RAINFALL EROSIVITY IN MUNICIPALITIES OF THE BRAZILIAN CERRADO BIOME
DOI:
10.31413/nativa.v10i3.13913Palavras-chave:
estações pluviométricas, fator R, preenchimento de falhas, precipitaçãoResumo
ABSTRACT: The objective of this work was to estimate the rainfall erosivity in 101 municipalities in the Brazilian Cerrado biome. First, a filling of missing data was carried out for 81 rain gauge stations, with a 20-year historical series, in the states of Mato Grosso (MT), Mato Grosso do Sul (MS), Minas Gerais (MG), and Goiás (GO). The corrected data were subjected to 16 regionally calibrated equations, which enabled the determination of the rainfall erosivity. The results indicated that municipalities in northeastern MS present the highest monthly erosivity indexes (El30m), reaching 2,796.5 MJ mm ha-1 h-1 year-1 in January, whereas the lowest index for this same month was 733.0 MJ mm ha-1 h-1 in the eastern MT. The rainfall annual erosivity, or R factor, varied between 3,713.1 and 12,345.6 MJ mm ha-1 h-1 year-1, with the lowest values for municipalities in eastern MT and the highest values for those in northeastern MS. Although the municipalities studied are within the same biome, the spatial distribution makes them present regional effects due to different climatic factors, resulting in different rainfall volumes and intensities, which is reflected in the results of the monthly erosivity index and R factor.
Keywords: rainfall stations; R fator; fill missing data; precipitation.
Erosividade da chuva em municípios do Cerrado brasileiro
RESUMO: O objetivo deste trabalho é estimar a erosividade da chuva em 101 municípios localizados no bioma Cerrado. Para tanto, inicialmente foi realizado o preenchimento de falhas para 81 estações pluviométricas, com série histórica de 20 anos, localizadas nos estados de Mato Grosso, Mato Grosso do Sul, Minas Gerais e Goiás, posteriormente com os dados consistidos, foram aplicadas 16 equações calibradas regionalmente, permitindo determinada a erosividade da chuva. Os resultados apontaram que os municípios localizados na região Nordeste de MS, apresentam os maiores índices El30m, chegando a 2.796,5 MJ mm ha-1 h-1 ano-1 no mês de janeiro, enquanto para o mesmo mês, o menor índice foi de 733,0 MJ mm ha-1 h-1 no Leste de MT. A erosividade da chuva anual ou fator R variou entre 3.713,1 a 12.345,6 MJ mm ha-1 h-1 ano-1, com os menores valores para os municípios da região Leste de MT e o maiores para a região Nordeste de MS. Apesar dos municípios estudados estarem localizados dentro do mesmo bioma, a distribuição espacial lhes confere influências regionais de fatores climáticos diferentes, ocasionando volumes e intensidades pluviométricas distintas, o que reflete no resultado no índice de erosividade mensal e no fator R.
Palavras-chave: estações pluviométricas; fator R; preenchimento de falhas; precipitação.
Referências
ALMAGRO, A.; OLIVEIRA, P.T.S.; NEARING, M.A.; HAGEMANN, S. Projected climate change impacts in rainfall erosivity over Brazil. Scientific Reports, v. 7, p. 1-12, 2017. DOI: 10.1038/s41598-017-08298-y
ALVAREZ, C. A.; STAPE, J. L.; SENTELHAS, P. C.; GONÇALVES, J. L. de M.; SPAROVEK, G. Köppen’s climate classification map for Brazil. Meteorologische Zeitschrift, v. 22, n. 6, p. 711-728, 2013. DOI: 10.1127/0941-2948/2013/0507
ANGULO-MARTÍNEZ, M.; LÓPEZ-VICENTE, M.; VICENTE-SERRANO, S. M.; BEGUERÍA, S. Mapping rainfall erosivity at a regional scale: a comparison of interpolation methods in the Ebro Basin (NE Spain). Hydrololgy and Earth System Sciences, v. 13, p. 1907-1920, 2009. DOI: 10.5194/hess-13-1907-2009.
