Quando se analisa uma série histórica de dados meteorológicos é comum haver falhas na série. E este pode ser um grande problema em um estudo climatológico. Neste post serão testados 4 métodos de preenchimento de falhas pluviométricas…
Vejamos um exemplo possível de um estudo de caso:
O foco do estudo é climatológico, análise da precipitação mensal no Estado de Santa Catarina, e a pesquisadora pretende analisar 30 anos de dados. Após selecionar 300 estações pluviométricas com dados de 1970 a 1999 no site da Agência Nacional de Águas (ANA), cobrindo todo o território do Estado, surgiu um problema.
70 das 300 estações possuem falhas na série, poderia se até eliminá-las, porém, eliminando algumas destas estações a região nordeste de SC ficaria sem estações para representar aquela região. E o problema é maior ainda porque aquela área não é homogênea, ou seja, existe a presença de uma barreira orográfica, e os índices pluviométricos naquela região são superiores a outras localidades próximas. Se fosse realizada uma análise da precipitação de SC sem estações para representar esta área, o estudo já apresentaria uma falha considerável.
Se as falhas na série forem inferiores a 10% da série histórica da estação, e se a série histórica for igual ou superior a 10 anos é possível preencher falhas, segundo alguns autores. Para isso você precisará de estações localizadas em áreas semelhantes e com uma dinâmica de chuvas similar.
Utilizar uma estação com uma série de apenas 5 anos, por exemplo, e querer preencher 25 anos de dados, para obter uma série de 30 anos não é recomendado. Pois preenchimento de falhas é uma análise estatística que se utiliza de alguns parâmetros, porém, o dado não existiu de fato, não foi essa quantidade que precipitou no local desejado. Ou seja, é um dado que não existiu na realidade.
E se o preenchimento é para dados diários o problema pode ser ainda maior, principalmente em regiões próximas a montanhas e no verão, quando a precipitação é bastante irregular.
E é este o caso de Joinville, um município localizado próximo a serra e o mar, com uma distribuição de precipitação bem desigual entre determinados ambientes. Neste caso não é recomendado utilizar uma estação pluviométrica localizada no planalto para preencher os dados de uma estação localizada na planície a barlavento da serra, pois o erro poderá ser muito grande.
Mello et al. (2017) utilizaram dados de quatro estações pluviométricas localizadas na planície e serra (estações na cor azul), e quatro estações pluviométricas localizadas no planalto (estações na cor verde), ambas na região de Joinville (SC), para realizar um preenchimento de falhas, conforme figura abaixo.
Clique sobre a imagem para visualizar melhor
Foram utilizados 4 métodos: ponderação regional, regressão linear simples e múltipla e ponderação regional com base em regressões lineares. Foi realizado o preenchimento de falhas do mês de junho de 1987 a junho de 2006 e do mês de agosto de 1976 a agosto de 1993.
Para verificar qual o melhor método de preenchimento de falhas pluviométricas foi realizado um total de 38 testes para cada um dos métodos utilizados, totalizando 228 testes.
O método estatístico que apresentou os melhores resultados foi a regressão linear múltipla, tendo o resultado mais próximo do real 17 vezes e um desvio relativo (razão entre o desvio absoluto e o valor verdadeiro) médio de 14,4%, seguido pela ponderação regional, em 8 vezes, com um desvio relativo médio de 20%, e a ponderação regional com base em regressões lineares em 7 vezes, com um desvio relativo médio de 21,3%.
Realizou-se o preenchimento de falhas em 2 grupos de análise (planície/serra e planalto) devido a maior irregularidade na distribuição pluviométrica nas regiões a barlavento da Serra do Mar. Os resultados mostraram que a relação entre os dados preenchidos e os dados verdadeiros foi maior nas estações do planalto, sendo a média destas diferenças de apenas 7,3 mm, enquanto no grupo planície/serra, a média das diferenças foi de 23,8 mm.
Para mais informações sobre estas análises acesse o artigo na íntegra clicando no link abaixo:
