a distribuiÇÃo das chuvas no quadrilÁtero ferrÍfero e …
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A DISTRIBUIÇÃO DAS CHUVAS NO QUADRILÁTERO FERRÍFERO E
A INFLUÊNCIA DA OROGRAFIA DAS SERRAS DO CENTRO-SUL DE
MINAS GERAIS
ANTONIEL SILVA FERNANDES1
ALECIR ANTONIO MACIEL MOREIRA2
Resumo
O artigo objetiva analisar a distribuição das chuvas no Quadrilátero Ferrífero, MG, e a correlação com a orografia, visando entender a gênese e a variabilidade deste fenômeno. Utilizou-se da Climatologia Geográfica através de técnicas das concepções estatística e dinâmica de clima. Os resultados demonstraram que o conjunto serrano influência a dinâmica da circulação geral e das correntes perturbadas (NIMER, 1072) elevando a pluviosidade na borda leste (Serra do Caraça) devido a sua imponente orografia, superiores a 2.000m.
Palavras chave: Climatologia Geográfica, Quadrilátero Ferrífero, Distribuição das Chuvas, Orografia.
Abstract
This article aims do analyse the spacial distribution of rainfall in the Quadrilátero Ferrífero, MG, and its’ correlation to orography. It aims to comprehend the formation and variability of rainfall. Geographic Climatology gave methodological support statistic and dynamic climate interpretation tools were used. Results showed that the mountain ranges influences the dynamic of large scale circulation cells as other atmospheric systems (NIMER, 1972), increasing rainfall in the eastern border (Serra do Caraça) due to altitude which exceeds 2000m.
Key-words: Geographic Climatology; Quadrilátero Ferrífero; Rainfall distribution; Orography
1 – Introdução
A porção centro-sul de Minas Gerais (Figura 1) possui um conjunto de serras
em formato de quadrilátero, com picos que podem atingir altitude superior a 2.000
metros, criando diferentes interfaces com a circulação. Em tese, estes fatores
geográficos potencializam a ocorrência de diferentes domínios topo e
microclimáticos. Se do ponto de vista da temperatura as constatações são mais
óbvias, de que forma esse arranjo espacial pode interferir sobre as precipitações? A
1 Acadêmico do programa de pós-graduação Tratamento da Informação Espacial – Geografia da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. E-mail de contato: [email protected] 2 Docente do programa de pós-graduação Tratamento da Informação Espacial – Geografia da Pontifícia Universidade Católica de Minas Gerais. E-mail de contato: [email protected]
hipótese é de que, se as diferentes vertentes, em seu arranjo individual e conjunto,
interceptam a circulação de larga e meso-escala, então cada uma delas
potencialmente apresentará um comportamento pluviométrico e hígrico diferentes.
Figura 1- Quadrilátero Ferrífero na porção central de Minas Gerais. Fonte: Elaborado pelos autores.
Desta forma, este artigo tem por objetivo geral analisar a relação da
distribuição e gênese das chuvas com a orografia no Quadrilátero Ferrífero, MG.
São seus objetivos específicos: I. caracterizar a climatologia da precipitação
regional; II: caracterizar a fisiografia regional; III: identificar os principais sistemas
atmosféricos condicionadores da chuva; IV. caracterizar seu comportamento
temporal.
Sua relevância repousa na compreensão da relação sistêmica superfície-
atmosfera e a projeção dos atributos desta com o espaço geográfico.
2 - A abordagem na Climatologia Geográfica
A análise geográfica do Clima, pilar de investigação da Climatologia
Geográfica, é um ramo recente da ciência, e que se preocupa em correlacionar o
comportamento da dinâmica atmosférica e a organização do espaço.
O surgimento da Meteorologia de massas de ar e da Climatologia Dinâmica,
regional e episódica ocorreu entre 1945 e 1965 (Ab’Saber, 1979). Este evento é
condição primeira das mudanças conceituais de clima e dos esforços de
desenvolvimento de uma metodologia adequada ao seu tratamento diante dessa
nova perspectiva, particularmente importante no campo da Geografia. As
transformações teórico-conceituais derivam da crítica de Pierre Pédelaborde e da
aplicação da noção genética e dinâmica do clima de Maximilian Sorre durante a
segunda metade do século XX.
