Analysis of pluviometric characteristics of the Hydrographic Basin of the Paraíba do Sul River

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v37i21.18691

Keywords:

Pluviometrically homogeneous regions. Quantile technique. Climate trend.

Abstract

Knowing the pluviometric characteristics of a region is important for various socioeconomic and environmental sectors. Therefore, the objective of this study was to identify pluviometrically homogeneous regions and characterize the spatiotemporal variation of precipitation in the Paraíba do Sul River Basin (BHRPS). Daily data from 89 pluviometric stations of the hydrometeorological network managed by the National Water and Basic Sanitation Agency (ANA) were used for the period from 1963 to 2022. To determine the pluviometrically homogeneous regions, the means and the 15%, 35%, 65%, and 85% quantiles per season were used as variables. To estimate trends and their magnitudes, the Mann-Kendall test and Sen's slope estimator were employed. Two pluviometrically homogeneous regions were identified, with region 2 (with 12 pluviometric stations located in the central-western and southeastern portions of the BHRPS) showing higher precipitation values than region 1 (with 77 pluviometric stations distributed throughout the BHRPS). In region 1, the lowest precipitation values were identified in the northeastern part of the BHRPS. Statistically significant negative trends at 5% were identified for the analyzed quantiles in two pluviometric stations (regions 1 and 2), while a statistically significant positive trend was observed in one pluviometric station (region 1). The highest precipitation values in the BHRPS occurred in summer, with average monthly rainfall ranging from a minimum of 131.53 mm (region 1) to a maximum of 393.57 mm (region 2), while the lowest values were recorded in winter, with a minimum of 15.75 mm/month (region 1) and a maximum of 65.10 mm/month (region 2). These results contribute to a better understanding of the region's climate patterns and provide support for water resource planning and management, aiding strategic decision-making for environmental sustainability.

Downloads

Download data is not yet available.

Author Biographies

Bárbara Velasco Holender, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro

Possui graduação em Engenharia Ambiental pelo Instituto Federal de Educação, Ciência e Tecnologia Fluminense. Atualmente é mestranda do Programa de Pós Graduação em Ciências Naturais da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro.

Gildo Rafael de Almeida Santana , Instituto Federal Fluminense

Doutorando em Modelagem e Tecnologia para Meio Ambiente Aplicadas em Recursos Hídricos (2023) e Mestre em Engenharia Ambiental pelo Instituto Federal Fluminense, Graduado em Ciências Biológicas pelo Instituto Federal de Alagoas (2017), Especialista em Clima, Água e Energia pela Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (2020), Especialista em Educação Ambiental pela Universidade Federal de Santa Maria (2018), Técnico em Pesca pelo Instituto Federal do Paraná (2013), Foi membro do Conselho Estadual de Educação de Alagoas (CEE/AL) (2011), estagiário do Centro Mamíferos Aquáticos/Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade (CMA-AL/ICMBio) (2013-2015), onde trabalhou com Educação Ambiental não formal, desenvolveu o Projeto Jovens Protagonistas da Costa dos Corais e atuou junto as comunidades ribeirinhas na criação e fortalecimento de associações comunitárias. No Instituto Yandê: Educação Cultura e Meio Ambiente, atuou como secretário e coordenador/professor do projeto de Inclusão Digital (2012-2016). No Fórum Socioambiental da Costa dos Corais, atuou como coordenador geral da comissão executiva (2013-2017), onde atualmente é membro.

Eliane Barbosa Santos , Laboratório de Meteorologia, Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro

Possui Graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2009), Mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Pelotas (2011) e Doutorado em Ciências Climáticas pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2015). Realizou Pós-doutorado no Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas da Universidade de São Paulo (2016-2017). Atualmente é Professora Associada do Laboratório de Meteorologia (LAMET) da Universidade Estadual do Norte Fluminense Darcy Ribeiro (UENF). É professora permanente dos Programas de Pós-Graduação em Clima e Energia (PPGCE/UENF) e Ciências Naturais (PPGCN/UENF). É líder de grupo de pesquisa do CNPq na área de Ciências Climáticas e Ambientais. Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia. Suas principais linhas de pesquisa são: Variabilidade Climática, Extremos Climáticos e Análise e Modelagem de Dados Ambientais.

