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Previous issue date: 2014-05-15 / Conselho Nacional de Pesquisa e Desenvolvimento Científico e Tecnológico - CNPq / The spatial and temporal variability is a precipitation feature and constitutes a factor of
complexity for developing rainfall studies. Moreover, the low density of rain gauge stations
and errors in data collection in the field increase the difficulties in implementing studies in
this research area. However, such researches are essential considering that it is from them that
we can carry out flood and drought forecasts, understand the hydrological regime of rivers,
soil moisture, temperature changes, among others. Thus, the spatial rainfall estimates obtained
through satellites data are important because, although present uncertainties, when compared
with punctual data measured in the field can provide good indicators of the spatial distribution
of rainfall for a given area. In this research, we evaluate the potential of rainfall estimates
from TRMM (Tropical Rainfall Measuring Mission) sensor to represent the spatio-temporal
variability of precipitation in the State of Paraíba, in the Northeast of Brazil. In this study we
considered daily time series of 14 years length of rainfall data collected by AESA (Agência
Executiva de Gestão das Águas do Estado da Paraíba) in 269 rainfall gauges and rainfall data
estimated from TRMM satellite for a spatial mesh of 198 grid points covering the Paraíba
State and which have been interpolated to the rain gauge locations using the inverse squared
distance method. Comparisons were made considering the accumulated rainfall in different
periods of time: daily, three days, seven days and monthly. With respect to spatial factors, the
comparisons were developed based on punctual values in rain gauges stations, areal averages
over sub-basins and mesoregions, and topographic profile. The statistical analyzes of
comparison between the observed and estimated rainfall were developed based on the average
rainfall, the linear correlations, the mean absolute error and root mean square error
considering each accumulated period. Regarding the daily precipitation, the majority of the
rain gauges (91%) showed correlation coefficients ranging from 0.5 to 0.7. This correlation
increases for considering 3 days-rainfall, with values ranging from 0.5 to 0.7 in 56% of rain
gauges, and of 0.7-0.8 for 42% of rain gauges. For the 7 days-rainfall, 58% of the rain gauges
presented correlations ranging from 0.7 to 0.8, while for the monthly rainfall 95% of the rain
gauges obtained correlations higher than 0.8. Therefore, the results indicate that the TRMM
satellite provides better estimates when data are accumulated in larger time intervals. The
monthly analysis showed that March and April are the months with higher correlation
between observed and estimated precipitation, and that in the first months of the year the
estimated and observed values have better approximations for all types of analyzes. It was
also verified a good estimation potential in the analysis of seasonal variability of precipitation.
Moreover, it was observed that the satellite presents the largest errors in the areas with the
largest amount of rainfall. In the sub-basins and in the mesoregions of the state the rainfall
regime was estimated quite closely. We concluded that the TRMM satellite presents very
good skill in reproducing the observed rainfall measured in the gauge stations over the
Paraíba state, becoming an important data source for helping the water resources planning and
decision making / A variabilidade temporal e espacial, que é um elemento característico da precipitação pluvial
se configura como um fator de complexidade para as pesquisas sobre chuvas. Além disso, a
baixa densidade de postos pluviométricos e os equívocos nos processos de coleta em campo
aumentam as dificuldades na execução de estudos nessa área de pesquisa. No entanto, tais
pesquisas são essenciais tendo em vista que é a partir delas que se pode fazer previsão de
enchentes e estiagens, compreender o regime hidrológico dos rios, a umidade do solo, as
mudanças de temperatura, dentre outras. Assim, as estimativas espaciais de precipitação
realizadas por satélites são técnicas importantes, pois, embora contenham incertezas, quando
comparadas com valores pontuais medidos em solo podem fornecer bons indicativos da
distribuição espacial das chuvas para uma determinada área. Nesta pesquisa, avalia-se o
potencial das estimativas de chuva do satélite TRMM, versão 7 e 3B42 (Tropical Rainfall
Measuring Mission) para representar a variabilidade espaço-temporal da precipitação no
Estado da Paraíba, no Nordeste do Brasil. No estudo considerou-se séries temporais de dados
diários para um período de 14 anos (1998-2011) fornecidas pela AESA (Agência Executiva
de Gestão das Águas do Estado da Paraíba) referentes a 269 postos pluviométricos e dados
estimados pelo satélite TRMM numa malha espacial de 198 pontos que cobrem o Estado da
Paraíba e que foram interpolados para os locais de observação de campo pelo método do
inverso do quadrado da distância. As comparações foram realizadas considerando a chuva
acumulada em diferentes períodos: diário, três dias, sete dias e mensal. Com relação aos
fatores espaciais, os comparativos foram desenvolvidos com base em valores pontuais nos
locais de observação, médias espaciais considerando sub-bacias, mesorregiões, e perfil
topográfico. As análises estatísticas de comparação entre a chuva observada e a estimada
foram desenvolvidas a partir das médias de chuva, das correlações lineares, do erro médio
absoluto e da raiz do erro médio quadrático considerando cada período acumulado. Nas
análises da chuva diária a maioria dos postos (91%) apresentou índices de correlação variando
de 0,5 a 0,7. Esta correlação aumenta para os acumulados de 3 dias, com valores que variam
de 0,5 a 0,7 em 56% dos postos pluviométricos e de 0,7 a 0,8 em 42% dos postos. Nos
acumulados de 7 dias, 58% dos pluviômetros apresentaram correlações que variam de 0,7 a
0,8 e nos acumulados mensais 95% dos postos apresentam correlações superiores a 0,8.
Portanto, os resultados indicam que o satélite TRMM apresenta melhores estimativas quando
os dados estão acumulados em intervalos maiores de tempo. Na análise mensal verificou-se
que março e abril são os meses mais significativos de estimação e que nos primeiros meses do
ano os valores estimados e observados apresentam melhores aproximações para todos os tipos
de análises. Identificou-se também bom potencial de estimação na análise da variabilidade
sazonal de precipitação. Além disso, observou-se que o satélite apresenta os maiores erros
para as áreas onde ocorrem os maiores volumes de chuva. Nas sub-bacias e nas mesorregiões
do Estado, o regime de chuvas foi estimado com bastante fidelidade em todas as formas
analisadas. Conclui-se que o satélite TRMM apresenta bom desempenho para reproduzir as
chuvas observadas em pluviômetros no Estado da Paraíba, configurando-se como uma
importante fonte de dados para o auxílio no planejamento e na tomada de decisões relativas
aos recursos hídricos
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:tede.biblioteca.ufpb.br:tede/5530 |
| Date | 15 May 2014 |
| Creators | Soares, Alexleide Santana Diniz |
| Contributors | Paz, Adriano Rolim da |
| Publisher | Universidade Federal da Paraíba, Programa de Pós-Graduação em Engenharia Urbana e Ambiental, UFPB, BR, Engenharia Cívil e Ambiental |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/masterThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFPB, instname:Universidade Federal da Paraíba, instacron:UFPB |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | -8546755868633584958, 600, 600, 600, 600, -6802672734029945274, -6274833215046395772, 1802873727776104890 |
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