AQUINO, R. F.; SILVA, M. L. N.; FREITAS, D. A. F. D.; CURI, N.; MELLO, C. R. D.; AVANZI, J. C. Erosividade das chuvas e tempo de recorrência para Lavras, Minas Gerais. Revista Ceres, v. 61, p. 09-16, 2014.
BADESCU, V. Assessing the performance of solar radiation computing models and model selection procedures. Journal of Atmospheric and Solar-Terrestrial Physics, v. 105-106, p. 119-134, 2013. DOI: 10.1016/j.jastp.2013.09.004
BECK, H.; ZIMMERMANN, N.; MCVICAR, T.; VERGOPOLAN, N.; BERG, A.; WOOD, E. F. Present and future Köppen-Geiger climate classification maps at 1-km resolution. Science Data, n. 5, p. 1-12, 2018. DOI: doi.org/10.1038/sdata.2018.214
BERTOL, I.; COGO, N. P.; SCHICK, J.; GUDAGNIN, J. C.; AMARAL, A. J. Aspectos financeiros relacionados às perdas de nutrientes por erosão hídrica em diferentes sistemas de manejo do solo. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 31, p. 133-142, 2007.
BERTONI, J.; LOMBARDI NETO, F. Conservação do Solo. 5 ed. São Paulo: Editora Ícone, 2005. 392p.
BERTONI, J.C.; TUCCI, C. E. M. Precipitação. In: TUCCI. C. E. M. Hidrologia: Ciência e aplicação. 4 ed. Porto Alegre: UFRGS. 2007. p. 177-241.
CARVALHO, J. R. P. de; MONTEIRO, J. E. B. A.; NAKAI, A. M.; ASSAD, E. D. Model for Multiple Imputation to Estimate Daily Rainfall Data and Filling of Faults. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 32, n. 4, p. 575-583, 2017. DOI: 10.1590/0102-7786324006
CASSOL, E. A.; ELTZ, F. L. F.; MARTINS, D.; LEMOS, A. M.; LIMA, V. S.; BUENO, A. C. Erosividade, padrões hidrológicos, período de retorno e probabilidade de ocorrência das chuvas em São Borja, RS. Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 32, p. 1239-1251, 2008.
COLODRO, G.; CARVALHO, M. P.; ROQUE, C. G.; PRADO, R. M. Erosividade da chuva: distribuição e correlação com a precipitação pluviométrica de Teodoro Sampaio (SP). Revista Brasileira de Ciência do Solo, v. 26, p. 809-818, 2002.
CONAB_Companhia Nacional de Abastecimento. Calendário de plantio e colheita de grãos no Brasil 2019. Disponível em: < https://www.conab.gov.br/outras-publicacoes/item/download/28424_34d371f808b23d9bd37b9101c8ed5094>. Acesso em: 20 de julho de 2021.
CORDEIRO, A. L. de M.; BLANCO, C. J. C. Assessment of satellite products for filling rainfall data gaps in the Amazon region. Natural Resource Modeling, v. 34, n. 2, p. 1-21, 2021. DOI: 10.1111/nrm.12298
DE SÁ, J. J. G.; MARQUES, M.; ALVARENGA, R. C.; CURI, N. Erosividade das chuvas da região de Sete Lagoas, MG. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 33, n. 5, p. 761-768, 1998.
