2012-12 - NDC no MS X ENOS - RBGF - Marcuzzo-Oliveira-Cardoso.pdf

Revista Brasileira de Geografia Fsica 05 (2012) 1133-1144

Marcuzzo, F. F. N.; Oliveira, N. L.; Cardoso, M. R. D. 1133

ISSN:1984-2295

Revista Brasileira de

Geografia Fsica

Homepage: www.ufpe.br/rbgfe

Tendncia do Nmero de Dias de Chuva no Estado do Mato Grosso do Sul e Sua

Relao com o Fenmeno ENOS

Francisco F. N. Marcuzzo1, Nayhara de L. Oliveira

2, Murilo R. D. Cardoso

3

1 Eng, Dr., Pesquisador em Geocincias, CPRM/SGB - Servio Geolgico do Brasil Ministrio de Minas e Energia - Rua

Banco da Provncia, n105 - Santa Tereza - CEP 90840-030, Tel.:(51) 3406-7324 Porto Alegre/RS. [email protected];

2Tecnloga Ambiental, IFG - Instituto Federal de Gois - Rua 75, n 46, Centro - CEP

74055-110. Goinia/GO. [email protected]; 3 Gegrafo, Mestrando, UFG/IESA - Universidade Federal de Gois /

Instituto de Estudos Scio-Ambientais Campus II (Samambaia) - CEP 74001-970 - Goinia/GO. Telefones: (62) 3521-1077. [email protected].

Artigo recebido em 02/08/2012 e aceito em 17/12/2012

R E S U M O

Vrios sistemas atmosfricos da Amrica do Sul, com mais de um tipo de regime pluviomtrico, convergem no estado do

Mato Grosso do Sul. Assim, obtendo-se relevncia nos estudos que focam sries histricas pluviomtricas de modo a se

entender sua tendncia utilizando sua correlao com diferentes dados climatolgicos. Com o objetivo de analisar a tendncia

mensal e anual do Nmero de Dias de Chuva (NDC) no estado do Mato Grosso do Sul, realizou-se um estudo de sua

variabilidade extrema e a sua possvel correlao com o fenmeno ENOS de intensidade moderada ou forte. Foram utilizadas

mdias mensais e anuais do NDC das sries histricas de dados pluviomtricos obtidos da Rede Hidrometeorolgica

Nacional, da Agncia Nacional de guas e do Servio Geolgico do Brasil. A srie histrica utilizada foi de 30 anos (1977 a

2006). Para o tratamento estatstico calculou-se as mdias temporais do nmero de dias com precipitao de 92 estaes

pluviomtricas distribudas no estado do Mato Grosso do Sul. Observou-se que apenas o ms de outubro apresentou tendncia

de aumento do NDC, para a srie histrica estudada, ficando os outros meses e a mdia geral anual, com tendncia de

decrscimo no NDC do estado Sul-Mato-Grossense. Como resultados so apresentados grficos com as tendncias de NDC

para cada ms e anual, correlacionados com a intensidade do ENOS, alm do histograma mensal com a mdia de 30 anos e

para cada uma das trs dcadas.

Palavras-chave: NDC, El Nio, precipitao pluviomtrica.

Trend in Number of Days of Precipitation in the State of Mato Grosso do

Sul and Its Relationship with ENSO Phenomenon

A B S T R A C T

Several weather systems in South America, with more than one type of rainfall, converge in the state of Mato Grosso do Sul.

Thus, obtaining relevant in studies that focus on historical rainfall series in order to understand its trend using its correlation

with different climatological data. In order to analyze the trend of monthly and annual Number of Days of Precipitation (NDP)

in the state of Mato Grosso do Sul, there was a study of its variability and correlation with ENSO. We used monthly and

annual averages of the NDP of the time series of rainfall data obtained from the National Hydrometeorological Network, the

National Water Agency and the Geological Survey of Brazil. The series used was 30 years (1977-2006). The statistic

calculated the mean time the number of days with rainfall of 92 rainfall stations distributed in the state of Mato Grosso do Sul

was observed that only the month of October tended to increase the NDP for the series studied, leaving the other months and

the average annual general decreasing trend with NDP in the state of Mato Grosso do Sul. Results are presented in graphical

trends NDP for each month and year, correlated with the intensity of ENSO, and the histogram with the monthly average of

30 years and for each of three decades.

