dados georeferenciados. Por fim, é bolsista de iniciação científica, financiada pelo Programa Institucional de Bolsas de Iniciação Científica do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (PIBIC/CNPQ). 

Tarcísio Oliveira da Costa, Federal University of Santa Maria

Doutorado em andamento em Geografia na Universidade Federal de Santa Maria - UFSM (2020-2023), Mestre em Geografia Pela Universidade Federal de Santa Maria - UFSM (2013-2014), Especialista em Geografia da Amazônia pela Faculdade Integrada Brasil Amazônia - FIBRA (2010), Bacharel e Licenciado Pleno em Geografia pela Universidade Federal do Pará - UFPA (2003-2007), atuou como professor Colaborador no curso de Geografia do Instituto Federal do Pará - IFPA/PARFOR campus Bragança. Atualmente é Professor Efetivo AD-4 na Secretaria de Educação do Estado do Pará - SEDUC / PA atuando no ensino básico com as disciplinas Geografia e Estudos Amazônicos, é Tutor no Curso de Especialização em Ensino de Geografia EAD - UFPA/UAB. Participa como colaborador do Laboratório de Climatologia em Ambientes Subtropicais LaCAS/PPGGEO/UFSM, é membro colaborador do projeto de pesquisa Balneário Camboriú Climate Project/ UFSM/USP/UNIR/Ruhr-Universität Bochum/RMIT University desenvolvendo atualmente pesquisas em clima urbano com enfoque na precipitação pluviométrica e eventos extremos. Possui publicações no campo da Climatologia Geográfica, Climatologia Urbana, Geografia Física e Educação Ambiental.

Cássio Arthur Wollmann, Federal University of Santa Maria

Graduado em Geografia Bacharelado pela Universidade Federal de Santa Maria (2007). É Doutor (Doutorado Direto) (2011) e Pós-doutor (2018) pelo Programa de Pós-Graduação em Geografia Física da Universidade de São Paulo (USP - São Paulo, SP), cujo tema central da tese e estágio pós-doutoral desenvolvidos foram Climatologia Geográfica e a Climatologia Agrícola. Atualmente, Professor Associado (Nível II) do Departamento de Geociências, atendendo principalmente os Cursos presenciais de Geografia (Bacharelado e Licenciatura Plena), Licenciatura em Geografia (EaD/UAB) e Programa de Pós-Graduação em Geografia, da Universidade Federal de Santa Maria, Rio Grande do Sul. Foi Coordenador dos Cursos presenciais de Graduação em Geografia (Bacharelado e Licenciatura Plena) da UFSM, entre julho de 2013 e março de 2017. Desde março de 2022, atua como Coordenador do Programa de Pós-graduação em Geografia (PPGGEO - Conceito 5 - CAPES), da UFSM. Docente responsável pelo Laboratório de Climatologia em Ambientes Subtropicais (LaCAS), registrado no Diretório de Grupos de Pesquisa no Brasil (DGP/CNPq) (http://dgp.cnpq.br/dgp/espelhogrupo/8330814406402566). Pesquisador integrante da Rede Climas Subtropicais (RCS), que envolve os principais pesquisadores da Climatologia Geográfica do sul do Brasil. Sommelier profissional formado pela Associação Brasileira de Sommeliers (ABS), e certificado pela Associação Internacional de Sommeliers - AIS (2017). Membro da International Association for Urban Climate (IAUC). Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 2 (Edital 09/2020 CNPq). O LaCAS possui convênios com instituições privadas e públicas, cujas parcerias fomentam a pesquisa em nível de graduação e pós-graduação, desenvolvendo um total de 14 projetos de pesquisa e 03 projetos de extensão. Desde o início de sua carreira na UFSM, destacou-se pela capacidade em buscar e gerir financiamento para suas pesquisas no LaCAS. Primeiro, foi contemplado pelo Auxílio Recém Doutor (ARD) Edital FAPERGS nº 003/2012 (Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado do Rio Grande do Sul), no período de outubro de 2012 a abril de 2014 (Processo n° 12/0851-5) para executar o projeto "Análise e definição das unidades climáticas na Estação Ecológica do Taim, RS: contribuição ao estudo do clima e dos impactos ambientais em unidades de conservação". Em um segundo momento, contemplado pelo Programa Nacional de Cooperação Acadêmica (PROCAD) da Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES/Brasil) Edital CAPES 071/2013, Processo número 88881.068465/2014-01, com vigência entre janeiro de 2014 e novembro de 2020, para execução do projeto, desenvolvido pela UFSM, USP e UFG/Jataí, intitulado "Análise integrada em bacias hidrográficas: estudos comparativos com distintos usos e ocupação do solo (Edital PROCAD 71/2013)". Em um terceiro momento, contemplado pela Chamada CNPq Nº 09/2020 - Bolsas de Produtividade em Pesquisa PQ 2020 do Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (março de 2021 a fevereiro de 2024) - (Processo nº 306505/2020-7), para desenvolvimento do projeto intitulado "O Sistema Clima Urbano de Balneário Camboriú/SC". Em nível de pós-graduação, possui a orientação de 05 monografias de especialização, 11 dissertações de mestrado e 3 teses de doutorado concluídas; atualmente, orienta 01 dissertação de mestrado e 05 teses de doutorado (em andamento). Orientou cerca de 40 trabalhos em nível de graduação, sempre na área de climatologia. Nos últimos 5 anos, publicou mais de 70 produtos em livros, capítulos de livros e artigos em periódicos nacionais e internacionais, sendo sete (07) deles em periódicos internacionais de língua inglesa, frutos de parcerias com instituições nacionais e internacionais, com destaque para Alemanha e Austrália. As principais palavras-chave de seu currículo são: Climatologia Geográfica; Clima Urbano; Unidades de Conservação; Conforto Térmico; Bacias Hidrográficas, Variabilidade e mudança climática.

