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Tipo: Dissertação
Título: Erosividade da chuva no estado de São Paulo com base em séries sintéticas de dados pluviográficos
Rainfall erosivity in São Paulo state using synthetic series of rainfall data
Autor(es): Teixeira, David Bruno de Sousa
Abstract: Dentre os fatores intervenientes no processo de erosão hídrica, o fator climático de erosividade da chuva é considerado como o de maior sensibilidade às mudanças no clima, e alterações em sua magnitude apresentam grande potencial de impacto nos sistemas de produção agrícola e nas produtividades atuais e futuras. Nesse contexto, o objetivo geral deste trabalho foi estimar a erosividade da chuva para o Estado de São Paulo utilizando-se de séries sintéticas de dados pluviográficos. Como objetivos específicos incluíram-se: a) estabelecer equações de regressão para estimar a erosividade da chuva a partir de totais precipitados em escalas mensal e anual; b) espacializar a erosividade das chuvas no estado de São Paulo; c) projetar as anomalias na erosividade da chuva frente às mudanças climáticas futuras para a Vertente Paulista da Bacia Hidrográfica do Rio Grande. A partir de dados de chuva diária de 700 estações pluviométricas do estado de São Paulo foram gerados dados pluviográficos sintéticos com a utilização do gerador climático ClimaBR 2.3. A partir destes, foram selecionadas a chuvas erosivas diárias e calculados os valores de EI 30 mensais e anuais. Para a espacialização dos valores de erosividade obtidos foram testados os interpoladores Inverso da Potência da Distância (IPD), com potências variando de 1 a 6; e as técnica de Krigagem Simples (KS), Ordinária (KO) e Universal (KU), analisados a partir dos valores obtidos para o avaliador estatístico Raiz do Erro Quadrático Médio (RMSE). Para a projeção das anomalias na erosividade da chuva na VPBHRG considerando mudanças climáticas futuras foram utilizados dados dos modelos climáticos CCSM4 e HadGEM2-ES, considerando os cenários RCP 4.5 e RCP 8.5 (2021 a 2050), além do período histórico (1976 a 2005). A erosividade futura foi estimada a partir de equações de regressão e as anomalias foram obtidas considerando a variação percentual da erosividade projetada para os cenários futuros em relação à estimada para o período histórico. A erosividade da chuva anual obtida para o estado de São Paulo a partir do uso de séries sintéticas de dados pluviográficos apresentou valores médios de 6.946 MJ mm ha -1 h -1 ano -1 e variação entre 3.954 e 23.915 MJ mm ha -1 h -1 ano -1 , sendo os maiores valores estimados para o litoral paulista. Das 700 equações de correlação geradas para a estimativa da erosividade a partir de totais pluviométricos, 87% apresentou valores de coeficiente de determinação acima de 0,75, caracterizando uma boa capacidade de predição. Dentre os interpoladores avaliados, o Inverso da Potência da Distância com potência 2 foi o que apresentou os menores valores de RMSE para a maioria dos meses avaliados, sendo utilizado para a geração dos mapas espacializados de erosividade da chuva mensal e anual para o estado de São Paulo. Para a VPBHRG, projeta-se, em termos médios, uma redução de 10 e 12% nos valores de erosividade da chuva considerando, respectivamente, os cenários RCP 4.5 e RCP 8.5. Finalmente, considera-se que o presente estudo foi capaz de ampliar a compreensão da dinâmica espacial da erosividade da chuva no estado de São Paulo, caracterizando-se como uma ferramenta de auxílio à tomada de decisões visando a conservação dos solos e a manutenção das produtividades agrícolas, atuais e futuras, no estado.
Among the intervening factors in the water erosion process, the climatic factor of rainfall erosivity is considered as the most sensitive to changes in the climate, and changes in its magnitude represent great potential of impact in the agricultural production systems as well as in actual and future productivities. In this context, the general objective of this work was to estimate the rainfall erosivity for the State of São Paulo, using synthetic series of sub-daily rainfall data. Specific objectives included: a) establishing regression equations to estimate rainfall erosivity from precipitated totals on a monthly and annual scale; b) spatialize the rainfall erosivity in the state of São Paulo; c) project the anomalies in the rainfall erosivity against future climatic changes for the area of the Rio Grande water basin inserted in Sao Paulo. From the daily rainfall data of 700 rainfall stations in of São Paulo state, synthetic sub-daily rainfall data were obtained from the climatic generator ClimaBR 2.3. From these, daily erosive rains were selected and EI 30 monthly and annual values were calculated. For the spatialization of the obtained erosivity values, the Inverse Distance Weighted (IDW), with power ranging from 1 to 6; and the Simple Kriging (KS), Ordinary (KO) and Universal (KU) techniques were tested, and analyzed from the values obtained for the Mean Square Error Root (RMSE). For the projection of rainfall anomalies to the VPBHRG considering future climate changes, data from the climate models CCSM4 and HadGEM2-ES were used, considering the scenarios RCP 4.5 and RCP 8.5 (2021 to 2050), in addition to the historical period (1976 to 2005). The future erosivity was estimated from correlation equations and the anomalies were obtained considering the percentage variation of the erosivity projected for the future scenarios in relation to the estimated for the historical period. The annual rainfall erosivity values obtained for the State of São Paulo from the use of synthetic series of rainfall data presented mean values of 6,946 MJ mm ha -1 h -1 year -1 and varied between 3,954 and 23,915 MJ mm ha -1 h -1 year - 1 , the highest values being estimated for the coast of São Paulo. From the total of 700 correlation equations generated for the estimation of erosivity from rainfall totals, 87% showed coefficient of determination above 0.75, characterizing a good prediction capacity. Among the interpolators evaluated, IDW, using power 2, was the one that presented the lowest RMSE values for most of the evaluated months, and was used for the generation of the monthly and annual rainfall erosivity maps for the state of Sao Paulo. For the VPBHRG, an average reduction of 10 and 12% in rainfall erosivity values is projected, considering respectively the RCP 4.5 and RCP 8.5 scenarios. Finally, it can be considered that the present study was able to broaden the understanding of the spatial dynamics of rainfall erosivity in the state of São Paulo, and is characterized as a tool to aid decision making aiming at soil conservation and maintenance of the current and future productivity in the state.
Palavras-chave: Meteorologia agrícola
ClimaBR (Software)
Solos - Erosão
Mudanças climáticas
CNPq: Agrometeorologia
Editor: Universidade Federal de Viçosa
Titulação: Mestre em Meteorologia Aplicada
Citação: TEIXEIRA, David Bruno de Sousa. Erosividade da chuva no estado de São Paulo com base em séries sintéticas de dados pluviográficos. 2019. 118 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia Aplicada) - Universidade Federal de Viçosa, Viçosa. 2019.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://locus.ufv.br//handle/123456789/26114
Data do documento: 28-Fev-2019
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