TCC_PriscilaPessini

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ESTUDO DOS EVENTOS DE SECA METEOROLÓGICA NA 
REGIÃO SUL DO BRASIL 
 
Priscila Bogo Pessini 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Trabalho de Conclusão de Curso 
Universidade Federal de Santa Catarina 
Graduação em 
Engenharia Sanitária e Ambiental 
 
 
 
 
 
 
Priscila Bogo Pessini 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
ESTUDO DOS EVENTOS DE SECA METEOROLÓGICA NA 
REGIÃO SUL DO BRASIL 
 
 
 
 
Trabalho apresentado à Universidade 
Federal de Santa Catarina para a 
conclusão do Curso de Graduação em 
Engenharia Sanitária e Ambiental. 
Orientador: Prof. Dr. Pedro Luiz 
Borges Chaffe 
Coorientador: Vinícius Bogo Portal 
Chagas 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Florianópolis 
2017 
 
Ficha de identificação da obra elaborada pelo autor,
 através do Programa de Geração Automática da Biblioteca Universitária da UFSC.
Pessini, Priscila Bogo 
 Estudo dos Eventos de Seca Meteorológica na
Região Sul do Brasil / Priscila Bogo Pessini ;
orientador, Pedro Luiz Borges Chaffe,
coorientador, Vinícius Bogo Portal Chagas, 2017.
 87 p.
 Trabalho de Conclusão de Curso (graduação) -
Universidade Federal de Santa Catarina, Centro
Tecnológico, Graduação em Engenharia Sanitária e
Ambiental, Florianópolis, 2017.
 Inclui referências. 
 1. Engenharia Sanitária e Ambiental. 2. Seca
Meteorológica. 3. Índice de Precipitação Padronizado.
4. região Sul do Brasil. I. Chaffe, Pedro Luiz
Borges . II. Chagas, Vinícius Bogo Portal . III.
Universidade Federal de Santa Catarina. Graduação em
Engenharia Sanitária e Ambiental. IV. Título.
 
 
 
 
AGRADECIMENTOS 
 
 Durante a minha jornada na vida acadêmica procurei valorizar 
além dos conhecimentos técnicos e científicos adquiridos, o 
desenvolvimento pessoal baseado na convivência que pude ter com 
pessoas que me inspiraram e me ensinaram a ser melhor. Concluindo o 
ciclo de aprendizados da graduação, agradeço a todos que contribuíram 
com o meu crescimento profissional e pessoal. Portanto, agradeço 
primeiramente aos meus pais, Leni Bogo Pessini e Itacir Pessini, os 
quais sempre me proporcionaram todas as condições para que eu 
pudesse me dedicar aos estudos, os quais sempre me apoiaram em todas 
as minhas decisões e foram os responsáveis na formação do meu caráter. 
Agradeço à minha irmã Pâmela e à Júlia Rohenkohl, que foram 
companheiras, pacientes e amigas durante esse período de trabalho. 
Agradeço também à minha grande amiga Martina Alba, quem sempre 
me acompanhou auxiliando de diversas formas, me dando motivação e 
agregando positivamente com seus ensinamentos. 
Agradeço aos meus amigos da turma 10.2, que durante a 
graduação foram os responsáveis pelos momentos memoráveis de 
alegria, noites longas de estudos e festas. Amigos da 10.2, que são 
exemplo de união e empatia, me acolheram como uma família e 
encheram o meu caminho da graduação de significado e boas 
lembranças. Em especial, Natalia Rosa, Iáscara Mattes, Maria Joana 
Allievi e Marina Bortoli, amigas que sempre me incentivaram e quem 
vou levar para vida toda. 
Faço um agradecimento especial ao Rodrigo Kern, quem inspirou 
meu interesse por hidrologia e compartilhou seu conhecimento, me 
proporcionando a oportunidade de compreender melhor diversos 
fundamentos dessa ciência. 
Ao programa Ciência sem Fronteiras e à Professora Nira 
Jayasurya, agradeço a oportunidade de aprender e realizar o projeto de 
pesquisa sobre os eventos de seca, motivando a realização do presente 
trabalho. Ao meu amigo e parceiro de projeto na Austrália, Bruno H. 
Toná Juliani, pelo companheirismo nas tardes e noites de estudo no 
"Building 28", e pela troca de conhecimentos durante o intercâmbio. 
Frente à gratificação de poder realizar esse trabalho, agradeço ao 
meu coorientador Vinícius B. P. Chagas, que me auxiliou diversas vezes 
com muita paciência e sabedoria, contribuindo significativamente na 
conclusão deste trabalho. Por fim, faço um agradecimento ao meu 
orientador, Professor Pedro Chaffe, pela oportunidade de realizar esse 
trabalho e pelo incentivo e desafio de expandir meu conhecimento. 
 
 
 
RESUMO 
 
A seca é a deficiência da disponibilidade de água em relação às 
condições normais, sendo resultado de complexas interações entre 
variáveis meteorológicas, hidrológicas, físicas e de interferência 
humana. A ocorrência dos eventos de seca pode causar consequências 
severas nos ecossistemas e no meio socioeconômico. Dessa forma, é 
significante a realização de estudos de identificação e caracterização dos 
eventos de seca que possam subsidiar a avaliação de vulnerabilidade e a 
adequada gestão dos recursos hídricos. Na região Sul do Brasil, embora 
o déficit na disponibilidade de água seja o principal fator gerador de 
prejuízos na produção agrícola, existem poucos estudos sobre eventos de 
seca. Este trabalho realizou um estudo dos eventos de seca 
meteorológica na região Sul do Brasil, avaliando-se as séries históricas 
de 671 estações pluviométricas, para o período de 1975 a 2010. O 
estudo compreendeu a identificação dos eventos de seca através do 
cálculo do Índice de Precipitação Padronizado (SPI) aplicado às escalas 
de tempo de 24, 12, 9, 6 e 3 meses de precipitação acumulada. A partir 
dos eventos identificados foi possível avaliar a frequência, a intensidade 
e duração das secas obtidas na série histórica. Os anos que apresentaram 
período de seca de maior duração foram 1978, 1979, 1988 a 1989 e 
2006. A análise da variação regional da frequência dos eventos de seca, 
conforme os mapas de distribuição espacial, concluiu que a região 
centro-norte apresentou a maior frequência de ocorrência de seca. 
Observou-se, ainda, conforme a avaliação do mapa dos valores limiares 
de SPI = -1, que as regiões com menores precipitações correspondem ao 
norte do Paraná e ao sul do Rio Grande do Sul. A análise dos eventos de 
seca utilizando-se o valor limiar de SPI = -1 mostrou-se incoerente para 
algumas regiões, como a região centro-oeste, pois apresentou valores 
altos de precipitação correspondente a esse limite. A avaliação da 
aplicação das diferentes escalas de tempo do SPI indicou que a escolha 
da melhor escala de tempo para a identificação dos eventos deve estar 
associada às características climáticas de cada região. A última etapa 
consistiu em avaliar os resultados do SPI em comparação com os dados 
do Índice Oceânico Niño (ONI) obtidos da NOAA (National Oceanic 
and Atmospheric Administration), constatando-se relações entre os anos 
mais secos e a ocorrência de La Niña pelas escalas de longo termo (SPI-
12). 
Palavras-chave: Seca meteorológica; Índice de Precipitação 
Padronizado (SPI); região Sul do Brasil. 
 