A Climatologia Dinâmica surgiu como ruptura à análise tradicional do clima
(valores médios), tão utilizada ao final do séc. XIX e nas primeiras décadas do séc.
XX. Ela foi viabilizada após a incorporação da análise sinótica a partir dos princípios
termo-hidrodinâmicos e das teorias das frentes introduzidas pela a Escola de
Bergen3 nos estudos meteorológicos (JESUS, 2008; SANTA’ANNA NETO, 2015).
Na abordagem dinâmica, busca-se compreender a maneira como os
elementos e os fatores climáticos se manifestam na atmosfera, o quadro que eles
compõem e as ações fisiológicas que exercem através da análise das variações dos
elementos do clima, preferencialmente diários, na tentativa de alcançar as
seqüências rítmicas que explicam tais variações (BARROS; ZAVATTINI, 2009).
Essa pesquisa buscar analisar a região em estudo sobre o enfoque da
Climatologia Geográfica utilizando, para tanto, de técnicas das concepções
estatística e dinâmica de clima na construção das análises.
3 - Metodologias
Foram utilizadas abordagens estáticas e dinâmicas conforme orienta Monteiro
(1969), ao afirmar que as duas abordagens em Climatologia Geográfica se
complementam no conhecimento climatológico da Terra, uma vez que as técnicas
assumem atitudes diferentes em suas projeções no tempo e no espaço e, portanto,
devem ser utilizadas conjuntamente.
Na abordagem estática utilizou-se valores médios de precipitação extraídos
das Normais Climatológicas de 1981 – 2010. Os dados são oriundos das estações
3 A Escola de Bergen ou grupo de Bergen era composta por Vilhelm Bjerknes em associação ao um grupo de cientistas, dentre eles físicos, oceanógrafos, engenheiros e meteorologistas que em Bergen, Noruega, promoveram um salto paradigmático na Meteorologia ao iniciarem a aplicação dos conceitos hidrodinâmicos na construção das cartas sinóticas e estabelecerem as bases físicas conceituais (JESUS, 2008; SANT’ANNA NETO, 2015).
meteorológicas instaladas nos municípios de Florestal, Ibirité, Belo Horizonte, João
Monlevade, Viçosa, Barbacena e São João del-Rei, todas em Minas Gerais.
A escolha desses municípios deriva de: a) localização no contexto do
Quadrilátero Ferrífero e da formação de uma poligonal que envolvesse a área em
estudo; b) disponibilidade de dados contidos nas Normais Climatológicas.
Além da média aritmética utilizou-se do desvio padrão, coeficiente de variação
(dado em percentual), da mediana, da amplitude interquartílica, da moda, dos
valores máximos e mínimos de séries de dados meteorológicos e pluviométricos.
Para atribuir intervalos de classes para os dados pluviométricos utilizou-se o
método proposta por Sturges (eq. 1) que relaciona os tamanhos dos intervalos de
classes a partir da extensão dos dados.
K = 1+ 3,322 (log n) (1)
Onde: K é o número de classes e n é o universo da amostra.
A aplicação da análise estatística objetivou destacar tendências centrais,
frequências, amplitudes e variabilidade dos elementos climáticos. Ela foi necessária
para extrair o comportamento climatológico da precipitação da área em estudo, além
de auxiliar na definição dos “anos padrões e excepcionais”, conforme proposta de
Monteiro (1971).
Na abordagem dinâmica utilizou-se dados das estações pluviométricas da
Agência Nacional de Águas (ANA), que serviram para extrair a dinâmica climática.
Esta abordagem dinâmica teve por objetivo compreender e explicar a gênese dos
fenômenos e as condições de tempo na área. Zavattini e Boin (2013) lembram que
massas de ar e mecanismos frontais são elementos que definem os diferentes tipos
de tempo que atuam num determinado espaço geográfico.
Para análise espacial dos dados, empregou-se técnicas do
geoprocessamento, através do software ArcView 10.0 da Esri. O software estatístico
Minitab, versão 17, foi utilizado para a produção de dados estatísticos.
