Análise regional da precipitação máxima provável no Estado do Paraná

Abstract

Resumo: O objetivo da presente dissertação é a obtenção de um modelo regional que permita estimar a precipitação máxima provável (PMP) para durações de 1 a 4 dias em qualquer ponto do Estado do Paraná, localizado na região Sul do Brasil. Foram selecionadas 45 estações meteorológicas distribuídas por todo o Estado, e estimada a PMP pelo método hidrometeorológico com ponto de orvalho máximo histórico. O modelo selecionado para a regressão da PMP de 1 a 4 dias de duração foi o log-linear com os parâmetros estimados pelo método dos mínimos quadrados ponderados (WLS). O Estado do Paraná foi dividido em quatro regiões, consideradas como variáveis explicativas no modelo de regressão, resultando em equações com termos independentes distintos para cada uma das regiões. Além da região, foram selecionadas como variáveis explicativas do modelo de regressão a média e o desvio padrão das precipitações máximas anuais de 1 dia de duração e a média das máximas temperaturas diárias anuais. O modelo de regressão log-linear ajustado à PMP de 1 a 4 dias de duração apresentou coeficiente de determinação R-quadrado na faixa de 0,71 a 0,54 e erro padrão de estimativa entre 9,7% a 15,3%. Em 95% das estações analisadas, os afastamentos da PMP estimada por regressão em relação à PMP calculada pelo método hidrometeorológico situaram-se entre ±19% e ±24%, dependendo da duração, amplitude esta que pode ser considerada bastante satisfatória na análise de eventos extremos. As variáveis explicativas foram, por sua vez, regionalizadas pelo método de interpolação multiquadrática. Para melhorar a estimativa das variáveis média c desvio padrão das precipitações máximas anuais de 1 dia de duração, foram utilizados os dados de mais 87 postos pluviométricos distribuídos por todo o Estado do Paraná. Como produto final da regionalização das variáveis explicativas, foram traçados mapas de isolinhas destas grandezas. Um exemplo de aplicação do método também é apresentado.

Abstract: The purpose of this dissertation is die development of a regional model for the estimation of die Probable Maximum Precipitation (PMP) for 1 to 4 days duration in the state of Paraná, South Brazil. For this purpose, the PMP was estimated by the hydrometeorological method using die maximum historical dew point at 45 weather stations distributed throughout the study area. A log-linear regression model with parameters estimated by weighted least squares (WLS) was used to regionalize the PMP regression for 1 to 4 days duration. The state of Paraná was divided into four regions, considered as explanatory variables in the regression model. Hence, the model equations have distinct intercepts terms for each region. Other explanatory variables are the mean and standard deviation of the annual maximum daily precipitation and the mean of the annual daily maximum temperatures. The log-linear model fitted to the 1 to 4 days PMP showed determination coefficients R-square of 0.71 to 0.54 and standard errors from 9.7% to 15.3%. In 95% of the stations analyzed, the difference between the PMP estimated by regression and the PMP calculated by die hydrometeorological method was between ±19% and ±24%, depending on duration. The variables of die regression model were regionalized by multiquadric interpolation. In order to improve the estimation of the mean and standard deviation of the annual maximum daily precipitation, data from 87 additional rain gauge stations distributed throughout the state of Paraná were used. As a result of this regionalization, contour maps of those variables were also produced. An example of this application of the proposed method is also included.