 
 
 
ABSTRACT 
 
Drought is the deficiency in water availability compared to normal 
conditions, resulting from a complex iteration between meteorological, 
hydrological, physical and human variables. Drought events cause 
severe impacts on hydrological systems, and, consequently on 
socioeconomic components. Therefore, it is important to carry out 
studies that approach the identification and the characterization of 
drought events, aiming to generate subsidies for the evaluation of 
vulnerability and adequate water resources management. In the Southern 
region of Brazil, although the deficit in water availability is the main 
factor generating impacts in agricultural production, there is just a few 
studies about drought events,. In this context, this work carried out a 
study of meteorological drought events in the southern region of Brazil, 
evaluating historical data series of 671 rainfall stations for the period 
from 1975 to 2010. This study comprised the identification of drought 
events through Standardised Precipitation Index computation, applied to 
the time scales of 24 months (SPI-24), 12 months (SPI-12), 9 months 
(SPI-9), 6 months (SPI-6) and 3 months (SPI-3) of rainfall accumulation 
period. From the identifiedevents it was possible to evaluate the 
frequency, intensity and duration of droughts in the historical series. The 
years that presented the longest drought were 1978, 1979, 1988 to 1989 
and 2006. The regional analysis of the frequency of drought events, 
according to the maps of spatial distribution, concluded that the central-
north region presented the highest frequency of occurrence of drought. 
Furthermore, it was observed, according to the evaluation of the 
threshold values map (SPI = -1), that the regions with the lowest rainfall 
correspond to the north of Paraná and to the south of Rio Grande do Sul. 
The analysis of the drought events using the threshold value of SPI = -1 
was incoherent for some regions, such as the central-west region, since 
it presented high values of precipitation corresponding to this limit. The 
evaluation of the application of different time scales of SPI indicated 
that the choice of the best time scale for the drought events identification 
can be associated to climatic characteristics of each region. The final 
stage consisted of evaluating the SPI results in comparison to the data 
from National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA) 
Oceanic Niño Index (ONI), and the results found relationship between 
most drought periods and La Niña occurrence for long term time scales. 
Keywords: Meteorological drought; Standardised Precipitation Index 
(SPI); Southern region of Brazil. 
 
 
 
 
LISTA DE FIGURAS 
 
Figura 1 - As diferentes categorias de seca ........................................... 26 
Figura 2 - SPI utilizado como ferramenta de monitoramento de seca no 
Brasil pelo CPTEC/INPE. ..................................................................... 34 
Figura 3 - Definições das características da seca de acordo com o SPI. 37 
Figura 4 - Área de estudo, região Sul do Brasil, e as Estações 
Pluviométricas analisadas. .................................................................... 46 
Figura 5 - Isoietas Anuais Médias na Região Sul no período de 1977 a 
2006. ..................................................................................................... 47 
Figura 6 - Porcentagem de falhas (a) e consistência (b) nos dados das 
estações selecionadas, no período de 1975 a 2010. ............................... 49 
Figura 7 - Metodologia de determinação do SPI................................... 53 
Figura 8 - Anos que apresentaram eventos de seca em 60% do tempo 
para SPI-3. ............................................................................................ 59 
Figura 9 - Anos que apresentaram eventos de seca em 60% do tempo 
para SPI-12............................................................................................ 59 
Figura 10 - SPI-3, SPI-6, SPI-9, SPI-12 e SPI-24 para a Estação 
Pluviométrica Deputado José Afonso (02352052) ............................... 60 
Figura 11 - SPI-3, SPI-6, SPI-9, SPI-12 e SPI-24 para a Estação 
Pluviométrica Cacequi (02954001) ...................................................... 61 
Figura 12 - Distribuição espacial dos valores limiares (SPI = -1) para 
SPI-12. .................................................................................................. 63 
Figura 13 - Distribuição espacial da frequência de eventos de seca 
meteorológica para (a) SPI-3, (b) SPI-6, (c) SPI-9 ............................... 65 
Figura 14 - Distribuição espacial da frequência de eventos de seca 
meteorológica para (a) SPI-12 e (b) SPI-24. ......................................... 66 
 
 
Figura 15 - Distribuição espacial das durações máximas dos eventos de 
seca meteorológica para (a) SPI-3, (b) SPI-6, (c) SPI-9 ........................ 68 
Figura 16 - Distribuição espacial das durações máximas dos eventos de 
seca meteorológica para (a) SPI-12 e (b) SPI-24. ................................. 69 
Figura 17 - Índice Oceânico Niño (ONI) no período de 1975-2010. .... 70 
Figura 18 - Comparação dos Resultados entre o ONI e SPI-12. ........... 72 
LISTA DE QUADROS 
 
Quadro 1 – Índices de Seca mais utilizados .......................................... 32 
Quadro 2 – Interpretação para diferentes escalas de tempo do SPI. ..... 36 
Quadro 3 – Categorias de intensidade da seca. ..................................... 38 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
LISTA DE ABREVIATURAS E SIGLAS 
 
ANA Agência Nacional de Águas 
CPRM Companhia de Pesquisa de Recursos Minerais 
CPC Climate Prediction Center 
CPTEC Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos 
ENOS El Niño - Oscilação Sul 
IBGE Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística 
INPE Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais 
IPCC Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas 
(Intergovernmental Panel on Climate Change) 
NDMC National Drought Mitigation Center 
NOAA National Oceanic and Atmospheric Administration 
SPI Índice de Precipitação Padronizado (Standardised 
Precipitation Index) 
TSM Temperatura da Superfície do Mar 
ZCAS Zona de Convergência do Atlântico Sul 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
SUMÁRIO 
 
1. INTRODUÇÃO ........................................................................ 21 
1.1 OBJETIVOS ......................................................................................... 22 
1.1.1 Objetivo Geral..................................................................................... 22 
1.1.2 Objetivos Específicos .......................................................................... 22 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA .......................................... 25 
2.1 SECA .................................................................................................... 25 
2.2 ÍNDICES DE IDENTIFICAÇÃO E MONITORAMENTO DE SECA 29 
2.2.1 Índice de Precipitação Padronizado - SPI ........................................ 33 
2.3 CARACTERÍSTICAS DOS EVENTOS DE SECA............................. 36 
2.3.1 Intensidade ............................................................................................. 37 
2.3.2 Duração .................................................................................................. 38 
2.3.3 Distribuição Espacial ............................................................................. 39 
2.3.4 Frequência .............................................................................................. 40 
2.4 FATORES CLIMATOLÓGICOS QUE INFLUENCIAM NA 
PRECIPITAÇÃO DO SUL DO BRASIL ............................................. 40 
2.4.1 Fenômeno El Niño - Oscilação Sul (ENOS) ......................................... 42 
3 METODOLOGIA .................................................................... 45 
3.1 ÁREA DE ESTUDO ............................................................................ 45 
3.2 DADOS PLUVIOMÉTRICOS ............................................................. 48 
3.2.1 Preenchimento de falhas nos dados ................................................... 49 
3.3 ÍNDICE DE PRECIPITAÇÃO PADRONIZADO (SPI) ...................... 50 
3.4.1 Características dos Eventos de Seca .................................................. 52 
3.4 ELABORAÇÃO DOS MAPAS DE DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL .... 54 
3.4.1 Krigagem ............................................................................................. 54 
3.5 INTERFERÊNCIA DO FENÔMENO ENOS NA PRECIPITAÇÃO .. 55 
4 RESULTADOS E DISCUSSÃO ............................................. 57 
4.1 IDENTIFICAÇÃO DOS EVENTOS DE SECA .................................. 57 
4.1 INTENSIDADE.................................................................................... 62 
 