João Paulo Assis Gobo, Federal University of Rondônia

Bacharel em Geografia pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) (2010). Mestre em Geografia Física pela Universidade de São Paulo (USP) (2013). Doutor em Geografia Física pela Universidade de São Paulo (USP) (2017). Pós-Doutor em Ciências pela Universidade de São Paulo (USP). Foi professor convidado da Pontifícia Universidade Católica de São Paulo (PUC-SP). Atualmente é Professor Adjunto do Departamento de Geografia da Universidade Federal de Rondônia, Professor Permanente do Programa de Pós-Graduação em Geografia da mesma instituição. É líder do Grupo de Pesquisas em Bioclimatologia e Mudanças Climáticas na Amazônia - BIOCLAM, da Universidade Federal de Rondônia e participa como pesquisador do grupo de pesquisa do Laboratório de Climatologia Ambiental e Subtropical-LaCAS da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), do Núcleo de Apoio à Pesquisa em Mudanças Climáticas (INCLINE - INterdisciplinary CLimate INvestigation cEnter) e do Grupo de Pesquisa em Geografia e Planejamento Ambiental - GEOPLAM da UNIR. É editor assistente da revista Presença Geográfica e editor associado da revista Weather, Climate, and Society. É membro do Comitê Técnico-científico para implantação do Plano Municipal de Mudanças Climáticas do Município de Porto Velho-RO e secretário da Associação Brasileira de Climatologia (ABClima). Desde fevereiro de 2023 é Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq - Nível 2. Tem experiência na área de Climatologia Geográfica atuando principalmente nos seguintes temas: Biometeorologia Humana; Conforto Térmico; Clima e Saúde; Clima Urbano e Poluição Atmosférica.

References

ALCANTARA, L.; et al. Análise da percepção térmica em locais com diferentes valores de FVC em cidade com clima Cfa. XIX Encontro Nacional de Tecnologia do Ambiente Construído ENTAC, 2022. DOI: https://doi.org/10.46421/entac.v19i1.2149

ALVARES, C. A.; et al. Koppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, vol. 22, No. 6, 711–728, 2014. DOI: 10.1127/0941-2948/2013/0507

ANAGUA, F. C.; GOMEZ, M. F. V. Validación del Satélite Meteorológico Chirps em la cuenca Rurrenabaque-Bolivia. Universidad Nacional Agraria La Molina (UNALM); Laboratorio de Hidráulica Universidad Mayor de San Simón (LHUMSS). XXVIII CONGRESO LATINOAMERICANO DE HIDRÁULICA BUENOS AIRES, ARGENTINA, SEPTIEMBRE DE 2018. Disponível em: https://www.ina.gob.ar/congreso_hidraulica/resumenes/LADHI_2018_RE_716.pdf

BAUMHARDT, O. F.; KRAMER, G.; et al. Variação da temperatura de superfície na orla central de Balneário Camboriú – SC: Uma perspectiva pós engordamento artificial. XV Simpósio de Climatologia geográfica, 2023. Disponível em: https://drive.google.com/file/d/1t_p6Ri-RfYAqUMNNUhVxwefO28Tc0PoE/view

