Recife-pe e suas susceptibilidades a desertificação

Recife-pe e suas susceptibilidades a desertificação

APLICAÇÃO DO ÍNDICE DE ARIDEZ A REGIÃO METROPOLITANA DO GRANDE RECIFE-PE, BRASIL

Emmanuelle Maria Gonçalves Lorena1, Romildo Morant de Holanda2,

Raimundo Mainar de Medeiros3, Vicente de Paulo Silva4

1Mestranda em Engenharia Ambiental, UFRPE, PE, Brasil, e-mail: emmanuelle@lorenas.com.br

2Prof. Dr. Universidade Federal Rural de Pernambuco, UFRPE, PE, Brasil, e-mail: romildomorant@gmail.com

3Dr. em meteorologia e Bolsista PNPD - CAPES da Universidade Federal Rural de Pernambuco, UFRPE, PE, Brasil,

e-mail: mainarmedeiros@gmail.com

4Prof. Dr. Universidade Federal Rural de Pernambuco, UFRPE, PE, Brasil, e-mail: vicenteufrpe@yahoo.com.br

RESUMO

Estudaram as flutuações no índice de aridez interanual e suas susceptibilidades à desertificação para o município de Recife. Utilizaram-se dos cálculos do balanço hídrico, índice de aridez, classificação climática e nível de susceptibilidade, gerando-se o gráfico do índice e variabilidade de clima da área estudada. Áreas identificadas com vulnerabilidade à desertificação, em razão do índice de aridez menor, podem não estar localizadas na área degradada, e áreas que apresentam maior índice de aridez e não são advertidas como processos de vulnerabilidade podem encontrar-se degradadas a ponto de serem consideradas áreas desertificadas. Esta variabilidade poderá ocorrer devido ao uso inadequado do solo e do ambiente. O estudado visou determinar com maior segurança os dados dos níveis de suscetibilidade e classificações climáticas com maior precisão para determinar a existência ou não de áreas com desertificação. Nesse sentido, quanto maior a precipitação, maior será o índice de aridez, e diante a desertificação, menor será a susceptibilidade.

Palavras-Chaves: Chuva; temperatura; Balanço hídrico; classificação climática.

ABSTRACT

They studied fluctuations in the interannual dryness index and their susceptibility to desertification for the municipality of Recife. The calculations of the water balance, aridity index, climatic classification and susceptibility level were used, generating the index graph and climate variability of the studied area. Areas identified with vulnerability to desertification, due to the lower aridity index, may not be located in the degraded area, and areas that have a higher aridity index and are not warned as vulnerability processes may be degraded to the point of being considered areas Desertificadas. This variability may occur due to improper use of the soil and the environment. The study aimed to determine more accurately the data of the levels of susceptibility and climatic classifications with greater precision to determine the existence or not of areas with desertification. In this sense, the higher the precipitation, the higher the dryness index, and the desertification, the less susceptibility.

Keywords: Rain; temperature; Hydric balance; Climate classification.

INTRODUÇÃO

Na Convenção das Nações Unidas de Combate à Desertificação foi aprovada a utilização do índice de aridez (IA) que é a razão entre precipitação anual e evapotranspiração anual, sendo que as terras áridas a subúmidas secas possuem um IA entre 0,03 e 0,65 com exceção para as regiões polares e subpolares conforme Nicholson et al, (1998).

Redução no valor do índice de aridez significa elevação da tendência na desertificação. Este termo foi definido pela Organização das Nações Unidas (ONU), desde a década de 1980, como sendo "a degradação da terra nas regiões áridas, semiáridas e subúmidas e secas, resultante de vários fatores, entre eles as variações climáticas e as atividades humanas". Essa situação conduz a redução e destruição do potencial biótico das terras em conformidade com Beserra (2011).

O fator climático nas regiões suscetíveis a desertificação (regiões áridas, semiáridas e secas), levando em conta suas variações espaciais e temporais, é determinante na degradação dos recursos naturais (água, vegetação, solos, etc.), impondo assim limitações ao manejo e a produtividade de acordo com a afirmação de Matos et al. (2015).