 
4.2 FREQUÊNCIA..................................................................................... 63 
4.3 DURAÇÃO............................................................................................ 67 
4.4 RELAÇÃO DE OCORRÊNCIA DA SECA E OS EVENTOS ENOS .. 70 
5 CONCLUSÕES E RECOMENDAÇÕES .............................. 73 
5.1 CONCLUSÕES .................................................................................... 73 
5.2 SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS ................................ 74 
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS .............................................. 77 
APÊNDICE A - ROTINA PARA O CÁLCULO DO SPI ................ 85 
APÊNDICE B - ANOS MAIS SECOS NO PERÍODO DE ANÁLISE 
(1975 - 2010) ......................................................................................... 87 
 
 
 
21 
 
1. INTRODUÇÃO 
 
Um evento de seca pode ser caracterizado como um período 
contínuo de deficiência na disponibilidade de água em relação às 
condições normais esperadas para uma determinada região. A seca é o 
evento extremo que apresenta um dos maiores impactos negativos e de 
larga escala socioeconômica, responsável por cerca de um quinto dos 
prejuízos socioeconômicos causados (WILHITE, 2000) e por 35% das 
mortes relacionados aos desastres naturais (WMO, 2014). No período de 
1970 a 2012, 48 eventos de seca foram responsáveis por 23% das perdas 
econômicas causadas por desastres na América do Sul, incluindo a seca 
ocorrida no Brasil em 1978, responsável pela perda de 8 bilhões de 
dólares (WMO, 2014). 
No Brasil, a deficiência na disponibilidade de água é um fator 
particularmente crítico, pois além do abastecimento público, a maior 
parte da matriz energética (70%) é proveniente da geração de energia 
hidrelétrica (MELO et al., 2016). A ocorrência de eventos de seca é 
frequentemente abordada em estudos na região Nordeste do Brasil 
(MARENGO et al., 2013), cuja vulnerabilidade é refletida nos severos 
impactos gerados por esse fenômeno. Na região Sul, entretanto, há um 
menor número de estudos sobre eventos de seca. Embora a 
periodicidade dos eventos de seca não seja tão explícita quanto em 
outras regiões do Brasil, a estiagem é o principal fator gerador de 
prejuízos na produção agrícola da região Sul do país. Além disso, 
historicamente foram registrados períodos de seca significativos e de 
grande impacto econômico para região, apresentando uma evolução 
expressiva na severidade e ocorrência dos eventos nos últimos anos. 
Considerando a importância de se estabelecer a segurança hídrica, 
estudos têm sido desenvolvidos com a finalidade de compreender o 
fenômeno da seca, suas possíveis causas, seus impactos e a variabilidade 
temporal e espacial (VAN LOON, 2015). Dessa forma, a necessidade de 
identificar quantitativamente os eventos e analisar suas características, 
como severidade, duração e frequência, levou ao desenvolvimento dos 
índices de monitoramento e identificação de seca. 
Por se tratar de um fenômeno complexo e relacionado a múltiplas 
variáveis climatológicas e hidrológicas, a seca é geralmente 
categorizada em quatro diferentes abordagens: meteorológica, 
hidrológica, agrícola e socioeconômica (WILHITE; GLANTZ, 1985). A 
seca meteorológica consiste no período no qual o nível de precipitação 
está abaixo do esperado para condições normais, sendo caracterizada 
pela deficiência de precipitação. As outras categorias de seca refletem o 
22 
 
impacto gerado pela seca meteorológica (OGALLO, 1994), combinado 
a fatores específicos de cada abordagem. 
Entre os diversos índices existentes para as diferentes categorias 
de seca, o Índice de Precipitação Padronizado (SPI) está entre um dos 
mais amplamente utilizados para a identificação e monitoramento da 
seca meteorológica (BARKER et al., 2016). A partir da aplicação desse 
índice sobre os dados observados, é possível avaliar o déficit de 
precipitação ao longo do tempo e espaço para uma escala de tempo pré-
definida. 
Nesse contexto, o presente trabalho aborda o estudo dos eventos 
de seca na região Sul do Brasil. O estudo compreende a identificação de 
eventos de seca meteorológica através do cálculo do Índice de 
Precipitação Padronizado (SPI), buscando-se analisar as características 
da ocorrência dos eventos de seca e sua variabilidade temporal e 
espacial. A avaliação estende-se na interpretação da relação intrínseca 
entre a ocorrência de eventos de seca e a dinâmica do sistema climático 
regional. 
A significância deste trabalho consiste no reconhecimento e na 
caracterização da ocorrência de eventos de seca. Os resultados poderão 
subsidiar a gestão de recursos hídricos na região, contribuindo para o 
planejamento de situações de risco e para a identificação de regiões 
vulneráveis à ocorrência desses eventos extremos. A análise adequada 
dos dados compõe uma ferramenta para a tomada de decisões, bem 
como para a definição de medidas e infraestruturas necessárias à 
atenuação dos impactos causados pela seca. Dessa forma, esse estudo 
pretende prover informações que auxiliarão na redução da 
vulnerabilidade e que proporcionarão o aumento da resiliência frente à 
ocorrência das anomalias meteorológicas no Sul do Brasil. 
 
1.1 OBJETIVOS 
 
1.1.1 Objetivo Geral 
 
Realizar um estudo dos eventos de seca meteorológica na região 
Sul do Brasil. 
 
1.1.2 Objetivos Específicos 
 
 Identificar os eventos de seca aplicando o Índice de Precipitação 
Padronizado (SPI) para as escalas de tempo de 24, 12, 9, 6 e 3 
meses; 
23 
 
 
 Analisar a variação espacial e temporal das características de 
intensidade, duração e frequência dos eventos de seca; 
 
 Relacionar os resultados do SPI com o sistema climático da 
região Sul do Brasil. 
 