BEUTING, A.; MARTINS, B. C. V. Evolução histórica da verticalização da Balneário Camboriú – Orla da praia e área central da cidade. UNIVALI – Universidade do Vale do Itajaí, 2015. DOI: 10.5821/siiu.6258

BRYANT, L.; CARVER, L.; BUTLER, C. D.; ANAGE, A. Climate change and family planning: least-developed countries define the agenda. Bulletin of the World Health Organization, v. 87, p. 852-857, 2009. DOI: 10.2471/BLT.08.062562

CAMPOS, T. L. O.; et al. Eventos extremos de precipitação em Belém-PA: uma revisão de notícias históricas de jornais. Scielo, 2015. Disponível em: https://www.scielo.br/j/ambiagua/a/n7zrxcJnshLJHyRqV5LZQLP/?lang=pt. DOI: https://doi.org/10.4136/ambi-agua.1433

CARTA SINÓTICA DA MARINHA. Marinha do Brasil. Disponível em: https://www.marinha.mil.br/chm/dados-do-smm-cartas-sinoticas/cartas-sinoticas

CASTELHANO, F. J.; PINHEIRO, G. M.; ROSEGHINI, W. F. F. Correlação entre precipitação estimada por satélite e dados de superfície para aplicação em estudos climatológicos. Geosul, Florianópolis, v. 32, n. 64, p. 179-192, mai./ago. 2017. Disponível em: https://www.researchgate.net/profile/Francisco-Castelhano/publication/319828052_CORRELATION_BETWEEN_ESTIMATED_SATELLITE_PRECIPITATION_AND_SURFACE_DATA_FOR_APPLICATION_IN_CLIMATOLOGICAL_STUDIES/links/59bd306d458515e9cfcd4bab/CORRELATION-BETWEEN-ESTIMATED-SATELLITE-PRECIPITATION-AND-SURFACE-DATA-FOR-APPLICATION-IN-CLIMATOLOGICAL-STUDIES.pdf

DUBREUIL, V.; et al. Os tipos de climas anuais no Brasil: uma aplicação da classificação de Köppen de 1961 a 2015. Revue franco-brésilienne de géographie, 2015. Disponível em: https://journals.openedition.org/confins/15738

FERREIRA, A. G.; TRAVASSOS, P. Princípios básicos do sensoriamento remoto na oceanografia e pesca. Ciências do Mar: dos oceanos do mundo ao mar do nordeste, V. 1. Recife, 2021

FUNK, C.; PETERSON, P.; LANDSFELD, M.; et al. A Quasi-Global Precipitation Time Series for Drought Monitoring. USGS, 2015. Acesso em: https://pubs.usgs.gov/ds/832/

HERNADEZ, L.; et al. Sobre el uso adecuado del coeficiente de correlación de Pearson: definición, propiedades y suposiciones. Sociedad Venezolana de Farmacología Clínica y Terapéutica. Archivos Venezolanos de Farmacología y Terapéutica, 2018, vol. 37, núm. 5, ISSN: 0798-0264. Disponível em: https://www.redalyc.org/journal/559/55963207025/55963207025.pdf

INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRÁFIA E ESTATÍSTICA – IBGE. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/

INSTITUTO NACIONAL DE PESQUISAS ESPACIAIS. Catálogo de imagens – GOES. Disponível em: http://www.dgi.inpe.br/catalogo/

JESUS, E. F. R. Algumas reflexões teórico-conceituais na climatologia geográfica em mesoescala: uma proposta de investigação. GeoTextos, Vol. 4, n. 1 e 2, 2 0 0 8. DOI: https://doi.org/10.9771/1984-5537geo.v4i0.3301

LAMB, H. H. Climate: Present, Past, and Future. Vol. 2 – Climatic history and the future. London: Methuen & Co Ltd, p. 835, 1977.

LORENZZETTI, J. A. Princípios Físicos do Sensoriamento Remoto. Editora Bluncher, 2015. Disponível em: https://books.google.es/books?hl=es&lr=&id=VEniDwAAQBAJ&oi=fnd&pg=PA15&dq=.+Princ%C3%ADpios+F%C3%ADsicos+do+Sensoriamento+Remoto&ots=TvW0cctGO4&sig=fNIqcm86RdFwEKkKn4yc9S8QDhM#v=onepage&q=.%20Princ%C3%ADpios%20F%C3%ADsicos%20do%20Sensoriamento%20Remoto&f=false

MOREIRA, J. L. B. Estudo da distribuição espacial das chuvas em Belo Horizonte e seu entorno. 2002. 107 f. Dissertação (Mestrado em Geografia) – Universidade Federal de Minas Gerais – UFMG. Belo Horizonte, 2002.