Das decorrências que poderão ocorrer nos atributos do clima atual, as graves seriam a elevação nos índices de aridez e das áreas de desertificação devido o aumento da deficiência hídrica, além de eventos extremos que estariam associados prioritariamente, nas regiões que já são áridas ou semiáridas, a exemplo do semiárido brasileiro (MMA, 2007).

É possível que as mudanças no clima alterem a temperatura e a precipitação, e que aumentem a variabilidade dos eventos de precipitação, os quais poderão causar inundações e secas mais intensas e frequentes em conformidade com Dufek et al (2008). Estudos têm indicado que a frequência e a persistência das secas deverão ser uma das consequências do aquecimento global conforme afirma os autores Qian et al (2005). Visto que no nordeste brasileiro (NEB) as atividades agrícolas, na maioria das vezes são baseadas na precipitação. Se concretizadas essas previsões, principalmente os setores sociais e econômicos, o NEB sofrerá com essas resultantes.

Medeiros et al (2014) mostraram que os índices de erosividade das chuvas vêm sendo amplamente utilizado no Brasil, visto que, cada região a erosão varia de diferentes maneiras praticadas em espaços intra e/ou perímetros urbanos. A estimativa do índice da erosividade das chuvas define qual a melhor época para o planejamento das práticas de manejo e conservação do solo na área da bacia hidrográfica do rio Uruçuí Preto. Através da equação de Wischmeier et al (1971) e Smith (1958, 1978), o fator erosividade ocorreram nos meses de novembro a abril com o período chuvoso e a capacidade de campo em valores máximos e nos meses de maio a outubro ocorreu os menores índices de erosividade que corresponde ao período seco.

Os índices de umidade, aridez e hídrico, servem de base para a classificação climática de Thornthwaite de acordo com Pereira et al. (2002), ou seja, com índices hídricos superiores a 100 mm, o clima será classificado como superúmido; superior a 20mm e inferior a 100m é classificado como clima úmido; entre 0mm e 20mm tem-se o clima subúmido; oscilando entre 0mm a -20mm tem-se o clima subúmido seco; entre -20mm e -40mm classifica-se como clima semiárido e inferior a -40mm como clima árido. Entre outras aplicações, estes índices são utilizados, também, em zoneamentos agroclimatológicos de acordo com os autores Teixeira et al (1994) e como indicadores do nível de água no solo.

Medeiros et al (2015) avaliaram o balanço hídrico e a erosividade das chuvas em função do cenário de mudanças climáticas para o município de Cabaceiras–PB. Utilizaram da metodologia proposta pelo IPCC AR4. Para determinar o índice de Erosividade das Chuvas utilizaram-se da Equação Universal de Perdas de Solo. Os resultados demonstraram que o cenário otimista e cenário pessimista indicaram situações críticas das condições do solo que ocasionarão grandes perdas para os recursos hídricos e cultivos de sequeiro; os índices pluviométricos para o cenário pessimista não são suficientes para vários tipos de culturas. Cabaceiras enquadram-se como sendo um município de alta erosividade.

Medeiros (2014) demonstrou que a variação espacial das variáveis meteorológicas: deficiência hídrica, excedente hídrico e dos índices de Aridez, Umidade e Hídrico em função da capacidade de água disponível (CADs) nos níveis de 75, 100, 125 e 150 mm realizados pelo método do BHC proposto por Thornthwaite e Mather (1948, 1953) não são iguais no Estado do Piauí. Através dessa análise verificou-se que ocorreram pequenas oscilações nestas variáveis em função das CADs estudadas, comprovadas pela variabilidade espaço temporal dos índices pluviométrico juntamente com a alta oscilação da evapotranspiração potencial.

Têm-se como objetivo a análise nos dados médios das séries pluviométricas e dos índices de aridez através do método do balanço hídrico segundo o método de Thornthwaite para a capacidade de campo de 100 mm no município de Recife, subsidiando o conhecimento das variações do índice de aridez e sua susceptibilidade a desertificação.