Keywords: NDP, El Nio, rainfall.

1. Introduo

A anlise e o diagnstico da tendncia

do Nmero de Dias de Chuva (NDC) so de

relevante importncia para estudos

relacionados hidrologia, climatologia e

meteorologia.

As incertezas hidrolgicas, como o

NDC, as variaes das demandas e o grande

* E-mail para correspondncia:

[email protected] (Marcuzzo, F. F. N.).



nmero de variveis representativas dos

processos fsicos, qumicos e biolgicos,

conferem elevado nvel de complexidade

anlise dos sistemas de recursos hdricos

(Carvalho et al., 2009).

Arajo et al. (2001), em um estudo de

precipitao pluviomtrica mensal provvel em

Boa vista, estado de Roraima, observaram que,

alm do conhecimento da precipitao pluvial,

importante conhecer o balano hdrico

climtico, o qual indica a disponibilidade de

gua para as plantas em dado tipo de solo.

Em um estudo sobre distribuio

espacial de chuvas no Mato Grosso do Sul,

Marcuzzo e Costa (2012) verificaram que a

mdia total pluvial se distribui desigual no

territrio do Mato Grosso do Sul, separado por

trs unidades fisiogrfica, bioma cerrado,

pantanal e mata atlntica. Assim, observado

que para o bioma cerrado, o de maior

ocorrncia no estado, acumula a ocorrncia de

35% de toda a precipitao mdia para o

perodo histrico estudado. O pantanal,

localizado a oeste do estado, fica com um total

de pluviosidade de 27% da srie histrica

utilizada. A mata atlntica registra, 37% da

precipitao do estado.

Furlan 2009, em variabilidade temporal

e espacial das chuvas e do balano hdrico no

estado de Rondnia, estudou os efeitos que a

mudana na cobertura vegetal pode ter sobre a

dinmica climtica e pluviomtrica dessa

regio, com o objetivo de verificar se os atuais

ndices de desmatamento em Rondnia,

ocorridos nos ltimos 30 anos, so suficiente

para contribuir para a modificao do regime

hdrico e pluviomtrico. Para este estudo

utilizou 29 postos pluviomtricos, com dados

obtidos da Agncia Nacional das guas,

concluindo que as analises de tendncia no

identificaram mudanas no regime

pluviomtrico no perodo analisado.

Em um estudo sobre a precipitao

irregular do nordeste, observou-se a

necessidade do monitoramento por meio de

emprego de ndices climticos. Com base

neles, pode-se desenvolver um sistema de

acompanhamento das caractersticas dos

perodos secos ou chuvosos, obtendo

informaes anuais, sazonais ou mensais, com

as quais se pode conhecer profundamente a

climatologia de uma regio, e verificar os

impactos que o clima global causa sobre a

distribuio pluviomtrica local, ou seja, a

regionalizao da precipitao para

determinado local (Da Silva, 2009).

Santos et al. (2009), em um estudo de

Intensidade-Durao-Frequncia (IDF) de

chuvas para o estado do Mato Grosso do Sul,

observaram que a relao IDF de chuvas

intensas, tem sido usada como ferramenta

importante na previso de eventos extremos

empregados na elaborao de obras de

drenagem, nos mais diversos campos da

engenharia. No mesmo estudo relataram a

grande variabilidade de valores de intensidade

de precipitao observada nas regies do

estado, o qual evidencia a necessidade de

considerao das informaes locais para a

realizao de estudos e projetos hidrulicos,



interferindo na segurana no dimensionamento

e nos custos da obras.

Modelos matemticos tm sido

aplicados descrio de fenmenos naturais,

por se tratarem de abstraes da realidade

encontrada, uma tentativa de representao de

uma ou todas as propriedades de um fenmeno,

sistema ou objeto, que tem como propsito

compreender melhor a resposta de processos, a

partir de observaes realizadas ou mesmo

deduzir efeitos (Tucci, 2004).