DI RAIMO, L. A. DI L.; AMORIM, R. S. S.; COUTO, E. G.; NÓBREGA, R. L. B.; TORRES, G. N.; BOCUTI, E. D.; ALMEIDA, C. O. S.; RODRIGUES, R. V. Spatio-temporal variability of erosivity in Mato Grosso. Brazil. Revista Ambiente e Água, v. 13. n. 6. p. 1- 14. 2018. DOI: 10.4136/1980-993X
FELFILI, J. M.; SOUSA-SILVA, J. C.; SCARIOT, A. Biodiversidade, ecologia e conservação do Cerrado: avanços no conhecimento. In: FELFILI, J. M.; SOUSA-SILVA, J. C.; SCARIOT, A. (org.). Cerrado: Ecologia, Biodiversidade e Conservação. Brasília: Ministério do Meio Ambiente, 2005. cap. Síntese, p. 25- 44.
HIDROWEB. 2021. Disponível: https://www.snirh.gov.br/hidroweb/apresentacao.
HOFFMANN, R. Análise de regressão: uma introdução à Econometria. 5 ed. Piracicaba: ESALQ/USP. p. 393. 2016. DOI: 10.11606/9788592105709
IBGE_Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Biomas do Brasil – 1:5.000.000, Síntese Descrição do Biomas, 2004. Disponível em: https://www.ibge.gov.br/geociencias/informacoes-ambientais/estudos-ambientais/15842-biomas.html?edicao=16060&t=downloads. Acesso em: 10 ago. 2021.
ICMBIO_Instituto Chico Mendes de Conservação da Biodiversidade. A pluralidade dos biomas preservados pelo ICMBio, 2017. Disponível em: https://www.icmbio.gov.br/portal/ultimas-noticias/20-geral/8797-a-pluralidade-dos-biomas-preservados-pelo-icmbio. Acesso em: 10 ago. 2021.
INMET_Instituto Nacional de Meteorologia. 2021. Disponível: https://portal.inmet.gov.br/.
IZZO, M.; AUCELLI, P. PC.; MARATEA, A. Historical trends of rain and air temperature in the Dominican Republic. International Journal of Climatology, v. 41, n. 1, p. 563-581, 2020. DOI: 10.1002/joc.6710
KLINK, C. A.; MACHADO, R. B. A conservação do Cerrado brasileiro. Megadiversidade, Belo Horizonte: Conservação Internacional, v. 1, n. 1, p. 147-155, 2005.
LEIVAS, J. F.; BERLATO, M. A.; FONTANA, D. C. Risco de deficiência hídrica decendial na metade sul do Estado do Rio Grande do Sul. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 10, n. 2, p. 397-407, 2006. DOI: 10.1590/S1415-43662006000200022
LOMBARDI NETO, F. Rainfall erosivity - its distribution and relationship with soil loss at Campinas, Brasil. West Lafayette, Purdue University, 1977. 53p. (Tese de Mestrado).
LOMBARDI NETO, F.; MOLDENHAUER, W. C. Erosividade da chuva: sua distribuição e relação com as perdas de solo em Campinas (SP). Bragantia, v. 51, p.189-196, 1992.
MAPA_Ministério da Agricultura Pecuária e Abastecimento. Nota nº 01-2022/CGPLAC/DAEP/SPA/MAPA. Brasília, jan. 2022. Disponível em: http://astecna.com.br/wp-content/uploads/2022/01/doc-ministeriodaagricultura-municipiosmaisricosdoagro.pdf.
MELLO, Y. R. de.; KOHLS, W.; OLIVEIRA, T. M. N. de. Uso de diferentes métodos para o preenchimento de falhas em estações pluviométricas. Boletim Geográfico, v. 35. n. 1. p. 112-121. 2017. DOI: 10.4025/bolgeogr.v35i1.30893
MELLO, C. R. de; SÁ, M. A. C. de; CURI, N.; MELLO, J. M. de; VIOLA, M. R.; SILVA, A. M. da. Erosividade mensal e anual da chuva no Estado de Minas Gerais. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 42, p. 537-545, 2007. DOI: 10.1590/S0100-204X2007000400012
MEUSBURGER, K.; STEEL, A.; PANAGOS, P.; MONTANARELLA, L.; ALEWELL, C. Spatial and temporal variability of rainfall erosivity factor for Switzerland. Hydrololgy and Earth System Sciences, v. 16, p. 167-177, 2012. DOI: 10.5194/hess-16-167-2012
MMA_Ministério do Meio Ambiente, [s.d]. Disponível em: https://antigo.mma.gov.br/biodiversidade/biodiversidade-brasileira.html. Acesso em: 05 de set. de 2021.