MATERIAL E METODOS

Recife está entre as três maiores aglomerações urbanas do Nordeste. Ocupa uma posição central, com distância em torno de 800 km das outras metrópoles, Salvador e Fortaleza, disputando com estas o espaço estratégico de influência na Região. Com área territorial de 330 km2, limita-se ao norte com as cidades de Olinda e Paulista, ao sul com o município de Jaboatão dos Guararapes, a oeste com São Lourenço da Mata e Camaragibe, a leste com o Oceano Atlântico. Localiza na latitude 08º01’S; longitude 34º51’W, com altitude de 72m (Figura 1).

Figura 1. Localização do município de Recife. Fonte: Adaptada por Kozmhinsky (2017).

Os sistemas atmosféricos que contribuem na precipitação do município de Recife são os sistemas frontais, os distúrbios ondulatórios de leste e as brisas marítimas e terrestres. As ondas de leste são comuns no outono/inverno, auxiliadas pelos ventos alísios de Nordeste. A Zona da Convergência Intertropical (ZCIT) é um dos principais sistemas provocadores de chuva, a ZCIT atinge o Recife, principalmente no outono, e causa chuvas com trovoadas e mudança na direção dos ventos de SE para NE, ou mesmo, calmarias. As formações dos sistemas de Vórtices Ciclones de Altos Níveis (VCAS), nos meses de fevereiro a abril, aumentam a cobertura de nuvem e provocam chuvas de moderada à forte intensidade em curto intervalo de tempo, causando prejuízo às comunidades como alagamento, enchentes, inundações, cheias e ao setor socioeconômico.

Utilizou-se da série mensais de precipitação compreendido no período de 1962-2015, nesta série realizaram-se preenchimentos de falhas, homogeneização, consistência com base no critério de analisar apenas aquelas séries contínuas após seus preenchimentos. Os dados mensais de precipitação utilizados foram coletados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET, 1962-2015).

O modelo utilizado para determinar o balanço hídrico foi o proposto por Thornthwaite (1948; 1955) e efetivado a sua estrutura de cálculo por planilhas eletrônicas em conformidade com Medeiros (2016). O cálculo do BH foi realizado apenas com dados de precipitação média e temperatura média mensal do ar com capacidade de água disponível (CAD) de 100 mm.

CÁLCULO DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL (ETP)

A estimativa da evapotranspiração potencial (ETP) utilizada na metodologia requer apenas dados de temperatura média mensal do ar e da insolação máxima expresso em mm/mês. Define-se a ETP da seguinte forma, de acordo com Thornthwaite e Mather (1948; 1953).

Onde: Ej representa a evapotranspiração potencial (mm/dia) não ajustada e resumida da seguinte forma:

Em que: Tj representa a temperatura média mensal do ar do mês (°C); I é o índice anual de calor definido através de:

Sendo, o índice térmico de calor no mês dado por:

Por fim, o expoente “a” é uma função cúbica desse índice anual de calor, expresso da seguinte forma:

O fator de correção é definido em função do número de dias do mês Dj (em janeiro, Dj= 31; em fevereiro Dj=28; etc.) e da insolação máxima no dia 15 do mês J (Nj), considerado representativo da média desse mês, definido por:

Para o cálculo da insolação máxima do dia 15, utilizou-se a seguinte expressão:

Onde: Ø Latitude do local; δ Declinação do Sol em graus, para o dia considerado; definido por:

Em que, “d” é o número de ordem, no ano do dia considerado (dia Juliano).

A estimativa da evapotranspiração potencial só é válida para valor de temperatura média do ar do mês inferior a 26,5°C. Quando a temperatura média desse mês for igual ou superior a 26,5°C, Thornthwaite e Mather (1948, 1953) assumiu que Ej independe do índice anual de calor e utiliza-se para sua estimativa uma tabela apropriada.

ÍNDICE DE ARIDEZ

O índice de aridez (IA) foi calculado usando a fórmula sugerida pelo Programa das Nações Unidas para o Meio Ambiente (UNEP – United Nation Environment Program, UNEP, 1992), que tem sido utilizado para classificação de terras susceptíveis aos processos de desertificação, cuja equação é dada por:

Onde: Pr é a precipitação e ETP é evapotranspiração potencial (mm ano-1).