Com todas as abordagens descritas

anteriormente, verifica-se a escassez de estudos

sobre a tendncia do NDC, portanto, este

estudo tem como objetivo principal analisar a

variao e a tendncia mensal e anual do NDC

no estado do Mato Grosso do Sul; e a possvel

relao dos mximos e mnimos NDC com o

moderado ou forte aquecimento ou esfriamento

das guas do Oceano Pacifico.

2. Material e Mtodos

O Estado de Mato Grosso do Sul

(Figura 1), que est localizada na regio centro-

oeste do Brasil, possui uma rea total de

357.124,33 km2 e permetro de 3.663,36 km e

possui 78 municpios sendo que o maior

territrio municipal do Estado (IBGE, 2010)

pertence ao municpio de Corumb (rea de

64.923,23 km2 e permetro de 1.812,74 km) e o

menor, o municpio de Douradina (rea de

278,94 km2 e permetro de 75,94 km).

Segundo dados do IBGE (2010), toda a

populao residente nos municpios do Estado

de Mato Grosso do Sul somam 357.145,83

pessoas, sendo que a maior densidade

populacional pertence ao municpio de Campo

Grande, com 97,22 habitantes.km-2

(Figura 1).

Figura 1. Densidade de habitantes por quilmetro quadrado, clima e localizao no Estado de Mato

Grosso do Sul.



O clima do Estado de Mato Grosso do

Sul, segundo a classificao de Kppen, ao

norte e oeste o Tropical (Aw), com estao

seca no inverno, ao sul e sudoeste o

Temperado mido com vero quente (Cfa) e a

leste o Temperado mido com inverno seco e

vero mido (Cwa) (Figura 1) (Peel et al.,

2007).

Neste trabalho foram utilizados dados

do projeto SRTM (Shuttle Radar Topographic

Mission) do qual foram obtidos imagens com

resoluo de 90 metros as quais foram

agrupadas em um programa GIS (Geographic

Information System) e em seguida o MDE

(Modelo Digital de Elevao) foi delimitado o

que permitiu analisar a hipsometria do Estado

de Mato Grosso do Sul. O Estado de Mato

Grosso do Sul est inserido nos biomas

Cerrado, Mata Atlntica e Pantanal (Figura 2).

Figura 2. Relevo, altimetria, localizao e biomas do estado do Mato Grosso do Sul.

O uso do solo no Estado de Mato

Grosso do Sul se concentra em grande parte na

pecuria alm de uma considervel regio de

vegetao remanescente (Figura 3).

Utilizou-se neste estudo 92 estaes

pluviomtricas (Figura 3) cujos dados de

Nmero de Dias de Chuva utilizados neste

estudo foram obtidos da Rede

Hidrometeorolgica Nacional da Agncia

Nacional de guas (ANA) e da CPRM/SGB

(Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

/ Servio Geolgico do Brasil). Estes dados

dirios de NDC correspondem a uma srie

histrica de 30 anos (1977 a 2006) e foram

compilados, consistidos, organizados e tratados

estatisticamente, com informao mensal e

anual. As tendncias do NDC foram obtidas

utilizando regresso linear dos dados,

utilizando-se planilhas de clculo.



Figura 3. Uso e ocupao do solo, estaes pluviomtricas e localizao do Mato Grosso do Sul.

O ION (ndice Ocenico Nio(a)) um

ndice que identifica as anomalias da superfcie

do oceano Pacfico atravs de uma mdia

mvel de trs meses. Quando o ION for maior

que +0,5C por no mnimo cinco meses

consecutivos o perodo caracterizado como El

Nio e quando o ndice for menor que -0, C

por no mnimo cinco meses consecutivos o

perodo caracterizado como La Nia, assim

variaes de at 0,5 graus na temperatura das

guas do Oceano Pacfico so consideradas

normais. No Quadro 1 e 2 observam-se a

intensidade do fenmeno ENOS que foi

classificada em classes fraca, moderada e forte

utilizando-se a mdia do ION. Os dados das

maiores intensidades dos fenmenos climticos

El Nio e La Nia na regio 3.4 (Quadro 2 e

Figura 4), nas coordenadas 5oN a 5

oS e 120

o a

170oW, foram obtidos do Servio

Climatolgico Nacional dos Estados Unidos

(NOAA - National Weather Service).