 
 
24 
 
 
 
25 
 
2 FUNDAMENTAÇÃO TEÓRICA 
 
2.1 SECA 
 
Um evento de seca consiste em um período contínuo em que a 
quantidade disponível nos componentes do ciclo hidrológico está abaixo 
das condições normais. Considerando a complexidade que envolve os 
fatores relacionados ao fenômeno de seca, de maneira simplificada, a 
seca pode ser compreendida como a deficiência de disponibilidade de 
água esperada em um determinado sistema hidrológico (SHEFFIELD; 
WOOD, 2011). De acordo com Van Loon e Van Lanen (2013), a seca é 
um fenômeno causado por processos naturais de caráter climatológico e 
hidrológico. A definição de seca é amplamente discutida na literatura, 
uma vez que há diferentes abordagens e entendimentos do assunto de 
acordo com a relação dos aspectos e interesses de cada estudo. Essas 
distintas abordagens convergem, portanto, para a classificação dos 
diferentes tipos de seca. 
Wilhite e Glantz (1985) classificam e identificam quatro 
diferentes categorias relacionadas aos eventos de seca: hidrológica, 
meteorológica, agrícola e socioeconômica. A classificação do fenômeno 
seca em diferentes categorias conecta as definições individuais à análise 
de determinado componente do sistema hidrológico, direcionando à 
avaliação e à quantificação das características dos eventos ocorridos. 
Sendo assim, é importante a compreensão de que a seca é uma condição 
relativa, e não absoluta, dentro de um sistema hidrológico (VAN LOON, 
2015). 
A seca meteorológica pode ser basicamente definida como o 
período contínuo em que a quantidade de precipitação está abaixo das 
condições naturais esperadas para uma determinada região. Assim, a 
seca meteorológica se refere, especificamente, à deficiência de 
precipitação, possivelmente combinada ao aumento do potencial de 
evapotranspiração (VAN LOON, 2015). A seca meteorológica é 
influenciada diretamente pelas condições climáticas, variando 
significativamente de uma região para outra. Dessa forma, a deficiência 
de precipitação de uma determinada região pode ser considerada uma 
condição normal em outra região. Ademais, a seca meteorológicarepresenta impactos extensivos nos sistemas de utilização de água 
combinados às variáveis de propagação hidrológica. Portanto, as outras 
categorias de seca são definidas de acordo com os efeitos gerados pela 
seca meteorológica (OGALLO, 1994). O fluxograma apresentado na 
26 
 
Figura 1 demonstra um esquema representando as diferentes categorias 
de seca e seu desenvolvimento. 
 
Figura 1 - As diferentes categorias de seca 
 
 
Fonte: Adaptado de Van Loon (2015). 
 
A seca hidrológica é definida de acordo com os efeitos gerados 
pelos déficits de precipitação em um determinado sistema hidrológico. 
Assim, a seca hidrológica ocorre quando há deficiência na 
disponibilidade de água na superfície ou na subsuperfície (VAN LOON, 
2015), relacionada aos níveis de água presente nos cursos d'água, 
reservatórios e nos aqüíferos. Eventos de seca hidrológica são 
originados de períodos de ocorrência de secas meteorológicas agregadas 
às características físicas de uma determinada região hidrográfica. A seca 
hidrológica refleteem efeitos econômicos, afetando o abastecimento 
humano, a dessedentação de animais, o fornecimento de energia 
hidrelétrica, a irrigação, entre outras atividades (GANGULI; REDDY, 
2014). 
A seca agrícola é relacionada aos efeitos gerados pela seca 
meteorológica na agricultura. Também definida como seca de umidade 
do solo, trata-se justamente da diminuição da quantidade de água no 
solo, reduzindo assim o abastecimento de água para a vegetação (VAN 
LOON, 2015). Embora a seca agrícola esteja relacionada principalmente 
com a umidade do solo, outros componentes meteorológicos, como a 
27 
 
evapotranspiração, devem ser contemplados ao analisar as 
características ou os impactos dessa categoria de seca (WILHITE; 
GLANTZ, 1985). A seca agrícola é vastamente abordada nos estudos, 
uma vez que representa uma problemática onde a agricultura é a 
principal atividade econômica. 
A seca socioeconômica pode ser definida como o impacto social 
e econômico gerado a partir da ocorrência de eventos de seca. Assim, 
essa categoria de seca está associada aos impactos gerados pelos outros 
três tipos de seca (Figura 1). Esta se refere, principalmente, à 
incapacidade do sistema de recursos hídricos em atender à demanda de 
água, bem como aos relacionados impactos ecológicos e de saúde 
gerados pelos eventos de seca (VAN LOON, 2015). 
Dessa forma, uma análise dos eventos de seca envolve diferentes 
parâmetros agregados à categoria de seca que se pretende estudar. 
Embora existam mais tipos de impactos gerados pelos eventos de seca 
que estão relacionados à seca hidrológica (VAN LOON, 2015), é a seca 
meteorológica que principalmente influencia na ocorrência das demais 
categorias de seca. De acordo com Van Loon et al. (2016), a seca é 
geralmente abordada de uma perspectiva meteorológica, dirigida por 
anomalias meteorológicas que perturbam o balanço hídrico natural em 
uma região hidrográfica. Assim, Van Loon (2015) define propagação da 
seca como a transferência de anomalias nas condições meteorológicas 
para a seca hidrológica. Portanto, a análise e a quantificação das 
características dos eventos de seca meteorológica consistem em um 
processo importante para definir o início do processo de propagação dos 
impactos. 
Secas prolongadas são eventos críticos para o uso industrial, 
agrícola, energético e doméstico dos recursos hídricos, podendo afetar 
amplamente os ecossistemas e o ambiente natural (TALLAKSEN; 
MADSEN; CLAUSEN, 1997), além de ocasionar sérios impactos 
sociais. De acordo com World Meteorological Organization - WMO 
(2014), durante o período de 1970 a 2012, eventos de seca foram 
responsáveis por 35% das mortes relacionadas com desastres naturais e 
200 bilhões de dólares em perdas econômicas. A consequente escassez 
de recursos hídricos proveniente de secas meteorológicas é agravada 
pelo crescimento populacional e pelos conflitos socioeconômicos. Além 
disso, o desperdício, a degradação dos cursos hídricos, e a variabilidade 
hidrometeorológica causada pelas mudanças climáticas têm ampliado os 
impactos causados pela seca (MISHRA; SINGH, 2011). 
A problemática estende-se aos obstáculos de gestão e aplicação 
de medidas e de tecnologias de monitoramento da seca e atenuação de 
28 
 