References

ABRHIDRO - Associação Brasileira de Recursos Hídricos. A Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul, [20--]. Disponível em: <https://www.abrhidro.org.br/ivsrhps/index.php?ID=1064>. Acesso em: 23/01/2024.

AGEVAP - Associação Pró-gestão das Águas da Bacia Hidrográfica do Rio Paraíba do Sul. Elaboração do Plano Estadual de Recursos Hídricos do Estado do Rio de Janeiro R2-F - Caracterização Ambiental. Rio de Janeiro: AGEVAP. 2014

ALVARES, C. A. et al. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrif, v. 22, n. 6, p. 711–728, 2013. DOI: https://doi.org/10.1127/0941-2948/2013/0507

ANA – Agência Nacional de Águas e Saneamento Básico. Dados da Bacia: Estudos auxiliares para a Gestão do Risco de Inundações. Bacia do Rio Paraíba do Sul, [20--]. Disponível em: < http://gripbsul.ana.gov.br/ABacia.html>. Acesso em: 29 de julho de 2023.

ANDRÉ, R. G. B. et al. Identificação de regiões pluviometricamente homogêneas no estado do Rio de Janeiro, utilizando-se valores mensais. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 23, p. 501-509, 2008. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-77862008000400009 DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-77862008000400009

BRASILIENSE, C. S. et al. Climatologias da Temperatura do Ar e da Precipitação na Bacia do Rio Paraíba do Sul, Região Sudeste do Brasil. Anuário do Instituto de Geociências - UFRJ, v. 43, n. 1, p. 355–365, 30 mar. 2020. DOI: https://doi.org/10.11137/2020_1_355_365 DOI: https://doi.org/10.11137/2020_1_355_365

CAVALCANTI, I. F. de A.; FERREIRA, N. J. Clima das regiões brasileiras e variabilidade climática. 1. ed. [s.l.] Oficina de Textos, 2021.

CEMADEN – Centro Nacional de Monitoramento e Alertas de Desastres Naturais. Cemaden registra recorde de alertas e mais de 1,6 mil ocorrências de desastre no Brasil em 2024. 2025. Disponível em: < https://www.gov.br/mcti/pt-br/acompanhe-o-mcti/noticias/2025/01/cemaden-registra-recorde-de-alertas-e-mais-de-1-6-mil-ocorrencias-de-desastre-no-brasil-em-2024>. Acesso em: 15/08/2025.

COELHO, C. A. S.; CARDOSO, D. H. F.; FIRPO, M. A. F. A seca de 2013 a 2015 na região sudeste do Brasil. Revista Climanalise, p. 55-66, 2016.

FERREIRA, G. R. Eventos extremos de precipitação nas bacias hidrográficas dos rios Doce e Paraíba do Sul. Dissertação (Mestrado em Meteorologia Aplicada) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa - MG, 2019.

GBANDI, T. This water is all ours: Water demand and civil conflicts. Research in Economics, v. 76, n. 2, p. 120–130, 2022. DOI: https://doi.org/10.1016/j.rie.2022.06.003 DOI: https://doi.org/10.1016/j.rie.2022.06.003

GOMES, F. B. R. et al. Estudo da variabilidade espaço-temporal e tendências de precipitação na bacia hidrográfica do Rio Paraíba do Sul. Revista Brasileira de Climatologia, v. 28, p. 365 - 390, jun 2021. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v28i0.74380 DOI: https://doi.org/10.5380/rbclima.v28i0.74380