Quadro 1. Critrios para classificar a intensidade do fenmeno ENOS usado no estudo.

Evento ndice Ocenico Nio Intensidade

El Nio

0,5 a 0,9 Fraca

1,0 a 1,4 Moderada

1,5 Forte

La Nia

-0,5 a -0,9 Fraca

-1,0 a -1,4 Moderada

-1,5 Forte

Fonte: Golden Gate Weather Services (2008).



Quadro 2. Classificao anual da intensidade do fenmeno ENOS 3.4 usado no estudo.

El Nio La Nia

Fraco Moderado Forte Fraco Moderado Forte

1969 1951 1957 1950 1955 1973

1976 1963 1965 1954 1970 1975

1977 1968 1972 1956 1998 1988

2004 1986 1982 1962 2007 1999

2006 1987 1997 1964

2010

1991

1967

1994

1971

2002

1974

2009

1984

1995

2000

2011

Fonte: NOAA - National Weather Service.

Figura 4. ENOS de 1977 a 2006.

Fonte: NOAA - National Weather Service.

3. Resultados e Discusso

3.1 Tendncia do Nmero de Dias de Chuva

Mensais no Mato Grosso do Sul

A distribuio dos Nmeros de Dias de

Chuvas das mdias mensais, com base nos

dados da srie histrica de 1977 a 2006,

registradas em 92 estaes pluviomtricas

distribudas no estado do Mato Grosso do Sul,

apresenta uma variao significativa.

O maior NDC observado, para o ms de

janeiro (Figura 5(a)), foi de 19,8 no ano de

1989, caracterizado pelo final de um perodo de

La Nia forte (Quadro 2 e Figura 4). O menor

foi de 9,3 no ano de 2004, totalizando uma

variao do maior para o menor NDC, para a

srie histrica estudada, de 53%. Para o

perodo de 1977 a 2006 observou-se uma

tendncia mdia de reduo do NDC de -10,4%

no ms de janeiro.

O maior NDC observado, para o ms de

fevereiro (Figura 5(b)), foi de 14,5 no ano de

1989, caracterizado pelo final de um perodo de

La Nia forte (Quadro 2 e Figura 4). O menor

foi de 4,7 no ano de 2005, totalizando uma

-2,0

-1,5

-1,0

-0,5

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

jan/

77m

ar/7

8m

ai/7

9ju

l/80

set/81

nov/

82ja

n/84

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mai

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set/88

nov/

89ja

n/91

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/92

mai

/93

jul/94

set/95

nov/

96ja

n/98

mar

/99

mai

/00

jul/01

set/02

nov/

03ja

n/05

mar

/06

El N

io

e L

a N

ia C



variao do maior para o menor NDC, para a

srie histrica estudada, de 67,6%. Observou-

se uma tendncia mdia de reduo do NDC na

ordem de -8,2% no ms de fevereiro.

O maior NDC para o ms de maro

(Figura 5(c)), observado no estado, foi de 15 no

ano de 1982 e o menor foi de 5,5 no ano de

2004, totalizando uma variao do maior para o

menor NDC, para a srie histrica estudada, de

63,3%. Para o perodo de 1977 a 2006

observou-se uma tendncia mdia de reduo

do NDC de -9,1% no ms de maro.

O maior NDC para o ms de abril (Figura

5(d)), observado no estado, foi de 9,7 no ano de

1988 e o menor foi de 2,5 no ano de 2002,

totalizando uma variao do maior para o


74,2%. Observou-se uma tendncia mdia de

reduo do NDC de -4,2% no ms de abril.

No ms de maio (Figura 5(e)), o maior

NDC observado foi de 10,7 no ano de 1981 e o

menor foi de 1,3 no ano de 2004, totalizando

uma variao do maior para o menor NDC,

para a srie histrica estudada, de 87,9%. Para

o ms de maio, observou-se uma tendncia

mdia de decrscimo do NDC de -25,5%.

No ms de junho (Figura 5(f)), o maior

NDC observado foi de 7,9 no ano de 1997,

perodo que as guas do Oceano Pacfico

estavam se aquecendo (Figura 4) para um El

Nio forte (Quadro 2). O menor foi de 0,4 no

ano de 2002, totalizando uma variao do

maior para o menor NDC, para a srie histrica

estudada, de 94,9%. Para o ms de junho, no

perodo de 1977 a 2006, observou-se uma

tendncia mdia de decrscimo do NDC de -

6,4%.