seus impactos. Embora a seca meteorológica não possa ser evitada, a 
sociedade e seus gestores podem tomar medidas para mitigar a 
ocorrência das secas hidrológicas, agrícolas e socioeconômicas (MELO; 
WENDLAND, 2016). A recorrente inabilidade de analisar 
adequadamente e gerenciar a seca aponta para lacunas no entendimento 
e para o uso inadequado dos dados e das ferramentas disponíveis ao 
monitoramento desses eventos (VAN LOON et al., 2016). 
Nas últimas décadas, a crescente ocorrência de eventos de seca e 
as dimensões de seus impactos têm gerado um aumento nas pesquisas 
voltadas ao estudo dos eventos de seca. No cenário global, em um 
recente estudo de eventos extremos apresentado em relatório pelo Painel 
Intergovernamental Sobre Mudanças Climáticas - IPCC, Seneviratne et 
al. (2012) aponta que existe uma tendência de que, desde a década de 
1950, algumas regiões do mundo têm experimentado secas mais severas 
e longas. Além disso, o mesmo estudo indica que os eventos de seca irão 
ocorrer de maneira mais intensa no século 21 em algumas estações do 
ano e para algumas áreas, devido às mudanças na temperatura e no 
regime de precipitações (SENEVIRATNE et al., 2012). Países como a 
Austrália, Estados Unidos, Portugal, África do Sul e Brasil tem 
enfrentado um aumento na incidência dos eventos de seca, o que tem 
gerado uma crescente demanda de medidas e políticas que atenuem os 
impactos gerados por este fenômeno (ALBUQUERQUE, 2010). 
No Brasil, a região Nordeste é conhecida historicamente pela 
recorrência e severidade de eventos de seca e por ser amplamente 
estudada na análise deste fenômeno. Recentemente, no período de 2014 
a 2015, a região Sudeste do país enfrentou a pior crise hídrica de sua 
história devido à ocorrência da seca mais severa dos últimos 80 anos, 
desde o início do registro dos dados pluviométricos (BBC NEWS, 
2015), o que comprometeu o abastecimento de 11 milhões de pessoas 
em São Paulo (MELO et al., 2016). A região Sul do Brasil, embora não 
apresente, em sua maior parte, estações secas tão bem definidas quando 
comparada a outras regiões do país, tem experimentado alguns eventos 
expressivos de ocorrência de seca ao longo da série histórica. De acordo 
com Grimm, Ferraz e Gomes (1998), os eventos extremos de seca na 
região Sul são geralmente associados aos fenômenos El Niño e La Niña. 
O Sul do Brasil é densamente povoado e concentra uma parte 
significativa da atividade econômica do país, moderna agricultura e 
intensa geração de energia hidroelétrica. De acordo com Liu e Kogan 
(1996), entre 1986 e 1987 a região Sul do Brasil mostrou alguns 
períodos mais expressivos de seca. No meio da estação chuvosa, os 
chamados "veranicos" durante janeiro e fevereiro tendem a afetar 
29 
 
agricultura da região. Lindner (2007) observa que as estiagens, algumas 
devida ao evento La Niña e outras sem causa identificada, definem o 
fenômeno meteorológico que causa os maiores impactos negativos na 
produção agrícola da região Sul do País. Em uma abordagem mais 
recente, os eventos de seca têm ocorrido com maior frequência na 
região, como os registros de eventos ocorridos em 2004, 2005 e 2006, 
período no qual cerca de 450 municípios decretaram situação de 
emergência (ALBUQUERQUE, 2010). Em 2012, novamente ocorreu 
um período expressivo de seca na região, o qual foi caracterizado como 
mais severo do que o ocorrido no período entre 2004 e 2006. 
No contexto histórico da ocorrência da seca na região Sul, 
considerando o grande impacto gerado na produção agrícola, traduz-se a 
relevância de realizar estudos de identificação, caracterização e análiseda ocorrência deste fenômeno. Embora existam programas e medidas 
emergenciais empregados no Brasil para atenuar os impactos gerados 
pela seca no formato de ações emergenciais (ALBUQUERQUE, 2010), 
ainda existe uma deficiência no planejamento e aplicação de ações de 
gestão de risco dos eventos de seca. 
 
2.2 ÍNDICES DE IDENTIFICAÇÃO E MONITORAMENTO DE 
SECA 
 
O monitoramento e a previsão de eventos de seca são 
verdadeiros desafios na gestão de recursos hídricos e prevenção de 
desastres naturais. O estudo dos eventos de seca, importante para os 
gestores de recursos hídricos, deve abordar a variabilidade dos fatores 
que influenciam neste fenômeno, a qual está também relacionada às 
variáveis climatológicas, como a temperatura, a umidade relativa e a 
velocidade do vento (SUPPIAH; WHETTON; WATTERSON, 2004). 
Uma análise dos eventos de seca envolve o estudo de séries 
históricas de chuva, visando estimar a magnitude, a duração e a 
intensidade de eventos distintos (HEIM et al., 2000). Dessa forma, com 
o objetivo de identificar quantitativamente e analisar as características 
dos eventos de seca foram desenvolvidos indicadores ou índices de 
quantificação e monitoramento de seca. De acordo com Lloyd-Hughes 
(2014), existe mais de 100 indicadores de seca na literatura, o que 
evidencia a complexidade da análise desse fenômeno. 
Os índices de seca constituem em uma série de equações que 
utilizam variáveis meteorológicas ou hidrológicas, como precipitação, 
temperatura, escoamento, umidade do solo e evaporação, combinadas a 
procedimentos estatísticos. O resultado do cálculo dos índices consiste 
30 
 
na representação numérica da seca, expressando de maneira mais 
simples e compreensível as características destes eventos (BARRA et 
al., 2002). 
A seleção do adequado índice de quantificação e 
monitoramento de seca pode ser relacionado com a categoria de seca a 
qual se deseja avaliar. Van Loon e Van Lanen (2012) observam, por 
exemplo, que índices meteorológicos não devem ser utilizados 
isoladamente para caracterizar secas hidrológicas, devido à resposta 
não-linear às entradas de processos climáticos. 
Os índices de seca podem ser divididos em duas categorias 
gerais: índices padronizados e índices baseados em limiares (VAN 
LOON, 2015). Os índices padronizados representam as anomalias ou os 
desvios em relação às condições normais através de uma forma 
padronizada. A severidade avaliada através desses índices é expressa 
somente em termos relativos, ou seja, indica a distância de um valor ao 
padrão limiar, não sendo traduzida diretamente em termos de valores 
absolutos. O grupo de índices padronizados foi originado do Índice de 
Precipitação Padronizado (SPI), e abrange diversos índices com 
procedimentos de cálculo similares disponíveis para as outras variáveis 
do ciclo hidrológico (VAN LOON, 2015). Portanto, consistem em 
ferramentas de análise da propagação de seca, na qual as secas 
decorrentes de diferentes componentes do ciclo hidrológico podem ser 
comparadas (TEN BROEK; TUELING; VAN LOON, 2014). 
O método baseado no valor limiar fundamenta-se na obtenção 
das características dos eventos de seca através da utilização de um valor 
pré-definido na simulação de variáveis hidrometeorológicas (VAN 
LOON, 2015) ou no processamento e análise de séries históricas. Dessa 
forma, quando a variável encontra-se abaixo deste valor limar pré-
definido, caracteriza-se como seca (VAN LOON, 2015). O valor limiar 
deve ser definido baseado nos níveis mínimos requeridos de acordo com 
os impactos da seca nos setores e sistemas de interesse, como na 
irrigação, no abastecimento da água, na operação de reservatórios, entre 
outros (LLOYD-HUGHES, 2014; HISDAL et al., 2004). 
Além da categorização geral, os índices de seca podem ser 
classificados de acordo com o tipo de seca que estes identificam. Os 
índices de seca meteorológica utilizam parâmetros como precipitação, 
temperatura e evaporação. Entre os exemplos de índices de seca 
meteorológica podem ser citados: índices de anormalidades discretas e 
acumuladas de precipitação, Índice de Severidade de Seca de Palmer 
(Palmer Drought Severity Index - PDSI), Deciles, Índice de Precipitação 
31 
 