MYERS, N.; MITTERMEYER, R. A.; MITTERMEYER, C. G.; FONSECA, G. A.; KENT, J. Biodiversity hotspots for conservantion priorites. Nature, v. 403, p. 853-858, 2000. DOI: 10.1038/35002501
NEARING, M. A.; YIN, S.; BORRELLI, P.; POLYAKOV, V. O. Rainfall erosivity: Na historical review. Catena, v. 157, p. 357-362, 2017. DOI: 10.1016/j.catena.2017.06.004
NEWBOLD, T. et al. Global effects of land use on local terrestrial biodiversity. Nature, v. 520, n. 7.545, p. 45-50, 2015. DOI: 10.1038/nature14324
NOR, S. M. C. M.; SHAHARUDIN, S. M.; ISMAIL, S.; ZAINUDDIN, N. H.; TAN, M. L. A comparative study of diferente imputation methods for daily rainfall data in east-coast Peninsular Malaysia. Bulletin of Electrical Engineering and Informatics, v. 9, n. 2, p. 635-643, 2020. DOI: 10.11591/eei.v9i2.2090
OLIVEIRA, L. F. D. de.; FIOREZE, A. P.; MEDEIROS, A. M. M.; SILVA, M. A. S. Comparação de metodologias de preenchimento de falhas de séries históricas de precipitação pluvial anual. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 14, n. 11, p. 1186-1192, 2010. DOI: 10.1590/S1415-43662010001100008
OLIVEIRA, P. T. S.; WENDLAND, E.; NEARING, M. A. Rainfall erosivity in Brazil: A review. Catena, v. 100, p. 139-147, 2012. DOI: 10.1016/j.catena.2012.08.006
OLIVEIRA, P. T. S.; NEARING, M. A.; MORAN, M. S.; GOODRICH, D. C.; WENDLAND, E.; GUPTA, H. V. Trends in water balance components across the Brazilian Cerrado. Water Resources Research, v. 50, p. 7100-7114, 2014. DOI 10.1002/ 2013WR015202
OLIVEIRA, V. A. de; MELLO, C. R.; BESKOW, S.; VIOLA, M. R. Modeling the effects of climate change on hydrology and sediment load in a headwater basin in the Brazilian Cerrado biome. Ecological Engineering, v. 133, p. 20-31, 2019. DOI: 10.1016/j.ecoleng.2019.04.021
OVERBECK, G. E. et al. Conservation in Brazil needs to include non‐forest ecosystems. Diversity and distributions, v. 21, n. 12, p. 1455-1460, 2015. DOI: 10.1111/ddi.12380
PANAGOS, P.; BORRELLI, P.; MEUSBURGER, K. et al. Global rainfall erosivity assessment based on high-temporal resolution rainfall records. Scientific Reports, v. 7, n. 4175, p. 1-12, 2017. DOI: 10.1038/s41598-017-04282-8
POESEN, J. Soil erosion in the Anthropocene: Research needs. Earth Surface Processes and Landforms, v. 43, p. 64-84, 2017. DOI: 10.1002/esp.4250
PRS - Projeto Rural Sustentável Cerrado. Sobre o Projeto. 2021. Disponível em: < https://www.ruralsustentavel.org/>. Acesso em: 05 de set. de 2021.