GOUVEA, R. L. et al. Análise de frequência de precipitação e caracterização de anos secos e chuvosos para a bacia do Rio Itajaí. Revista Brasileira de Climatologia, v. 22, 7 maio 2018. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v22i0.55276 DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v22i0.55276

GRIMM, A. M. Interannual climate variability in South America: impacts on seasonal precipitation, extreme events, and possible effects of climate change. Stochastic Environmental Research and Risk Assessment, v.25, n.4, p.537–554, maio 2011. DOI: https://doi.org/10.1007/s00477-010-0420-1 DOI: https://doi.org/10.1007/s00477-010-0420-1

HAIR, J. F., et al. Análise multivariada de dados. Trad. Adonai S. Sant’Anna e Anselmo C. Neto. 5 ed. Porto Alegre: Bookman, 2005.

HOLENDER, B. V.; SANTOS, E. B. Análise de tendência dos eventos de precipitação intensa no Sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Climatologia, v. 32, p. 584–606, 29 abr. 2023. DOI: https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16411 DOI: https://doi.org/10.55761/abclima.v32i19.16411

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Catálogo, 2015. Banco de dados disponível em: <https://biblioteca.ibge.gov.br/biblioteca-catalogo.html?id=445142&view=detalhes>. Acesso em: 29 de julho de 2023.

IPCC – Intergovernmental Panel on Climate Change. AR6 Synthesis Report: Climate Change 2023. Geneva: IPCC, 2023. Disponível em: <https://www.ipcc.ch/report/sixth-assessment-report-cycle/>. Acesso em: 18 de agosto 2025.

KELLER FILHO, T.; ASSAD, E. D.; LIMA, P. R. S. D. R. Regiões pluviometricamente homogêneas no Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 40, n. 4, p. 311–322, abr. 2005. DOI: https://doi.org/10.1590/S0100-204X2005000400001

KENDALL, M. G. Rank Correlation Methods. 4 ed. London: Charles Griffin. 1975.

LIMA, K. C.; SATYAMURTY, P. ; FERNÁNDEZ, J. P. R. Large-scale atmospheric conditions associated with heavy rainfall episodes in Southeast Brazil. Theoretical and Applied Climatology, v. 101, n. 1, p. 121–135, 1 jul. 2010. DOI: https://doi.org/10.1007/s00704-009-0207-9 DOI: https://doi.org/10.1007/s00704-009-0207-9

LUIZ-SILVA, W.; GARCIA, K. C. Sustainable future and water resources: a synthesis of the Brazilian hydroelectricity sector in face of climate change. Sustainable Water Resources Management, v. 8, n. 4, p. 120, 2022. DOI: https://doi.org/10.1007/s40899-022-00711-3 DOI: https://doi.org/10.1007/s40899-022-00711-3

MANN, H. B. Non-parametric tests against trend. Econometrica, 13p. 1945. DOI: https://doi.org/10.2307/1907187

MARENGO, J. A.; ALVES, L. M. Tendências hidrológicas da bacia do Rio Paraíba do Sul. Revista Brasileira de Meteorologia, n.2, v. 20, p. 215–226, mar. 2005.

MARENGO, J. A. et al. Heavy rains and hydrogeological disasters on February 18th–19th, 2023, in the city of São Sebastião, São Paulo, Brazil: from meteorological causes to early warnings. Natural Hazards, v. 120, n. 8, p. 7997–8024, 2024. DOI: https://doi.org/10.1007/s11069-024-06558-5

MARENGO, J. A.; et al. A seca e a crise hídrica de 2014-2015 em São Paulo. Revista USP, n. 106, p. 31–44, 2015. DOI: https://doi.org/10.11606/issn.2316-9036.v0i106p31-44 DOI: https://doi.org/10.11606/issn.2316-9036.v0i106p31-44

MAZZINI, P. L. F.; SCHETTINI, C. A. F. Avaliação de metodologias de interpolação espacial aplicadas a dados hidrográficos costeiros quase-sinóticos. Brazilian Journal of Aquatic Science and Technology, v. 13, n. 1, p. 53, 17 jul. 2009. DOI: https://doi.org/10.14210/bjast.v13n1.p53-64 DOI: https://doi.org/10.14210/bjast.v13n1.p53-64

MINUZZI, R. B. et al. Climatologia do comportamento do período chuvoso da região sudeste do Brasil. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 22, n. 3, p. 338–344, dez. 2007. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-77862007000300007 DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-77862007000300007

MIMMACK, G. M.; MASON, S. J.; GALPIN, J. S. Choice of distance matrices in cluster analysis: defining regions. Journal of Climate, v. 14, n. 12, p. 2790-2797, 2001. DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<2790:CODMIC>2.0.CO;2 DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0442(2001)014<2790:CODMIC>2.0.CO;2

NEVES, A. de O.; VILANOVA, M. R. N. Caracterização da seca histórica da década de 2010 na Bacia do Rio Paraíba do Sul, Estado de São Paulo, Brasil. Engenharia Sanitaria e Ambiental, v. 26, n. 2, p. 339–349, 2021. DOI: https://doi.org/10.1590/S1413-415220190023 DOI: https://doi.org/10.1590/s1413-415220190023

PINKAYAN, S. Conditional probabilities of ocurrence of Wet and Dry Years Over a Large Continental Area. Colorado: State University, Boulder-Co, (Hidrology Papers, l2), 1966.

R CORE TEAM (2024). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.

REBOITA, M. S. et al. Regimes de precipitação na América do Sul: Uma revisão bibliográfica. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 25, n. 2, p. 185-204, jun. 2010. DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-77862010000200004 DOI: https://doi.org/10.1590/S0102-77862010000200004

REGOTO, P. et al. Observed changes in air temperature and precipitation extremes over Brazil. International Journal of Climatology, v. 41, n. 11, p. 5125–5142, 2021. DOI: https://doi.org/10.1002/joc.7119 DOI: https://doi.org/10.1002/joc.7119

ROUSSEEUW, P. J. Silhouettes: A graphical aid to the interpretation and validation of cluster analysis. Journal of Computational and Applied Mathematics, v. 20, p. 53–65, nov. 1987. DOI: https://doi.org/10.1016/0377-0427(87)90125-7

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, 2016. DOI: https://doi.org/10.1590/0102-778620150003 DOI: https://doi.org/10.1590/0102-778620150003

SANTANA, G. R. A.; SANTOS, E. B.; LUGON JÚNIOR, J. Características climáticas e análise de tendência pluviométrica na Bacia do Rio Paraíba do Sul. Alterações antrópicas & meio Ambiente. 1ed. Campina Grande: EPTEC, p. 187-194, 2023. E-book.

SANTANA, G. R. A. SANTOS; E. B.; SILVA, M. G. J. da. Caracterização Espaço-Temporal das Secas na Bacia do Rio Paraíba do Sul. Anuário do Instituto de Geociências, v. 43, n. 4, 18 dez. 2020. DOI: https://doi.org/10.11137/2020_4_364_375 DOI: https://doi.org/10.11137/2020_4_364_375

SANT’ANNA NETO, J. L. Decálogo da climatologia do Sudeste Brasileiro. Revista Brasileira de Climatologia, v. 1, n. 1, 31 dez. 2005. DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v1i1.25232 DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v1i1.25232

SEN, P. K. Estimates of the regression coefficient based on Kendall’s tau. Journal of the American Statistical Association, v. 63, p. 1379-1389. 1968. DOI: https://doi.org/10.1080/01621459.1968.10480934

SILVA, A. S. A. et al. Comparison of Interpolation Methods for Spatial Distribution of Monthly Precipitation in the State of Pernambuco, Brazil. Journal of Hydrologic Engineering, v. 24, n. 3, p. 04018068, mar. 2019. DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.19435584.0001743 DOI: https://doi.org/10.1061/(ASCE)HE.1943-5584.0001743

