Análise da acurácia em dados de precipitação estimados pelos produtos de satélite CHIRPS e IMERG para o Estado do Paraná

Abstract

Resumo: A precipitação, caracterizada por sua intensa variabilidade espacial e temporal, desempenha um papel essencial no ciclo hidrológico e é um recurso indispensável para diversos setores da sociedade. O monitoramento desse fenômeno é realizado principalmente por estações pluviométricas, que, no entanto, podem apresentar erros nos registros devido a problemas operacionais, como defeitos ou manuseio inadequados dos equipamentos e falhas na transmissão de dados. Nesse contexto, os produtos de satélite, tais como o CHIRPS e o IMERG, surgem como alternativas viáveis para cobrir áreas sem estações ou com series de dados incompletos. Porém, as estimativas fornecidas por esses produtos podem variar espacial e temporalmente, exigindo avaliações comparativas com dados de estações pluviométricas de referência. Diante disso, o objetivo central desta pesquisa é analisar a acurácia dos dados de precipitação estimados pelos produtos CHIRPS e IMERG para o estado do Paraná, considerando as variações temporais e espaciais. A análise dessas estimativas foi realizada por meio de comparação com observações de estações com monitoramento pluviométrico (EMP), nas escalas mensais e anuais. A área de estudo é o estado do Paraná, que se destaca por sua diversidade geomorfológica e climática. Para o alcance do objetivo principal foram realizadas a obtenção, avaliação e processamento dos dados de precipitação, além da aplicação de diversas estatísticas especificas para analisar a acurácia das estimativas dos produtos de satélites analisados. Foram selecionados 30 EMP para cada escala temporal de análise, considerando os critérios de representatividade geográfica, consistência temporal e qualidade dos dados. Observou-se que ambos os produtos apresentam erros, como subestimação ou superestimação da precipitação, que podem ser influenciados pela distribuição de estações utilizadas para calibração das estimativas, pela metodologia de coleta e processamento dos dados, bem como pela influência de fatores como o relevo e os sistemas atmosféricos. Os resultados obtidos podem contribuir para a discussão sobre a acurácia das estimativas de precipitação fornecidas pelos produtos CHIRPS e IMERG, oferecendo subsídios para sua aplicação em análises regionais e no planejamento de recursos hídricos

Abstract: Precipitation, characterized by its intense spatial and temporal variability, plays an essential role in the hydrological cycle and is an indispensable resource for various sectors of society. The monitoring of this phenomenon is mainly carried out by rain gauge stations, which, however, may present errors in records due to operational issues, such as equipment malfunctions, improper handling, or data transmission failures. In this context, satellite-based products such as CHIRPS and IMERG emerge as viable alternatives to cover areas without stations or with incomplete data series. However, the estimates provided by these products may vary spatially and temporally, requiring comparative evaluations with reference rain gauge station data. Therefore, the main objective of this research is to analyze the accuracy of precipitation data estimated by the CHIRPS and IMERG products for the state of Paraná, considering temporal and spatial variations. The analysis of these estimates was conducted by comparing them with observations from rain gauge monitoring stations (EMP) at monthly and annual scales. The study area is the state of Paraná, which stands out for its geomorphological and climatic diversity. To achieve the main objective, precipitation data were obtained, evaluated, and processed, and various specific statistical methods were applied to assess the accuracy of the satellite-derived estimates. A total of 30 EMP were selected for each temporal scale of analysis, considering criteria such as geographic representativeness, temporal consistency, and data quality. It was observed that both products exhibit errors, such as underestimation or overestimation of precipitation, which may be influenced by the distribution of stations used for calibration, data collection and processing methodologies, as well as factors such as topography and atmospheric systems. The results obtained may contribute to the discussion on the accuracy of precipitation estimates provided by CHIRPS and IMERG, offering insights for their application in regional analyses and water resource planning