No ms de julho (Figura 6(a)), o maior

NDC observado foi de 4,8 no ano de 1979 e o




o ms de julho, observou-se uma tendncia

mdia de decrscimo do NDC de -9,1%.

Para o ms de agosto (Figura 6(b)), o

maior NDC foi de 7,6 no ano de 1986 e o

menor foi de 0,1 no ano de 1999 (ano de forte

La Nia - Quadro 2 e Figura 4), totalizando



o ms de agosto, no perodo de 1977 a 2006,

observou-se uma tendncia mdia de

decrscimo do NDC de -18,4%.

(a) (b)

y = -0,0489x + 13,675

R = 0,0213

0

2

4

6

8

10

12

14

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1985

1986

1987

1988

1989

1990

1991

1992

1993

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1997

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2004

2005

2006

N

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ias

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Ch

uv

a

Janeiro - Mato Grosso do Sul y = -0,0324x + 11,5R = 0,0163

0,0

1,5

3,0

4,5

6,0

7,5

9,0

10,5

12,0

13,5

15,0

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79

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06

N

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Ch

uv

a

Fevereiro - Mato Grosso do Sul



continuao

(c) (d)

(e) (f)

Figura 5. Tendncia de NDC nos meses de janeiro (a), fevereiro (b), maro (c), abril (d), maio (e) e

junho (f) no Mato Grosso do Sul.

(a) (b)

(c) (d)

y = -0,0335x + 10,726

R = 0,0159

0

2

4

6

8

10

12

14

161

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71

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11

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51

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61

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71

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52

00

6

N

mer

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uv

a

Maro - Mato Grosso do Sul y = -0,0088x + 6,055R = 0,0021

0

1

2

3

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5

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N

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Ch

uv

a

Abril - Mato Grosso do Sul

y = -0,0518x + 5,9484

R = 0,0403

0

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

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77

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N

mer

o d

e D

ias

de

Ch

uv

a

Maio - Mato Grosso do Sul y = -0,0074x + 3,3798R = 0,0017

0

1

2

3

4

5

6

7

8

19

77

19

78

19

79

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20

05

20

06

N

mer

o d

e D

ias

de

Ch

uv

a

Junho - Mato Grosso do Sul

y = -0,0075x + 2,3997

R = 0,0041

0,0

0,5

1,0

1,5

2,0

2,5

3,0

3,5

4,0

4,5

5,0

19

77

19

78

19

79

19

80

19

81

19

82

19

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19

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19

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19

86

19

87

19

88

19

89

19

90

19

91

19

92

19

93

19

94

19

95

19

96

19

97

19

98

19

99

20

00

20

01

20

02

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Julho - Mato Grosso do Sul y = -0,0192x + 3,0435R = 0,0073

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Agosto - Mato Grosso do Sul

y = -0,036x + 5,8759

R = 0,0313

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Setembro - Mato Grosso do Sul y = 0,0532x + 6,484R = 0,0839

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Outubro - Mato Grosso do Sul



continuao

(e) (f)

Figura 6. Tendncia de NDC nos meses de julho (a), agosto (b), setembro (c), outubro (d),

novembro (e) e dezembro (f) no Mato Grosso do Sul.

Para o ms de setembro (Figura 6(c)), o

maior NDC observado, no estado do Mato

Grosso do Sul, foi de 9,9 no ano de 1992 e o




o ms de setembro, no perodo de 1977 a 2006,


decrscimo do NDC de -17,9%.

Para o ms de outubro (Figura 6(d)), o

maior NDC observado foi de 10,4 no ano de




54,8%. Para o ms de outubro, no perodo de

1977 a 2006, observou-se uma tendncia mdia

de aumento do NDC de 23,6%.

No ms de novembro (Figura 6(e)), o

maior NDC observado foi de 12,1 nos anos de

1977 e 1977 e o menor foi de 5,3 no ano de

1991 (caracterizado por El Nio moderado -

Quadro 2 e Figura 4), totalizando uma variao

do maior para o menor NDC, para a srie

histrica estudada, de 56,2%. Para o ms de

novembro, no perodo de 1977 a 2006,


decrscimo do NDC de -12%.