NASCIMENTO, D. T. F.; OLIVEIRA, I.J.D. Potencialidades e restrições da utilização de dados de sensoriamento remoto. ANAIS DO X SIMPÓSIO BRASILEIROS DE CLIMATOLOGIA GEOGRÁFICA. IBSN: 978-85-7846-278-9 p. 2358 – 2368. Outubro, 2019. Disponível em: https://www.researchgate.net/profile/Diego-Tarley-Nascimento/publication/336533304_POTENCIALIDADES_E_RESTRICOES_DA_UTILIZACAO_DE_DADOS_DE_SENSORIAMENTO_REMOTO_NA_CLIMATOLOGIA/links/5da4e519a6fdcc8fc3527e1e/POTENCIALIDADES-E-RESTRICOES-DA-UTILIZACAO-DE-DADOS-DE-SENSORIAMENTO-REMOTO-NA-CLIMATOLOGIA.pdf

NATIONAL AERONATICS AND SPACE ADMINISTRATION – NASA. Disponível em: https://www.nasa.gov/

PUYOL, R.; ESTÉBENEZ, J.; MENDEZ, R. "Geografía Humana". Ed. Cátedra, Cap. 4, P.22. Madrid, 1992.

SANDERSON, M. The classification of climates from Pythagoras to Koeppen. Bull. Amer. Meteor. Soc., 80, 669–673, 1999.

SANTOS, T. J. Validação dos dados de precipitação estimada pelo CHIRPS na região da Sealba entre os anos de 1986 e 2012. São Cristóvão, 2022. Monografia (graduação em Engenharia Agrícola) – Departamento de Engenharia Agrícola, Centro de Ciências Agrícolas Aplicadas, Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, SE, 2022. Disponível em: https://ri.ufs.br/handle/riufs/16306

SANTOS, V. J. D; FIALHO, E. S. Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e impactos pluviais intensos: o caso da cidade de Ubá – MG. Revista Brasileira de Climatologia. Ano 12 – Vol. 19 – JUL/DEZ 2016. Disponível em: https://www.locus.ufv.br/bitstream/123456789/23834/1/artigo.pdf

SARTORI, M. G. B. O vento norte. Editora DR PUBLICIDADE. ISBN: 978-85-66301-69-4. P. 68. Santa Maria, 2016. Disponível em: https://www.researchgate.net/profile/Joao-Gobo/publication/304261077_O_VENTO_NORTE_E_OS_INDICES_DE_VIOLENCIA_DOMESTICA_EM_SANTA_MARIA-RS/links/576b4c6508aef2a864d210d8/O-VENTO-NORTE-E-OS-INDICES-DE-VIOLENCIA-DOMESTICA-EM-SANTA-MARIA-RS.pdf

SCHOWENGERDT, R. A. Optical radiation models. In: Schowengerdt, R. A. Remote sensing: models and methods for image processing. 3. ed. Amsterdam: Elsevier, 45-73, 2007.

SILVA, R. O. B. D.; et al. Tendências de mudanças climáticas na precipitação pluviométrica nas bacias hidrográficas do estado de Pernambuco. Scielo, 2017. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-41522017142481

WOLLMANN, C. A.; et al. Thermo-Hygrometric Variability on Waterfronts in Negative Radiation Balance: A Case Study of Balneário Camboriú/SC, Brazil, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/atmos12111453

WORLD POPULATION DADA SHEETS, 2022. Disponível em: https://www.prb.org/wp-content/uploads/2022/09/2022-World-Population-Data-Sheet-Booklet.pdf

ZAVATTINI, J. A. O paradigma da análise rítmica e a climatologia geográfica brasileira. GEOGRAFIA, Rio Claro, Vol. 25(3): 25-43, dezembro 2000. DOI: https://doi.org/10.5016/geografia.v42i1.12670

ZHAO, Q.; et al. Progress and Trends in the Application of Google Earth and Google Earth Engine. MDPI, Remote Sens, 13(18), 3778, 2021. DOI: https://doi.org/10.3390/rs13183778

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Published

28/02/2024

How to Cite

Baumhardt, O. de F., Oliveira da Costa, T., Wollmann, C. A., & Gobo, J. P. A. (2024). Correlation between rainfall recorded by automatic weather stations and estimated from CHIRPS data - case study in Balneário Camboriú/SC. Brazilian Journal of Climatology, 34(20), 360–383. https://doi.org/10.55761/abclima.v34i20.17645

Issue

Vol. 34 (2024)

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