O IA foi calculado para o município em estudo com os dados de precipitação mensal e anual e os dados de temperatura média do ar, sendo calculada a ETP média mensal, pelo método do balanço hídrico climático em conformidade com Thornthwaite (1948,1953). Usou-se a planilha eletrônica desenvolvida por Medeiros (2016) para cálculo do balanço hídrico. A classificação climática de uma determinada localidade tem que estar de acordo com os valores do IA demonstrada na Tabela 1.

Tabela 1. Classificação climática conforme valores do índice de aridez (IA)

Tipos de Clima

Índice de aridez (IA)

Hiperárido (H)

IA ≤ 0,03

Árido (A)

0,03 < IA ≤ 0,2

Semiárido (SA)

0,2 < IA ≤ 0,5

Subúmido seco (SUS)

0,5 < IA ≤ 0,65

Subúmido (SU)

0,65 < IA ≤ 1,0

Úmido (U)

IA > 1,0

O grau da desertificação está associado à suscetibilidade de acordo com o índice IA, acrescentado do rigor do período de estiagens, pressão demográfica e tipo de uso dos recursos naturais, e ainda o nível de desenvolvimento do país e qualidade de medidas preventivas (FAO, 2000). Conhecendo-se as séries históricas de precipitação e de temperatura média e do IA, pode-se caracterizar a disponibilidade da água e o planejamento para o uso. É possível também destacar os períodos anuais que serão críticos, com perdas ou excedentes hídricos em conformidade com Souza et al. (2014).

Tabela 2. Classificação quanto ao nível de susceptibilidade à desertificação com o auxílio do uso do Índice de Aridez, adaptada da metodologia de Matallo Júnior (2001).

Nível de susceptibilidade à desertificação

Índice de Aridez

Superior à moderada (SM)

IA>0,65

Moderada (M)

0,51 < IA < 0,65

Alta (AL)

0,21< IA < 0,50

Muito alta (MA)

0,05< IA < 0,20

Inferior a muito alta (IMA)

IA<0,05

RESULTADOS E DISCUSSÃO

Na tabela 3 tem-se o período dos anos (1962-2015), os índices de aridez, as classificações climáticas e o nível de susceptibilidade para a área da bacia hidrográfica do Rio Ipojuca. Com o IA calculado pôde-se classificar o nível de susceptibilidade à desertificação, adaptado da classificação (Tabela 2) proposta por Matallo Júnior et al (2003).

Tabela 3. Representatividade Anual; Índices de aridez (IA); Classificação climática (CC); Nível de Susceptibilidade (NS) para o município Recife.