Padronizado (Standardised Precipitation Index - SPI), entre outros 
(KEYANTASH; DRACUP, 2002). 
Os índices de seca hidrológica são associados a variáveis 
referentes aos sistemas de água presente no ciclo hidrológico, como o 
nível de água em reservatórios, nível de água subterrânea e vazões. 
Exemplos de índices de seca hidrológica são: Índice Hidrológico de 
Seca de Palmer (Palmer Hydrological Drought Index - PHDI), Índice de 
Abastecimento de Água em Superfície (Surface Water Supply Index - 
SWSI), Índice de Recuperação de Seca (Reconnaissance Drought Index 
- RDI) e o Índice de Vazão Padronizado (Standardised Runoff Index - 
SRI), entre outros (KEIYANTASH; DRACUP, 2012; BARKER et al., 
2016). 
Os índices de seca agrícola, ou seca de umidade do solo, estão 
justamente relacionados aos parâmetros vinculados à agricultura e às 
propriedades do solo, como umidade do solo, evapotranspiração e 
temperatura. Exemplos de índices de seca agrícola são: Índice de 
Umidade de Cultura (CMI), Índice de Anormalidade da Umidade de 
Palmer (Índice Z), Índice de Aridez (IA), entre outros (KEYANTASH; 
DRACUP, 2002). 
Dessa forma, os diversos índices de seca existentes na literatura 
apresentam suas particularidades, considerando que cada um é aplicado 
de acordo com sua específica metodologia e parâmetros requeridos 
(VAN LOON, 2015). No Quadro 1 são apresentados alguns dos índices 
mais utilizados aplicados ao monitoramento, caracterização e 
quantificação dos eventos de seca, bem como suas vantagens e 
desvantagens. 
Considerando a análise das vantagens e desvantagens de alguns 
índices de seca existentes na literatura, selecionou-se o Índice de 
Precipitação Padronizado (SPI) para a identificação dos eventos de seca 
meteorológica no presente estudo. A seleção do SPI é justificada na 
utilização de apenas uma variável no cálculo, a precipitação, o que torna 
a obtenção dos dados e seu processamento simples e viável. Ademais, 
quando comparado a outras metodologias, em especial ao índice PDSI, o 
SPI utiliza uma metodologia de cálculo menos complexa, facilitando a 
aplicação do índice em larga escala. 
32 
 
Quadro 1 – Índices de Seca mais utilizados 
Índice Autor Descrição Variável Vantagens Desvantagens 
Índice de 
Precipitação 
Padronizado 
(SPI) 
McKee et 
al.(1993) 
Baseado na 
distribuição de 
probabilidade da 
precipitação. 
Precipitação 
 Pode ser calculado 
para diferentes 
escalas de tempo; 
 Possibilita prever 
eventos de seca; 
 É menos complexo 
que o PDSI. 
 Necessita de séries 
históricas longas; 
 Baseado em dados 
preliminares que 
podem variar. 
Índice de 
Severidade de 
Seca de 
Palmer 
(PDSI) 
Palmer 
(1965) 
Conceitos de balanço 
entre demanda e 
suprimento de água. 
Precipitação, 
temperatura. 
 Utiliza um 
algoritmo para 
calcular o balanço 
hídrico e a 
umidade do solo; 
 Útil em aplicações 
agrícolas. 
 Os valores podem 
não identificar as 
secas tão 
facilmente como 
outros índices; 
 A metodologia é 
complexa. 
Deciles 
Gibbs e 
Maher 
(1967) 
Dividir os dados de 
precipitação em 10 
escalas, numa ordem 
ascendente e 
descendente. 
Precipitação 
 Fornece uma 
medida estatística 
exata da 
precipitação. 
 Exige no mínimo 
30 anos de registro 
de dados. 
Fonte: Adaptado de Albuquerque (2010) e Fernandes (2009). 
33 
 
2.2.1 Índice de Precipitação Padronizado - SPI 
 
O SPI é um dos índices disponíveis usados para a identificação de 
eventos de seca, bem como para a caracterização da severidade e 
duração destes (MCKEE; DOESKEN; KLEIST, 1993). O índice foi 
desenvolvido por McKee (1993) para classificar os dados de 
precipitação como um valor padronizadode acordo com a probabilidade 
de ocorrência da chuva. De acordo com Edwards (1997), o propósito do 
SPI é definir e monitorar eventos de seca, e este tem sido amplamente 
utilizado no mundo todo, aplicado à identificação dos períodos que 
apresentam deficiência de precipitação. 
O SPI compara a precipitação com a média da série histórica. 
Portanto, a média é definida como zero, sendo os valores acima de zero 
(variações positivas) indicados como períodos úmidos e os valores 
abaixo de zero (variações negativas) indicados como períodos secos 
(ZARGAR et al., 2011). Dessa forma, em um período de seca, o valor 
de SPI representa quanto a precipitação acumulada desvia da média 
normalizada. 
O Centro Nacional de Mitigação de Seca dos Estados Unidos, o 
Centro Climatológico do Colorado e o Centro Climatológico da Região 
Oeste (EUA) são exemplos de instituições que utilizam o SPI como uma 
ferramenta de monitoramento de seca. Segundo Van Loon (2015), 
especialistas participantes do workshop sobre seca, promovido pela 
WMO em 2009, recomendaram o SPI como índice a ser utilizado por 
todos os serviços meteorológicos e hidrológicos nacionais ao redor do 
mundo com o objetivo de caracterizar a seca meteorológica. 
No Brasil, o Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 
utiliza o SPI como ferramenta de monitoramento de secas no território 
nacional (Figura 2). De acordo com o CPTEC/INPE (2017), o SPI foi 
utilizado com o objetivo de oferecer uma metodologia simplificada e 
que possibilite a fácil interpretação do monitoramento dos eventos de 
seca. As categorias de intensidade de um evento de seca adotadas a 
partir de valores limiares (negativos) do SPI foram baseadas no National 
Integrated Drought Information System dos Estados Unidos. 
O SPI fornece resultados que possibilita avaliar a tendência da 
ocorrência dos eventos de seca ao longo do tempo, o que viabiliza e 
auxilia a previsão de eventos futuros. Ressalta-se, porém, que o 
comprimento da série histórica apresenta impacto significativo nos 
resultados obtidos para os valores do SPI (VAN LOON, 2015). A 
utilização de diferentes comprimentos de séries históricas gera 
diferenças numéricas nos valores de SPI (MISHRA; SINGH, 2010). O 
34 
 
impacto do comprimento da série histórica na discrepância dos valores 
de SPI ocorre devido a mudanças nos parâmetros de forma e escala da 
distribuição gama (MISHRA; SINGH, 2010). 
De acordo com Guttman (1999), para utilização do SPI são 
recomendados 30 anos de série histórica. Embora o SPI requeira longas 
séries históricas para ser computado de maneira precisa, e, não 
contabilize o parâmetro de evaporação, o índice possibilita uma análise 
consistente entre tempo e espaço de ocorrência dos eventos (BARKER 
et al., 2016). 
 