4 – Resultados e Discussão
No Quadrilátero Ferrífero os maiores picos atingem altitudes superiores a
2.000 metros, na Serra do Caraça, a leste. As menores altitudes, próximas a 600
metros são encontradas nas bordas das Serras da Moeda e Calçada (W), e Rola
Moça (NW) (Figura 1). Elas formam importantes barreiras orográficas à circulação
atmosférica regional, afetando o comportamento das massas de ar relacionadas ao
Anticiclone Semifixo do Atlântico Sul - ASAS e o Anticiclone Polar Móvel - APM
(MOREIRA; PEREIRA, 2004; BORSATO; MENDONÇA, 2015; BORSATO, 2016).
Nimer (1972) lembra que é no sudeste brasileiro que o choque entre o ASAS
e o APM ocorre frequentemente em equilíbrio dinâmico. Do ASAS sopram
preferencialmente ventos de E e NE (Tabela 1) o que irá direcionar a circulação
predominante do ar (
Figura 2). Entretanto, essa circulação geral é modificada com a passagem de
outros sistemas, capazes de produzir mudanças bruscas no tempo, geralmente
acompanhadas de chuvas. Nimer (1972) as denominava correntes perturbadas.
Tabela 1 Direção Predominante dos Ventos no Quadrilátero Ferrífero
Param. Porção Código Nome da Estação Lat. Long. Alt. (m) UF Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Ano
83581 Florestal 19°53'S 44°25'W 753 MG NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE
83632 Ibirité 20°01'S 44°03'W 814,54 MG Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma Calma
83587 Belo Horizonte 19°56'S 43°56'W 915 MG E E E E E E E E E E NE NE
83590 Itabira 19°37'S 43°13'W 845 MG - - - - - - - - - - - - -
Leste 83591 João Monlevade 19°50'S 43°07'W 859,84 MG Calma Calma Calma Calma Calma Calma SE NE NE Calma Calma Calma
83688 São João del-Rei 21°18'S 44°16'W 991 MG NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE NE
83689 Barbacena 21°15'S 43°46'W 1126 MG NE NE Calma Calma Calma Calma NE NE NE NE NE NE
83642 Viçosa 20°45'S 42°51'W 689,73 MG
Normais Climatológicas do Brasil 1981-2010
Dir
eção
Pre
do
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ante
do
Ven
to
Norte
Sul
Fonte: Normais Climatológicas de 1981 – 2010, INMET.
Figura 2 – Sistemas de Circulação Atmosférica. Fonte: Adaptado de Nimer (1972).
As correntes perturbadas de Sul chegam com as Frentes Frias e com as
instabilidades pré-frontais e pós-frontais impulsionadas pelo Anticiclone Polar Móvel.
Os ventos assumem a direção S e SW no Quadrilátero Ferrífero (
Figura 2). A disposição geral das serras irá favorecer a penetração do ar polar
e servir como obstáculo às correntes de leste (SANT’ANNA NETO, 2005).
As Linhas de Instabilidade Tropical e das zonas de convergência de umidade
orientadas de NW / SE sobre a América do Sul formam as correntes perturbadas de
W que irão impulsionar ventos de W e NW no Quadrilátero Ferrífero (
Figura 2).
A conformação do relevo que direciona duas linhas de serras no sentido Norte
/ Sul irá influenciar a distribuição espacial das chuvas, gerando “ilhas” úmidas nas
vertentes leste e sudeste e, “ilhas” secas (ou sombras de chuva) nas vertentes oeste
e norte (SANT’ANNA NETO, 2005), além de reduzir as temperaturas. Para Nimer
(1972) a topografia favorece as precipitações em barlavento, uma vez que ela atua
no sentido de aumentar a turbulência do ar pela ascendência orográfica,
notadamente durante a passagem de correntes perturbadas.
No
Circulação Predominante (E / NE)
Circulação Pertubada de S
Circulação Pertubada de W
Gráfico 1 é possível notar a variabilidade espacial e temporal das chuvas no
Quadrilátero Ferrífero (ver transecto Oeste / Leste na Figura 1). Foi utilizado o
recorte temporal 1983 a 2017. Pela (in)consistência temporal de dados de estações
disponíveis, optou-se pelo maior recorte temporal comum, conforme preconiza
Monteiro (2000 apud ZAVATTINI; BOIN, 2013).