Para o ms de dezembro (Figura 6(f)), o

maior NDC observado foi de 12,1 no ano de




69%. Para o ms de dezembro, no perodo de

1977 a 2006, observou-se uma tendncia mdia

de decrscimo do NDC de -18%.

3.2 Tendncia do Nmero de Dias de Chuva

Anual Total no Mato Grosso do Sul

O maior NDC observado para a soma

histrica anual (Figura 7), foi de 102 no ano de

1989 (fim de um perodo forte de La Nia -

Figura 4). O menor NDC foi de 70 no ano de

2002 (perodo moderado de El Nio - Figura 4

e Quadro 2). A variao do maior para o menor

foi de 31,1%. Observa-se tambm que as

oscilaes interanuais no so bruscas, e as

y = -0,0382x + 9,2378

R = 0,0356

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Novembro - Mato Grosso do Sul y = -0,0755x + 12,237R = 0,0911

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Dezembro - Mato Grosso do Sul



tendncias de decrscimo do NDC total anual

fica, em mdia, na ordem de -9,8% de 1977 a

2006.

Figura 7. Tendncia de NDC interanual no Mato Grosso do Sul.

3.3 Distribuio Mensal do Nmero de Dias de

Chuva

Na Figura 8 verifica-se a distribuio

mdia nos meses do ano, para o perodo de

1977 a 2006, do Nmero de Dias de Chuva.

Verificam-se tambm as mximas,

mnimas e a tendncia polinomial mdia no

decorrer dos meses do ano. Verifica-se que, em

mdia, o ms de janeiro possui o maior NDC

(12,9 dias) no Mato Grosso do Sul, alm da

maior mxima mdia (19,8 dias) e a menor

mnima mdia (4,7 dias) no ano. Verifica-se

que, em mdia, o ms de julho possui o menor

NDC (2,3 dias), alm da menor mxima mdia

(4,8 dias). J a menor mnima mdia (0,1 dia)

no ano foi observada no ms de agosto. Na

Figura 9, observa-se que na evoluo decadal

mdia, do perodo de 30 anos estudado, houve

uma tendncia mdia de diminuio dos dias de

chuva para os meses do ano dcada aps

dcada, conforme relatado na discusso das

Figuras 5 e 6, havendo poucas excees.

Figura 8. Histograma de NDC da mdia mensal, suas mximas, mnimas e tendncia polinomial,

no Mato Grosso do Sul, para o perodo de 1977 a 2006.

y = -0,3061x + 90,562

R = 0,1007

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Anual - Mato Grosso do Sul

y = -0,0078x4 + 0,2113x3 - 1,6186x2 + 2,3223x + 11,851

R = 0,9761

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Mato Grosso do Sul Mdia Mximo Mnimo Polinmio (Mdia)



Figura 9. Evoluo do NDC da mdia mensal, para trs perodos de 10 anos, entre 1977 e 2006.

4. Concluses

Entre os anos de 1977 a 2006, no Estado

do Mato Grosso do Sul, verificou-se um

decrscimo mdio anual no NDC de -9,8%.

Em todos os meses do ano verificou-se

um decrscimo mdio do NDC de 1977 a 2006,

exceto para o ms de outubro que foi verificado

um acrscimo mdio para o perodo estudado,

tendo o ENOS pouca influncia nos valores

mximos e mnimos do NDC.

Os meses de primavera e vero

obtiveram os maiores valores mdios de NDC,

para o perodo estudado, ficando os meses de

outono e inverno com os menores valores. O

ms de janeiro o que possui maior NDC e o

ms de julho o menor NDC do Mato Grosso do

Sul.

5. Agradecimentos

Os autores agradecem a CPRM/SGB

(Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais

/ Servio Geolgico do Brasil - Empresa

Pblica de Pesquisa do Ministrio de Minas e

Energia) pelo fomento que viabilizou o

desenvolvimento deste trabalho.

6. Referncias

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0

1

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Mato Grosso do Sul

1977 a 1986 1987 a 1996 1997 a 2006



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