Figura 2 - SPI utilizado como ferramenta de monitoramento de seca no 
Brasil pelo CPTEC/INPE. 
 
Fonte: CPTEC/INPE (2017). 
 
35 
 
O cálculo do SPI pode ser computado para diferentes escalas de 
tempo, fator que proporciona uma análise comparativa para diferentes 
períodos de acumulação de precipitação que podem ser selecionados de 
acordo com o interesse do estudo. Dessa forma, a aplicação do SPI às 
diferentes escalas de tempo considera, indiretamente, os efeitos do 
déficit de precipitação cumulativo (VAN LOON, 2015). As diferentes 
escalas de tempo de análise do índice são definidas como meses de 
acumulação de precipitação. Dessa forma, SPI-1 corresponde ao cálculo 
do SPI para precipitações acumuladas de 1 mês, SPI-3 corresponde a 
precipitações acumuladas de 3 meses, e assim sucessivamente. 
As escalas de tempo devem ser empregadas considerando as 
variabilidades climáticas de curto e longo termo, e conforme a aplicação 
a qual o monitoramento estará destinado. Considerando que o déficit de 
precipitação ao longo do tempo de forma variável e gradual afeta 
diferentes componentes do ciclo hidrológico (ZARGAR et al., 2011), o 
múltiplo uso das escalas de tempo do SPI pode ser empregado para 
refletir a alteração em diferentes processos hidrológicos. O Quadro 2 
apresenta a interpretação do SPI para diferentes escalas de tempo. 
O período cumulativo de curto prazo é aplicado a processos que 
são rapidamente afetados pelo comportamento climático (1 a 2 meses), 
como a agricultura de sequeiro e a velocidade de com que as gramíneas 
e os arbustos secam (CPETEC/INPE, 2017). Processos que tem seu 
impacto percebido em uma escala de tempo mais longa consistem, por 
exemplo, na variação de nível de poços rasos, pequenas lagoas e rios 
menores (CPETEC/INPE, 2017). As escalas de tempo mais longas 
afetam, por exemplo, flutuação de nível de reservatórios ou aquíferos, 
ou grandes massas de água (CPTEC/INPE, 2017). 
O emprego de diferentes escalas de tempo converge na obtenção 
de diferentes resultados para as características de seca (MCKEE et al., 
1993). De acordo com Edwards (1997), aplicando-se as escalas de 
tempo de 3, 12 e 48 meses, é visto que a porcentagem do tempo com 
anomalias negativas aumenta com a redução da escala de tempo 
aplicada. 
Conforme é observado por Hayes et al. (1999), a seleção da 
escala de tempo deve estar intrínseca ao conhecimento climatológico. 
Isso porque para pequenas escalas de tempo como de 1 a 3 meses, o SPI 
é muito similar à percentagem da representação normal de precipitação, 
a qual pode ser enganosa para regiões onde baixos totais de precipitação 
são climatologicamente esperados (HAYES et al., 1999). 
A escala de tempo de 12 meses de precipitação acumulada é 
largamente utilizada em estudos de seca, especialmente quando se 
36 
 
analisa a propagação da seca meteorológica em seca hidrológica. 
Segundo Vicente-Serrano e Cuadrat (2002), essa escala evita as 
variações de frequência intra-anuais e permite identificar a seca 
hidrológica e detectar os principais períodos secos. 
 
Quadro 2 – Interpretação para diferentes escalas de tempo do SPI. 
SPI Fenômeno refletido Aplicação/Observação 
SPI-1 Condições de curto prazo 
Alterações de curto-termo na 
umidade do solo e na 
agricultura. 
Similares à precipitação normal 
mensal. 
SPI-3 
Condições de umidade de 
médio e curto prazo 
Estimativa sazonal de 
precipitação. 
Tem grande aplicação na 
análise de umidade do solo. 
SPI-6 Condições de médio prazo 
Estimativa da precipitação ao 
longo das estações do ano. 
 
SPI-9 
Padrões de precipitação 
em uma escala de tempo 
médio 
SPI-9 < -1,5 trata-se de um 
bom indicador de impactos 
significativos da seca na 
agricultura. 
SPI-12 
Padrões de precipitação de 
longo prazo 
Associado às vazões, níveis de 
água de reservatórios e níveis 
de água subterrânea. 
Fonte: Adaptado de NDMC (2017), Albuquerque (2010) e Zargar et al. 
(2011). 
 
2.3 CARACTERÍSTICAS DOS EVENTOS DE SECA 
 
Eventos de seca diferem entre si conforme as suas características, 
essencialmente: intensidade, duração e distribuição espacial (WILHITE, 
2000). Além dessas, outras características relevantes incluem frequência 
e magnitude (ZARGAR et al., 2011). 
37 
 
A Figura 3 apresenta as definições das características da seca de 
acordo com o SPI. Como é possível visualizar, a magnitude de um 
evento de seca está relacionada com as intensidades cumulativas e com 
a duração do evento. 
 
Figura 3 - Definições das características da seca de acordo com o SPI. 
 
Fonte: Adaptado de Santos, Portela e Pulido-Calvo (2011). 
 
2.3.1 Intensidade 
 
A intensidade de um evento de seca se refere ao grau da 
anomalia negativa de precipitação em relação às condições normais, e à 
gravidade associada ao déficit (WILHITE, 2000). A intensidade é 
medida geralmente a partir de um índice de monitoramento e 
identificação da seca (WILHITE, 2000). 
Dentro do contexto da aplicação do SPI, a intensidade é medida 
através do ajuste à distribuição de probabilidade de um determinado 
valor de precipitação, posteriormente transformado emdistribuição 
normal. Sendo assim, a intensidade representa o quanto o valor da 
precipitação desviou da média normalizada para um determinado 
período pontual. Ademais, segundo Salas (1993), a intensidade pode ser 
definida como o raio da magnitude sobre a duração do evento. 
De acordo com Wilhite (2000), uma das principais dificuldades 
relacionadas à obtenção de resultados para intensidade da seca consiste 
na determinação do valor limiar (threshold level) para a definição do 
início da seca. McKee et al. (1993) define um evento de seca quando o 
38 
 
SPI (intensidade) atinge o valor limiar de -1 ou menor. Entretanto, o 
valor limiar pode ser arbitrariamente selecionado (WILHITE, 2000) de 
acordo com o impacto de interesse e a região de estudo. 
A intensidade da seca pode ser definida conforme os valores de 
SPI em diferentes categorias. Os valores limites que definem cada 
categoria variam na literatura conforme as características da região e o 
interesse do estudo. As categorias de intensidade definidas por McKee 
et al. (1993) são apresentadas no Quadro 3. 
 