Gráfico 1 – Variabilidade Espacial e Temporal das Chuvas no QF (oeste-leste). Fonte: Totais mensal de precipitação - 1983 – 2017, ANA (2018).
A região da Serra do Caraça apresenta os maiores índices pluviométricos
regionais. Valores próximos a 1.000 mm foram registrados em dezembro de 1984
(939,7 mm), jan. de 1985 (837,3 mm), dez. de 1989 (1.035,5 mm), jan. de 1992 (980
mm) e dez. de 2011 (871,9 mm).
Em relação à pluviosidade anual, na Serra do Caraça, os maiores registros
pluviométrico foram superiores a 2.500 mm (1985 com 2.711 mm, 1991 com 2.847,8
mm, 1992 com 3.274,4 mm e 2011 com 2.533,9 mm). Os menores registros de
chuvas anuais não foram inferiores a 1.000 mm (2010 com 1.281,6 mm, 2012 com
1.277,8 mm, 2014 com 1.222 mm e 2017 com 1.109,1 mm) conforme ilustra o
Gráfico 2.
Gráfico 2 – Frequência das chuvas anuais (mm) – Estação Pluviométrica Colégio Caraça. Fonte: Totais mensais de precipitação Estação 2043059 – Colégio Caraça 1983 – 2017, ANA (2018).
Aplicando-se a equação de Sturges, verificou-se que as maiores frequências
se concentraram nos intervalos de classe de 1.829 mm – 2.189 mm (classe modal),
que detêm 31% dos totais anuais de chuva. Cerca de 26% dos totais anuais de
chuvas ocorreram no intervalo de 1.469 mm – 1.829 mm e 20% das chuvas
ocorreram no intervalo de 1.109 mm – 1.469 mm. A classe modal (1.829 mm – 2.189
mm) obtida pelo método de Sturges sugere o intervalo habitual das chuvas na região
da Serra do Caraça.
A ausência de precipitações em bases mensais foi verificada nos meses de
junho, julho, agosto e setembro. Mesmo assim, a frequência relativa em agosto foi
de 20%, julho foi de 14% e junho e setembro tiveram 9%. Em outras palavras,
apenas cerca de 20% dos meses de agosto transcorreu sem chuvas.
Essa série temporal apresenta Amplitude Total de Variação (ATV) de 2.165,3
com frequência de variação igual a 1 (Gráfico 2).
Dados os baixos totais mensais médios precipitados, os meses de junho,
julho e agosto apresentaram as maiores variabilidades de precipitações e os
menores desvios padrões. Contudo, os valores obtidos pelo cálculo do desvio
padrão na análise anual demonstra sazonalidade expressiva ou maior dispersão
entre os meses de maiores intensidades pluviométricas (nov/dez/jan) e os de
menores intensidades (jun/jul/ago).
Pelo método da amplitude interquartílica (ZAVATTINI; BOIN, 2013) os anos
padrões habituais estariam dentro dos valores pluviométricos de 1.654 mm e 2.103
mm, valores inferiores ou superiores a esse intervalo são caracterizados,
respectivamente, como os anos de pluviosidades excepcionais, secos ou chuvosos.
0
1
2
1.000 1.500 2.000 2.500 3.000 3.500
Fre
qu
ên
cia
Volume de Chuvas (mm)
Foi constatado que a pluviosidade acima dos padrões normais se concentrou
na primeira década da série até o ano de 1992. Seu valor máximo anual foi de 3.284
mm. Os valores abaixo da linha de corte concentraram-se na década de 2010. Seu
patamar mínimo ocorreu em 2017 (1.109 mm) (
Gráfico 3).
Gráfico 3– Anos padrões e excepcionais das precipitações pelo método da amplitude interquartílica – Estação Colégio Caraça. Fonte: Totais de precipitação 1983 – 2017, ANA (2018).
A estação seca regional dura de maio a agosto. Os totais pluviométricos são
inferiores a 50 mm (
Gráfico 4). As chuvas estão concentradas em dezembro e janeiro (
Gráfico 5). Na Serra do Caraça o período seco é menor que nas demais
áreas, provavelmente devido às condições topográficas e geográficas.
