Análise de tendências no regime de chuvas em Curitiba usando cenários de modelos climáticos regionais

Abstract

Resumo: Busca-se neste projeto analisar as tendências do regime de chuvas na região metropolitana de Curitiba no contexto de mudanças climáticas. Utilizando modelos climáticos regionais (RCM) e testes estatísticos para analisar a tendência das chuvas regionais, é possível analisar o comportamento futuro das precipitações de médio e de longo termo. Assumindo que o clima é um fator condicionante fundamental no desenvolvimento socio-econômico da população, foi escolhida a região de Curitiba por ser um grande polo econômico e social da região sul do Brasil. Além disso, dispõem-se no local, de observações de chuvas desde 1889 (com algumas interrupções), permitindo uma análise de longo prazo das tendências. Assim, podem-se desenvolver ferramentas que estabeleçam medidas preventivas contra o impacto das mudanças climáticas. Foi realizada a análise de consistência dos cenários de precipitação no período histórico, utilizando a série hidrológica da estação Curitiba e os cenários gerados por três RCM (ETA, PROMES e RCA1). Depois de identificado que o modelo ETA é o mais representativo para a região, realizou-se a análise anual e sazonal para identificação de tendências nas séries. A análise de tendência foi dividida em: (1) período histórico das chuvas observadas; (2) período histórico do cenário das chuvas gerado pelo modelo ETA; (3) período futuro do cenário de chuvas gerado pelo modelo ETA. Para isso, foram aplicados: análise exploratória dos dados (cálculo das estatísticas descritivas e elaboração de diagramas); testes estatísticos (rho de Spearman, Mann Whitney, t de Student, F de Snedecor, Mann Kendall e Mann Kendall Sazonal); regressões (linear e LOWESS), método RAPS e variação da média e mediana móvel. Os resultados apontaram uma ligeira tendência de acréscimo nas chuvas em Curitiba até 2013 e uma tendência de acréscimo nas chuvas pouco depois da metade do século XXI.

Abstract: This project aims at analysing rainfall trends at the metropolitan region of Curitiba, in the context of climate change. Using regional climate models (RCM) and statistical tests to analyse the regional rainfall trend, it is possible, to make some statements about the future behaviour of the middle and long term precipitations. Assuming that climate is a fundamental factor to population’s socio-economic development, the region of Curitiba was chosen for the analysis because it is a large economic and social centre at South Brazil. The availability of long term rainfall observations since 1889 (with some interruptions) was another reason for this choice. Hence, it will be possible to develop tools that allow measures against future climate changes impacts. The consistence analysis of precipitation background has been realized for the historical period, using the hydrological data of Curitiba station and the scenarios generated by three RCM (ETA, PROMES and RCA1). After identifying the ETA model as the most representative of the region, the annual and seasonal analysis have been realized to identify trends in the series. The trend analysis was split in: (1) historical period of observed data; (2) historical period of the rainfall generated by ETA model; (3) future period of the rainfall generated by ETA model. To do this, it was applied: Exploratory Data Analysis (calculation of descriptive statistics and making diagrams), statistical tests (Spearman’s rho, Mann Whitney, t-test, F – Snedecor, Mann Kendall and Seasonal Mann Kendall); regressions (linear and LOWESS), RAPS method and moving mean and median variation. The results indicated slight trend increase of rainfall in Curitiba up to 2013 and an increase a few years after the middle of the 21st century.