SILVA, L. J.; REBOITA, M. S. ; ROCHA, R. P. da. Relação da passagem de frentes frias na região Sul de Minas Gerais (RSMG) com a precipitação e eventos de geada. Revista Brasileira de Climatologia, v. 14, n. 1, 13 out. 2014. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v14i1.36314 DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v14i1.36314

SOBRAL, B. S. et al. Variabilidade espaço-temporal e interanual da chuva no estado do Rio de Janeiro. Revista Brasileira de Climatologia, v. 22, 7 maio 2018. DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v22i0.55592 DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v22i0.55592

TAVARES, C. D. M. G.; FERREIRA, C. D. C. M. A relação entre a orografia e os eventos extremos de precipitação para o município de Petrópolis - RJ. Revista Brasileira de Climatologia, v. 26, 4 mar. 2020. DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v26i0.71123 DOI: https://doi.org/10.5380/abclima.v26i0.71123

TAVARES, M. G.; SANTOS, E. B. Período de retorno das precipitações máximas diárias no estado do Rio de Janeiro. Revista Brasileira de Climatologia, v. 30, p. 274–290, 16 fev. 2022. DOI: https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.15196 DOI: https://doi.org/10.55761/abclima.v30i18.15196

WARD, J. H. Hierarquical grouping to optimize an objective function. Journal of the American Statistical Association, v. 58, p. 236 -244, 1963. DOI: https://doi.org/10.1080/01621459.1963.10500845

WMO - World Meteorological Organization. Calculation of Monthly and Annual 30-Year Standard Normals. WCDP-No. 10, WMO-TD/No. 341. 1989.

XAVIER, T.M.B.S.; XAVIER, A.F.S. Caracterização de períodos secos ou excessivamente chuvosos no estado do Ceará através da técnica dos Quantis: 1964 - 1998. Revista Brasileira de Meteorologia, São Paulo, v.14, n.2, p. 63 - 78, 1999.

ZHOU, J.; LAU, K. M. Does a Monsson Climate Exist Over South America? Journal of Climate, v.11, n.5, p.1020-1040, 1998. DOI: https://doi.org/10.1175/1520-0442(1998)011<1020:DAMCEO>2.0.CO;2

Downloads

Published

22/10/2025

How to Cite

Holender, B. V., Santana , G. R. de A., & Santos , E. B. (2025). Analysis of pluviometric characteristics of the Hydrographic Basin of the Paraíba do Sul River. Brazilian Journal of Climatology, 37(21), 579–605. https://doi.org/10.55761/abclima.v37i21.18691

Issue

Vol. 37 (2025)

Section

Artigos

License

A aprovação dos artigos implica a aceitação imediata e sem ônus de que a Revista Brasileira de Climatologia terá exclusividade na primeira publicação do artigo. Os autores continuarão, não obstante, a deter os direitos autorais. Os autores autorizam também que seus artigos sejam disponibilizados em todos os indexadores aos quais a revista está vinculada.

Os autores mantém seus direitos de publicação sem restrições

A Comissão Editorial não se responsabiliza pelos conceitos ou afirmações expressos nos trabalhos publicados, que são de inteira responsabilidade dos autores.

A Revista Brasileira de Climatologia oferece acesso livre imediato ao seu conteúdo, seguindo o entendimento de que disponibilizar gratuitamente o conhecimento científico ao público proporciona maior democratização do conhecimento e tende a produzir maior impacto dos artigos publicados. Os artigos publicados na revista são disponibilizados segundo a Licença Creative Commons CC-BY-NC 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by-nc/4.0/). Segundo essa licença é permitido acessar, distribuir e reutilizar os artigos para fins não comerciais desde que citados os autores e a fonte. Ao submeter artigos à Revista Brasileira de Climatologia, os autores concordam em tornar seus textos legalmente disponíveis segundo essa licença