Na análise do gráfico nota-se que as bordas Oeste / Leste apresentam um
declínio da pluviosidade, bem como, percebe-se que, dentre o período chuvoso há,
no mês de fevereiro, um recuo do volume de água precipitada.
Na análise do transecto Norte / Sul (
Gráfico 5) percebe-se similaridade ao corte Oeste / Leste. A região no interior
do Quadrilátero Ferrífero mais próximo as bordas Norte / Leste apresentam um
período seco reduzido, em relação às demais regiões, assim como, nota-se os
maiores registros pluviométricos.
Gráfico 4 – Distribuição das chuvas em algumas estações pluviométricas no Quadrilátero Ferrífero. Fonte: Totais mensal de precipitação, ANA (2018).
Gráfico 5 – Variabilidade das chuvas W-E e N-S. Fonte: Totais mensal de precipitação, ANA (2018).
Porém, referente ao volume precipitado, nota-se uma redução em relação ao
transecto Oeste / Leste. Os maiores volumes pluviométricos, no transecto Norte /
Sul, ocorrem na região a norte do QF, e em seu interior imediato (Estação 1943006
Sabará (741 mm em jan. 2003, Estação 2043004 Rio do Peixe em Nova Lima (749,2
mm em dez. 2008). Este fato pode estar relacionado ao montante pluviométrico que
ocorre na Serra do Caraça.
Ano
Mê
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Total Mês
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201 8201 3200820031 9981 9931 9881 983
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1 990
1 988
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400,0 450,0
Total
Distribuição mensal das chuvas - Estação Morro Velho
Nova Lima, MG
Distribuição mensal das chuvas - Estação Colégio Caraça
Catas Altas, MG
Distribuição mensal das chuvas - Estação Itabirito
Itabirito, MG
Distribuição mensal das chuvas - Estação Congonhas
Congonhas, MG
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1 00,0 1 50,0
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250,0 300,0
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400,0
Precipitação
Variabilidade Espacial das Chuvas (W-E)Valores médios de 1 983 a 201 7
deznovoutsetagojuljunmaiabrmarfevjan
Sabará
Rio do Peixe (Nova Lima)
Itabirito
Congonhas
Conselheiro Lafaiete
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50 1 00
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200 250
250 300
300 350
350
Precipitação
Variabilidade Espacial das Chuvas (N-S)Valores médios de 1 984 a 201 8
Gráfico 6 – Variabilidade Espacial e Temporal das Chuvas no QF (norte-sul). Fonte: Totais mensal de precipitação - 1984 – 2017, ANA (2018).
4 – Considerações Finais
O Quadrilátero Ferrífero é a região do estado com maior densidade
populacional (CEAQFe, 2009) e riqueza ambiental, com elevado endemismo de
espécies (REGO; FRANCESCHINELLI; ZAPPI, 2012). Esta riqueza relaciona-se à
diversidade de ambientes proporcionado pelas formações serranas.
Os resultados demonstram que tanto a circulação geral (E e NE) quanto as
correntes que trazem distúrbios nos ventos (W e NW e S e SE) são responsáveis
por dinamizar as condições do tempo na região. Ademais, a orografia,
principalmente da Serra do Caraça (borda leste do QF), condiciona volumes
pluviométrico superiores a 2.500 mm, o que se assemelha as condições
pluviométricas das regiões equatoriais. A pesquisa ainda possibilitou elucidar a
sazonalidade e o regime pluvial do Quadrilátero Ferrífero, e contribui para o
entendimento do clima desta região.
Os estudos na área da Climatologia Geográfica no Brasil ainda são escassos
(MOREIRA; PEREIRA, 2004; BORSATO; SOUZA FILHO, 2008), e essa pesquisa
visou corroborar, tendo como plano de fundo as interações das condições do tempo
associados à orografia das serras no Quadrilátero Ferrífero.
Agradecimentos
Agradecimento à fundação Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de
Nível Superior - CAPES por financiar parte desta pesquisa.
Referências Bibliográficas
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INMET, INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA. Normais Climatológicas do Brasil 1981-2010. Brasília: INMET, 2018. Disponível em: <http://www.inmet.gov.br/portal/index.php?r=clima/normaisClimatologicas>. Acesso em: nov. 2018.
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