RIQUETTI, N. B.; MELLO, C. R.; BESKOW, S.; VIOLA, M. R. Rainfall erosivity in South America: Current patterns and future perspectives. Science of The Total Environment, v. 724, p. 1-14, 2020. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2020.138315
SHIN, J.; KIM, T.; HEO, J.; LEE, J. Spatial and temporal variations in rainfall erosivity and erosivity density in South Korea. Catena, v. 176, p. 125-144, 2019. DOI: 10.1016/j.catena.2019.01.005
SILVA, M. L. N.; FREITAS, P. L. de; BLANCANEAUX, P.; CURI, N. Índices de erosividade das chuvas da região de Goiânia, GO. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 32, n. 10, p. 977-985, 1997.
SILVA, M. A. D.; SILVA, M. L. N.; CURI, N.; SANTOS, G. R. D.; MARQUES, J. J. G. D. S.; MENEZES, M. D. D.; LEITE, F. P. Avaliação e espacialização da erosividade da chuva no Vale do Rio Doce, região Centro-Leste do Estado de Minas Gerais. Revista brasileira de ciência do solo, v. 34, p. 1029-1039, 2010.
SOUZA, A. P.; SILVA, A. C. D.; TANAKA, A. A.; ULIANA, E. M.; ALMEIDA, F. T. D.; KLAR, A. E.; GOMES, A. W. A. Global radiation by simplified models for the state of Mato Grosso, Brazil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 52, n. 4, p. 215-227, 2017. DOI: 10.1590/S0100-204X2017000400001
TALCHABHADEL, R.; NAKAGAWA, H.; KAWAIKE, K.; PRAJAPATI, R. Evaluating the rainfall erosivity (R-factor) from daily rainfall data: an application for assessing climate change impact on soil loss in Westrapti River basin, Nepal. Modeling Earth Systems and Environment, v. 6, p. 1741-1762, 2020. DOI: 10.1007/s40808-020-00787-w
UYANıK, G. K.; GÜLER, N. A study on multiple linear regression analysis. Procedia - Social and Behavioral Sciences, v. 106, n. 2, p. 234-240, 2013. DOI:10.1016/j.sbspro.2013.12.027
WILLMOTT, C. J. On the validation of models. Physical geography, v. 2, n. 2, p. 184-194, 1981. DOI: 10.1080/02723646.1981.10642213
WISCHMEIER W. H. A rainfall erosion index for a universal soil-loss equation. Soil Science Society of America Journal, v. 23, n. 3, p. 246-249, 1959.
WISCHMEIER, W. H.; SMITH, D. D. Predicting rainfall erosion losses: a guide to conservation planning. Washington, DC: USDA, 1978.
WMO_World Meteorological Organization. Guide to Meteorological Instruments and Methods of Observation. n.08 Geneva: WMO, 2014. Disponível em: < http://www.posmet.ufv.br/wp-content/uploads/2016/09/MET-474-WMO-Guide.pdf>.
ZHU, D.; XIONG, K.; XIAO, H.; GU, X. Variation characteristics of rainfall erosivity in Guizhou Province and the correlation with the El Niño Southern Oscillation. Science of The Total Environment, v. 691, p. 835-847, 2019. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2019.07.150
Downloads
Publicado
Versões
- 2024-06-11 (2)
- 2022-08-20 (1)
Como Citar
Edição
Seção
Licença
Copyright (c) 2022 Nativa
Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial 4.0 International License.
Direitos Autorais para artigos publicados nesta revista são do autor, com direitos de primeira publicação para a revista. Em virtude de a aparecerem nesta revista de acesso público, os artigos são de uso gratuito, com atribuições próprias, em aplicações educacionais e não-comerciais.
A artigos publicados nessa revista, podem ser reproduzidos parcialmente ou utilizados como referência por outros autores, desde que seja cita a fonte, ou seja, a Revista Nativa.
Copyright for articles published in this journal are the authors, with first publication rights granted to the journal. The journal shows open access, and articles are free to use, with proper attribution, in educational and non-commercial.
The articles published in this journal may be reproduced in part or used as a reference by other authors, provided that the source is quoted.