Ano

IA

NS

CC

Ano

IA

NS

CC

1962

0,33

AL

AS

1989

0,20

MA

A

1963

0,33

AL

AS

1990

0,28

MA

AS

1964

0,13

MA

AS

1991

0,21

MA

AS

1965

0,20

AL

AS

1992

0,11

MA

AS

1966

0,15

MA

A

1993

0,35

AL

SUS

1967

0,36

AL

SUS

1994

0,20

MA

A

1968

0,79

SM

SU

1995

0,33

AL

SUS

1969

0,31

AL

AS

1996

0,13

MA

A

1970

0,24

AL

AS

1997

0,29

AL

AS

1971

0,21

AL

AS

1998

0,41

AL

AS

1972

0,24

AL

AS

1999

0,27

AL

AS

1973

0,14

MA

A

2000

0,09

MA

A

1974

0,14

MA

A

2001

0,20

MA

AS

1975

0,20

AL

AS

2002

0,15

MA

A

1976

0,12

MA

AS

2003

0,21

MA

AS

1977

0,14

MA

AS

2004

0,20

MA

AS

1978

0,16

MA

AS

2005

0,29

MA

AS

1979

0,18

MA

AS

2006

0,28

MA

AS

1980

0,07

MA

A

2007

0,19

MA

AS

1981

0,08

MA

A

2008

0,33

AL

SUS

1982

0,17

MA

AS

2009

0,22

MA

A

1983

0,18

MA

AS

2010

0,23

MA

A

1984

0,20

MA

AS

2011

0,17

MA

A

1985

0,23

AL

SUS

2012

0,24

MA

AS

1986

0,17

MA

AS

2013

0,11

MA

AS

1987

0,18

MA

AS

2014

0,07

MA

A

1988

0,24

AL

SUS

2015

0,30

AL

AS

Legenda: MA = Muito alta; AL = Alta; M = Moderada; IMA = Inferior a muito alta; SM = Superior à moderada; H = Hiperárido; A = Árido; AS = Semiárido; SUS = Subúmido seco; SU = Subúmido; U = úmido.

Três níveis de Susceptibilidade foram registrados, sendo dos tipos: alta, muito alta e superior à moderada, na classificação climática ocorre os climas: semiárido, árido, Subúmido e subúmido seco.

Na figura 2 tem-se a distribuição da precipitação e da temperatura média do ar anual do período de 1962-2015 para a área estudada. Observa-se a flutuabilidade interanual com irregularidade e suas oscilações entre 24,9 a 26,7 °C. Destaca-se que nos anos de 1965, 1976 e 2014 as temperaturas anuais fluiram abaixo da normal com 24,9 °C; 25 °C e 25,3 °C respectivamente. Os anos de 1970 (25,3 °C), 1973 (26 °C) e o ano de 1998 com 26,7 °C os queis registrou-se temperaturas acima da normalidade.

Os maiores indices pluviométricos registrou-se nos anos de 1970 (2.868,8 mm);1973 (2.908,6 mm); 1978 (2.744 mm); 1984 (2.871 mm); 1986 (3.441,1 mm); 2000 (3.359 mm) e o ano de 2011 com 3.245,7 mm. Os menores índices anuais de precipitações registou-se nos anos de 1962 (1.204,1 mm);1968 (1.102,2 mm);1993 (1.326,3 mm); 1998 (1.249,7 mm); 1999 (1483,9 mm) e o ano de 2012 com 1.604 mm. Estas oscilações fora causadas pela interferencia da ZCIT, a variabilidade da oscilação da temperatura do mar e a flutuação da brisa.

Figura 2. Distribuição da precipitação média anual e temperatura média anual do período de 1962-2015 para Recife-PE.

Na figura 3 predomina as ocorrências dos climas: árido com atualizações moderadas, semiárido com predominância total e o Subúmido fraca.

Árido

Semiárido

Subúmido seco

Subúmido

Úmido

Figura 3.Variabilidade anual dos índices de aridez compreendido entre o período de 1962 - 2015 com representação das classes climáticas para Recife-PE.

CONCLUSÃO

O índice de aridez calculado no balanço hídrico mostra ampla oscilação espacial interanual, entretanto os índices de aridez estão acima dos valores estabelecidos para a desertificação.

Áreas identificadas com vulnerabilidade à desertificação, em razão do índice de aridez menor, podem não estar localizadas na área degradada, e áreas que apresentam maior índice de aridez e não são advertidas como processos de vulnerabilidade podem encontrar-se degradadas a ponto de serem consideradas áreas desertificadas. Esta variabilidade poderá ocorrer devido ao uso inadequado do solo e do ambiente.

O estudado visou determinar com maior segurança os dados dos níveis de suscetibilidade e classificações climáticas com maior precisão para determinar a existência ou não de áreas com desertificação. Nesse sentido, quanto maior a precipitação, maior será o índice de aridez, e diante a desertificação, menor será a susceptibilidade.

A distribuição espacial da precipitação pluviométrica ocorre de forma irregular e com alta variabilidade anual, assim como a distribuição da temperatura anual fazendo predominar o clima semiárido na maioria dos anos estudados.

AGRADECIMENTO

A Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) pela concessão de bolsa de Pós-doc e a Coordenação de Engenharia Ambiental pela pesquisa em desenvolvimento.

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