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https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43720
ORCID: | http://orcid.org/0000-0001-8921-0239 |
Document type: | Tese |
Access type: | Acesso Aberto |
Title: | Geocartografia e métodos estatísticos aplicados à análise espaço-temporal de tendência dos extremos pluviométricos em Minas Gerais - Brasil |
Alternate title (s): | Geocartography and Statistical Methods Applied to the Spatio-Temporal Analysis of Extreme Precipitation Trends in Minas Gerais, Brazil |
Author: | Matsuoka, Jaqueline Vicente |
First Advisor: | Ferreira, Vanderlei de Oliveira |
First coorientator: | Rofatto, Vinícius Francisco |
First member of the Committee: | Martins, Cássia de Castro |
Second member of the Committee: | Laudares, Sandro |
Third member of the Committee: | Silva, Claudionor Ribeiro da |
Fourth member of the Committee: | Costa, Rildo Aparecido |
Summary: | As mudanças climáticas têm impactado significativamente a frequência e intensidade dos eventos extremos de precipitação, tornando-se um desafio para regiões como o estado de Minas Gerais, Brasil. Nesta tese, foi realizada uma análise detalhada e metodologicamente rigorosa para compreender esses impactos, utilizando dados brutos de precipitação de 232 estações pluviométricas distribuídas por Minas Gerais ao longo de 44 anos (1977-2021), sem preenchimento de falhas. A escolha de trabalhar com dados brutos assegurou a integridade e autenticidade das informações coletadas, permitindo uma análise precisa e confiável dos extremos de precipitação e seus padrões ao longo do tempo. Diferentemente de outras abordagens que realizam análises por estações do ano, a tese adotou uma abordagem mensal, possibilitando a identificação de padrões sazonais e tendências específicas de cada mês. Esta abordagem capturou variações temporais mais sutis e detalhadas, oferecendo percepções sobre como os eventos extremos ocorrem ao longo do ano, evidenciando nuances que poderiam ser perdidas em análises sazonais mais amplas. A aplicação do downscaling estatístico foi um destaque metodológico que permitiu adaptar projeções climáticas globais para uma escala mais local e detalhada. Essa técnica foi essencial para compreender como as mudanças climáticas influenciam os padrões de precipitação extrema em diferentes regiões de Minas Gerais, fornecendo uma visão precisa da variabilidade e dos extremos de precipitação em nível regional. Ao utilizar dados de estações pluviométricas locais, o estudo conseguiu identificar padrões que poderiam ser mascarados em análises com menor resolução, oferecendo um quadro mais completo da distribuição dos eventos extremos no estado. Os resultados evidenciaram uma tendência de diminuição nos extremos de precipitação durante o mês de janeiro em todo o estado, enquanto os meses de fevereiro, março, outubro, novembro e dezembro apresentaram um aumento significativo desses eventos. A análise espacial revelou que a região central de Minas Gerais apresenta maior estabilidade nos padrões de precipitação extrema, enquanto as regiões leste e nordeste demonstraram maior variabilidade e tendências de diminuição dos extremos. Estes achados refletem a influência de processos climáticos locais e globais, indicando que as mudanças climáticas estão impactando de maneira diferenciada a distribuição e a intensidade dos eventos extremos em diferentes regiões do estado. A utilização de testes estatísticos como ADF (Augmented Dickey-Fuller), KPSS (Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin), Mann-Kendall e Mann-Kendall Modificado permitiu identificar e confirmar as tendências e os padrões não estacionários nas séries temporais de precipitação. A combinação desses testes reforçou a robustez da análise, garantindo a identificação precisa das tendências associadas às mudanças climáticas. Esta pesquisa é particularmente relevante no contexto das mudanças climáticas, pois oferece uma compreensão detalhada da variabilidade e das tendências dos eventos extremos de precipitação em escala local. A decomposição das séries temporais de algumas das estações com tendência significativa, tanto de aumento quanto de diminuição, principalmente as que mostraram comportamentos não estacionários, mostrou que houve mudança nos padrões da precipitação local, sugerindo que isso possa ocorrer por fenômenos climáticos sazonais, mas principalmente pelas mudanças climáticas globais. Os resultados obtidos são essenciais para aprimorar as previsões climáticas regionais e desenvolver estratégias eficazes de adaptação e mitigação mais localizadas em Minas Gerais. Ao fornecer informações detalhadas sobre a influência das mudanças climáticas nos padrões de precipitação extrema, a tese contribui significativamente para a elaboração de políticas públicas voltadas à gestão de recursos hídricos, planejamento urbano, agricultura e prevenção de desastres naturais. Em conclusão, a pesquisa representa uma contribuição significativa para a compreensão da variabilidade climática em Minas Gerais e reforça a necessidade de utilizar dados brutos, análises mensais e técnicas como o downscaling estatístico para entender os impactos das mudanças climáticas em nível regional. As informações geradas por esta tese oferecem subsídios valiosos para aprimorar as previsões climáticas locais e enfrentar os desafios associados aos eventos extremos de precipitação no estado de Minas Gerais. |
