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Título: Modelagem estatística e atribuições dos eventos de precipitação extrema na Amazônia brasileira
Título(s) alternativo(s): Statistical modeling and attributions of extreme precipitation events in the brazilian Amazon
Autor(es): Santos, Eliane Barbosa
Palavras-chave: Eventos extremos;Regiões pluviometricamente homogêneas;Teoria dos valores extremos;Composição
Data do documento: 24-Fev-2015
Editor: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citação: SANTOS, Eliane Barbosa. Modelagem estatística e atribuições dos eventos de precipitação extrema na Amazônia brasileira. 2015. 104f. Tese (Doutorado em Ciências Climáticas) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2015.
Resumo: Intense precipitation events (IPE) have been causing great social and economic losses in the affected regions. In the Amazon, these events can have serious impacts, primarily for populations living on the margins of its countless rivers, because when water levels are elevated, floods and/or inundations are generally observed. Thus, the main objective of this research is to study IPE, through Extreme Value Theory (EVT), to estimate return periods of these events and identify regions of the Brazilian Amazon where IPE have the largest values. The study was performed using daily rainfall data of the hydrometeorological network managed by the National Water Agency (Agência Nacional de Água) and the Meteorological Data Bank for Education and Research (Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa) of the National Institute of Meteorology (Instituto Nacional de Meteorologia), covering the period 1983-2012. First, homogeneous rainfall regions were determined through cluster analysis, using the hierarchical agglomerative Ward method. Then synthetic series to represent the homogeneous regions were created. Next EVT, was applied in these series, through Generalized Extreme Value (GEV) and the Generalized Pareto Distribution (GPD). The goodness of fit of these distributions were evaluated by the application of the Kolmogorov-Smirnov test, which compares the cumulated empirical distributions with the theoretical ones. Finally, the composition technique was used to characterize the prevailing atmospheric patterns for the occurrence of IPE. The results suggest that the Brazilian Amazon has six pluvial homogeneous regions. It is expected more severe IPE to occur in the south and in the Amazon coast. More intense rainfall events are expected during the rainy or transitions seasons of each sub-region, with total daily precipitation of 146.1, 143.1 and 109.4 mm (GEV) and 201.6, 209.5 and 152.4 mm (GPD), at least once year, in the south, in the coast and in the northwest of the Brazilian Amazon, respectively. For the south Amazonia, the composition analysis revealed that IPE are associated with the configuration and formation of the South Atlantic Convergence Zone. Along the coast, intense precipitation events are associated with mesoscale systems, such Squall Lines. In Northwest Amazonia IPE are apparently associated with the Intertropical Convergence Zone and/or local convection.
metadata.dc.description.resumo: Os Eventos de Precipitação Intensa (EPI) vêm causando grandes prejuízos sociais e econômicos às regiões atingidas. Na Amazônia, esses eventos podem causar importantes impactos principalmente aos núcleos de ocupação populacional nas margens dos seus inúmeros rios, pois quando há elevação do nível dos rios, em geral, têm-se inundações e enchentes. Neste sentido, o objetivo principal desta pesquisa é estudar os EPI, com aplicação da Teoria dos Valores Extremos (TVE), para estimar o período de retorno desses eventos e identificar as regiões da Amazônia Brasileira onde os EPI apresentam seus maiores valores. Para tanto, foram utilizados os dados diários de precipitação da rede hidrometeorológica gerenciada pela Agência Nacional de Água e do Banco de Dados Meteorológicos para Ensino e Pesquisa do Instituto Nacional de Meteorologia, referente ao período de 1983 a 2012. Primeiramente, regiões homogêneas de precipitação foram determinadas, por meio da análise de agrupamento, utilizando o método hierárquico aglomerativo de Ward. Em seguida, séries sintéticas para representar as regiões homogêneas foram criadas e aplicadas na TVE, por intermédio da Distribuição Generalizada de Valores Extremos (Generalized Extreme Value - GEV) e da Distribuição Generalizada de Pareto (Generalized Pareto Distribution - GPD). A qualidade do ajuste dessas distribuições foi avaliada pela aplicação do teste de Kolmogorov-Smirnov, que compara as distribuições empíricas acumuladas com as teóricas. Por último, a técnica de composição foi utilizada para caracterizar os padrões atmosféricos dominantes na ocorrência dos EPI. Os resultados sugerem que a Amazônia Brasileira possui seis regiões pluviometricamente homogêneas. Espera-se que os EPI com maiores valores ocorram nas sub-regiões do sul e litoral da Amazônia. Os eventos mais intensos são esperados durante o período chuvoso ou de transição, com total diário de 146.1, 143.1 e 109.4 mm (GEV) e 201.6, 209.5 e 152.4 mm (GPD), ao menos uma vez ao ano, no sul, litoral e noroeste da Amazônia Brasileira, respectivamente. No sul da Amazônia, as análises de composição revelam que os EPI estão associados com a formação da Zona de Convergência do Atlântico Sul. No litoral, os EPI devem estar associados com sistemas de mesoescala, como as Linhas de Instabilidade. No noroeste, são aparentemente associados à Zona de Convergência Intertropical e/ou à convecção local.
URI: http://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/20112
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