Caracterização espaço-temporal de secas utilizando ondaletas e o standardized precipitation index: uma aplicação para a parecela mineira da Bacia do Rio São Francisco

• Main Author: Marcus Suassuna Santos
• Other Authors: Wilson dos Santos Fernandes
• Format: Others
• Language: Portuguese
• Published: Universidade Federal de Minas Gerais 2011
• Online Access: http://hdl.handle.net/1843/REPA-8SBJYB

=== This research is focused on space-time analysis of droughts, based on rainfall data. In order to obtain time series of droughts, the Standardized Precipitation Index (SPI), a rainfall based drought index was used. The spatial analysis of the phenomenon was based on the regional analysis with L-moments. For the time series studies, the continuous wavelet transform was used. This technique shows up as an alternative to Fourier analysis, to identify periodicities in time series and to find variations of these frequencies over time. Also was sought to investigate possible influences of El Niño Southern Oscillation (ENSO) and Pacific Decadal Oscillation (PDO) on the time series of drought index obtained. It was proposed to incorporate the regional frequency analysis with L-moments for the calculation of the SPI, in order to overcome the necessity of long historical records of rainfall data in order to obtain a good estimative of the SPIs time series. Also a variety of probability distribution functions were tested, besides Gama. In addition, the regional frequency analysis came to define statistically homogeneous, which in general are spread over large areas whose sizes are inversely proportional to the mean values of rainfall. The continuous wavelet transform did not identify an increased frequency of occurrence of droughts in the study area over time. Also, through use of this technique, it was not possible to identify increased intensity of the phenomenon in the study area in recent years. Moreover, the technique did not allow making a clear connection between the droughts in the study area and macro climatic indices used (ENSO and PDO). Yet somehow, it was realized that these macro-scale phenomena may influence the intensity of drought on a local scale, as it was observed persistent cold phase ENSO and PDO in the most extreme drought events in the study area, corroborating the thesis that, when ENSO and PDO are in phase, weather extremes are more intense in South America. === A pesquisa desenvolvida tem foco na análise espaço-temporal das secas, baseada em informações de chuvas. Para a obtenção das séries históricas representativas das secas e estudo espacial do fenômeno, foi empregada a análise regional de precipitações com momentos-L, além do índice de seca Standardized Precipitation Index (SPI). Para a análise de séries temporais de secas foi utilizada a transformada de ondaletas, uma alternativa à transformada de Fourier, a qual permite identificar periodicidades nas séries além de localizar variações dessas periodicidades ao longo do tempo. Procurou-se ainda investigar possíveis influências dos fenômenos El Niño Oscilação Sul (ENOS), por meio do Índice Oceânico Niño (ION) e do Índice de Oscilação Sul (IOS), e do fenômeno da Oscilação Decenal do Pacífico (ODP) sobre os índices de secas obtidos. Foi proposto incorporar a análise regional de frequência no cálculo das séries de SPI, com vistas a contribuir com a superação da crítica de que, para esse cálculo, longos registros históricos de chuvas são necessários, além de considerar apenas a possibilidade de uso da distribuição de probabilidades Gama. Reforça-se a necessidade de, no cálculo do SPI, considerar outras possibilidades além dessa distribuição e a análise local de frequências, uma vez que valores extremos de chuvas eventualmente distorcem significativamente as estimativas do índice. Além disso, a análise regional de frequência permitiu definir regiões estatisticamente homogêneas, as quais apresentaram abrangência geográfica inversamente proporcional aos totais precipitados médios anuais. Para a análise de séries temporais o uso da transformada de ondaletas não detectou aumento da frequência de ocorrência de secas na área de estudo nos últimos anos. Além disso, não possibilitou fazer uma conexão clara entre as secas na região de estudo e os índices climáticos IOS, ION e ODP. Ainda assim, de alguma forma, percebeu-se que esses fenômenos de grande escala influenciam a intensidade das secas em escala local, uma vez que foi persistente a observação das secas mais extremas na região em fase fria de ENOS e ODP, corroborando a tese de que extremos climáticos são mais intensos na América do Sul quando o ENOS e ODP estão em fase.