Abstract: | Climate change has significantly impacted the frequency and intensity of extreme precipitation events, posing a challenge for regions such as the state of Minas Gerais, Brazil. In this thesis, a detailed and methodologically rigorous analysis was conducted to understand these impacts, using raw precipitation data from 232 rain gauge stations distributed across Minas Gerais over 44 years (1977-2021), without data imputation. The decision to work with raw data ensured the integrity and authenticity of the collected information, allowing for an accurate and reliable analysis of precipitation extremes and their patterns over time. Unlike other approaches that analyze seasonal data, this thesis adopted a monthly approach, enabling the identification of seasonal patterns and trends specific to each month. This approach captured more subtle and detailed temporal variations, offering insights into how extreme events occur throughout the year, highlighting nuances that could be overlooked in broader seasonal analyses. The application of statistical downscaling was a methodological highlight, allowing the adaptation of global climate projections to a more local and detailed scale. This technique was essential for understanding how climate change influences extreme precipitation patterns in different regions of Minas Gerais, providing an accurate view of precipitation variability and extremes at the regional level. By using data from local rain gauge stations, the study was able to identify patterns that might be masked in analyses with lower resolution, offering a more complete picture of the distribution of extreme events in the state. The results showed a trend of decreasing precipitation extremes during January across the state, while the months of February, March, October, November, and December showed a significant increase in such events. Spatial analysis revealed that the central region of Minas Gerais exhibits greater stability in extreme precipitation patterns, while the eastern and northeastern regions demonstrated greater variability and trends of decreasing extremes. These findings reflect the influence of local and global climate processes, indicating that climate change is differentially impacting the distribution and intensity of extreme events across the state. The use of statistical tests such as ADF (Augmented Dickey-Fuller), KPSS (Kwiatkowski-Phillips-Schmidt-Shin), Mann-Kendall, and Modified Mann-Kendall allowed for the identification and confirmation of trends and non-stationary patterns in precipitation time series. The combination of these tests strengthened the robustness of the analysis, ensuring the precise identification of trends associated with climate change. This research is particularly relevant in the context of climate change, as it offers a detailed understanding of the variability and trends of extreme precipitation events at the local scale. The decomposition of the time series from some stations with significant trends, both of increase and decrease, especially those that showed non-stationary behaviors, revealed that there has been a shift in local precipitation patterns. This suggests that such changes may be driven by seasonal climate phenomena, but mainly by global climate change. The results are crucial for improving regional climate predictions and developing more localized adaptation and mitigation strategies in Minas Gerais. By providing detailed information on the influence of climate change on extreme precipitation patterns, the thesis makes a significant contribution to the development of public policies aimed at water resource management, urban planning, agriculture, and natural disaster prevention. In conclusion, the research represents a significant contribution to understanding climate variability in Minas Gerais and underscores the need to use raw data, monthly analyses, and techniques such as statistical downscaling to understand the impacts of climate change at the regional level. The information generated by this thesis offers valuable insights to enhance local climate forecasts and address the challenges associated with extreme precipitation events in the state of Minas Gerais. |
Keywords: | geocartografia precipitação extrema downscaling estatístico séries temporais tendências climáticas variabilidade climática previsões locais Mudanças climáticas Block Maxima Estacionariedade Mann-Kendall séries temporais |
Area (s) of CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEODESIA::CARTOGRAFIA BASICA CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::GEODESIA::GEOGRAFIA FISICA CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA::PROBABILIDADE::ANALISE ESTOCASTICA CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::PROBABILIDADE E ESTATISTICA::ESTATISTICA::ANALISE DE DADOS |
Subject: | Geografia |
Language: | por |
Country: | Brasil |
Publisher: | Universidade Federal de Uberlândia |
Program: | Programa de Pós-graduação em Geografia |
Quote: | MATSUOKA. Jaqueline Vicente. Geocartografia e métodos estatísticos aplicados à análise espaço-temporal de tendência dos extremos pluviométricos em Minas Gerais - Brasil. 2024. 214 f. Tese(Doutorado em Geografia) - Universidade Federal de Uberlândia, Uberlândia, 2024. DOI http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.709 |
Document identifier: | http://doi.org/10.14393/ufu.te.2024.709 |
URI: | https://repositorio.ufu.br/handle/123456789/43720 |
Date of defense: | 21-Oct-2024 |
Sustainable Development Goals SDGs: | ODS::ODS 13. Ação contra a mudança global do clima - Tomar medidas urgentes para combater a mudança climática e seus impactos. |
Appears in Collections: | TESE - Geografia |
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