Desagregação temporal de chuvas diárias para escalas subdiárias : avaliação do método dos fragmentos e do modelo Bartlett-Lewis modificado no sul do Brasil

Abstract

Resumo: A desagregação temporal da precipitação surge como uma ferramenta essencial à superação das limitações impostas pela escassez de dados pluviométricos de alta resolução temporal, realidade verificada em países como o Brasil, cuja rede de monitoramento, apesar de crescente, ainda apresenta falhas e heterogeneidades. Este trabalho avaliou a aplicabilidade de dois modelos amplamente utilizados na literatura: o Método dos Fragmentos (MOF) e o Modelo Bartlett–Lewis Modificado (MBL), com foco na região Sul do Brasil. Para tanto, foram selecionadas três estações automáticas do Instituto Nacional de Meteorologia, cujas séries abrangeram oito anos de dados consistidos, sendo sete utilizados como base histórica para a desagregação e um reservado para validação. O MOF foi testado em seis combinações de parâmetros de janela histórica (?? de 15 e 30 dias) e número de vizinhos (?? de 5, 10 e 15), enquanto o MBL foi avaliado em duas configurações de calibração (anual e mensal). A validação considerou estatísticas de verificação padrão, incluindo variância horária, proporção de horas secas, autocorrelação lag-1, além do horário de pico diário e das chuvas máximas horárias diárias. Os resultados indicaram que o MOF, apresentou desempenho superior na reprodução das estatísticas analisadas. O MBL, por sua vez, mostrou-se sensível ao critério de calibração, sendo que a calibração mensal reduziu erros sistemáticos em comparação à anual, mas ainda apresentou limitações na representação de extremos. Ressalta-se, contudo, que a curta extensão das séries históricas impõe restrições à robustez dos modelos. Ainda assim, os resultados evidenciam tendências claras quanto ao comportamento de cada modelo, apontando o MOF

Abstract: Rainfall disaggregation is an important approach to address the limited availability of high-resolution rainfall data, a situation often found in countries such as Brazil, where the monitoring network, although expanding, still presents gaps and inconsistencies. This study evaluated the application of two models commonly used in the literature: the Method of Fragments (MOF) and the Modified Bartlett-Lewis Model (MBL), focusing on Southern Brazil. Three automatic stations from the National Institute of Meteorology were selected, with eight years of consistent hourly records; seven years were used as the historical basis for disaggregation and one year was reserved for validation. The MOF was applied under six parameter settings, combining historical windows lengths ?? (15 and 30 days) and numbers of neighbors ?? (5, 10, and 15). The MBL was tested under two calibration approaches, annual and monthly. Validation included hourly variance, proportion of dry hours, lag-1 autocorrelation, as well as the time of daily rainfall peak and maximum hourly rainfall. Results showed that the MOF performed better in reproducing the analyzed statistics, especially in preserving intraday variability. The MBL proved dependent on the calibration method, with the monthly approach reducing systematic errors compared to the annual one but still showing limitations in representing extremes. However, it should be noted that the relatively short time series impose restrictions on the validity of the models. Even so, the results reveal consistent trends in model performance, with the MOF was identified as the most promising option for practical applications in Southern Brazil