Quadro 3 – Categorias de intensidade da seca. 
SPI Categoria 
0 a -0,99 Seca fraca 
-1,00 a -1,49 Seca moderada 
-1,50 a -1,99 Seca severa 
 -2,00 Seca extrema 
Fonte: Adaptado de McKee et al. (1993). 
 
A intensidade máxima em uma seca pode ser facilmente 
determinada através do SPI, determinando-se o pico mínimo entre os 
valores calculados. A severidade, por sua vez, é determinada através da 
soma de todos os valores absolutos que fazem parte de um evento de 
seca. Sipioni et al. (2015), calcula a severidade total da seca 
considerando todos os eventos ocorridos para um determinado período. 
 
2.3.2 Duração 
 
A duração da seca consiste no período entre o início e o final de 
um evento de seca (MCKEE et al., 1993). Dessa forma, a duração da 
seca é interpretada como o número de intervalos consecutivos, 
geralmente meses, em que a precipitação permanece abaixo de um valor 
limiar pré-estabelecido. 
Dependendo da região, a duração de uma seca pode variar de 
semanas a anos (SALAS, 1993). A aplicação de diferentes escalas de 
tempo é um fator que influencia na duração dos eventos. Por 
conseguinte, quanto maior a escala de tempo empregada, menor a 
frequência de eventos e maior a duração (MCKEE et al., 1993). 
39 
 
Geralmente secas de longa duração são compostas 
essencialmente de secas de curto prazo que ocorreram consecutivamente 
ou intermediadas por períodos úmidos não muito significativos 
(EDWARDS, 1997). A duração de um evento de seca também reflete na 
propagação da seca meteorológica em outras categorias de seca. Sendo 
assim, o alastramento da deficiência hídrica e seus impactos são 
componentes resultantes de um fenômeno cumulativo. 
Considerando que a magnitude de um evento de seca é definida 
proporcionalmente à sua duração, secas prolongadas e que ocorrem com 
baixa frequência representam um risco maior se comparadas a 
frequentes eventos ocorridos em curtos períodos de tempo intercalados 
por períodos úmidos (VICENTE-SERRANO et al., 2004). 
 
2.3.3 Distribuição Espacial 
 
A distribuição espacial dos eventos de seca e suas 
características, bem como a extensão espacial desse fenômeno são 
fatores importantes a serem avaliados na gestão de risco das secas. A 
distribuição da ocorrência de seca em determinada região tende a revelar 
padrões espaciais significativos. Além disso, a análise espacial auxilia 
na investigação de influências do relevo, circulação atmosférica e tipos 
de clima sobre a ocorrência da seca meteorológica (SANTOS; 
PORTELA; PULIDO-CALVO, 2011). A intensidade e a duração dos 
eventos de seca são espacialmente variáveis. Melo et al. (2016), 
identifica, por exemplo, que a seca ocorrida em 2014 na região Sudeste 
do Brasil foi mais crítica para a região nordeste da área de estudo, 
apresentando valores de intensidade menores que as demais regiões. Os 
mapas de monitoramento de seca através do SPI consistem na avaliação 
da distribuição e extensão espacial da intensidade das anomalias 
meteorológicas ocorridas em um determinado período. 
As áreas afetadas pelas secas evoluem gradualmente 
(WILHITE, 2000), considerando uma série de fatores climatológicos, 
físicos e hidrológicos que influenciam na propagação espacial. Países 
com uma área extensa como Brasil, China, Índia, Estados Unidos e 
Austrália, dificilmente sofrerão uma seca que afete o país inteiro 
(WILHITE, 2000). Em países menores, existe a possibilidade de todo o 
país ser afetado, uma vez que as secas geralmente são fenômenos 
regionais e resultam de anomalias em larga escala nos padrões de 
circulação atmosférica que se estabelecem e persistem por períodos 
(WILHITE, 2000). 
 
40 
 
2.3.4 Frequência 
 
A frequência se refere ao tempo médio entre eventos de seca 
cuja severidade é igual ou maior que o valor limiar, podendo ser 
representado por período de retorno (ZARGAR et al., 2011). Sipioni et 
al. (2013) define a frequência de seca como o número de eventos 
ocorridos em um determinado período. 
De acordo com Mishra e Singh (2011), a frequência de 
ocorrência da seca torna-se mais útil quando está relacionada 
quantitativamente com outros aspectos, como a severidade, duração e 
área. A partir dessa análise, desenvolveram-se estudos que elaboraram 
curvas de severidade-área-frequência (SAF) e curvas de severidade-
duração-frequência (SDF). 
Considerando a aplicação do SPI para as diferentes escalas de 
tempo, constatou-se que conforme aumenta a escala de tempo 
empregada a frequência diminui de maneira inversamente proporcional 
(McKee et al., 1993). 
 
2.4 FATORES CLIMATOLÓGICOS QUE INFLUENCIAM NA 
PRECIPITAÇÃO DO SUL DO BRASIL 
 
Na região Sul do Brasil, a precipitação é caracterizada por 
apresentar heterogeneidade entre a região norte e região sul. Ao norte do 
Sul do Brasil predomina regime típico de monção, cujas maiores 
precipitações ocorrem no verão e apresenta um inverno seco (GRIMM, 
2009). Ao sul, o regime é característico de latitudes médias, com uma 
distribuição de precipitação praticamente uniforme ao longo do ano 
(GRIMM, 2009). A topografia da região é um fator influente, 
considerando que as maiores precipitações estão relacionadas à ascensão 
da barreira topográfica (GRIMM, 2009), especialmente devido ao efeito 
orográfico gerado na costa leste da região Sul. 
Além da influência de efeitos topográficos na precipitação da 
região Sul do Brasil, a variabilidade é influenciada significativamente 
pelo sistema climático que a rege. Entre as principais causas da 
variabilidade na precipitação, citam-se a variabilidade no oceano 
Atlântico tropical; na Zona de Convergência do Atlântico Sul; no 
oceano Pacífico (CAVALCANTI et al., 2009); além dos mecanismos de 
bloqueios atmosféricos (REBOITA et al., 2010) e Oscilação Madden-
Julian (KAYANO; JONES; DIAS, 2009). 
A temperatura da superfície do mar (TSM) tem sua influência 
em mecanismos de anomalias de precipitação em escalas interanuais e 
41 
 
multidecenais. Ambos os oceanos Atlântico tropical e oceano Pacífico 
conduzem padrões e anomalias na precipitação do sudeste da América 
do Sul. A redução da temperatura do Atlântico tropical indica um 
aumento na umidade e consequente aumento da precipitação média É 
esperado, portanto, que a condição de temperaturas quentes no oceano 
Atlântico tropical tende a favorecer a ocorrência de seca na América do 
Sul (SEAGER et al., 2010). 
As variações da precipitação também ocorrem devido às 
alterações da Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS). Essa 
característica climática consiste na presença de uma faixa de 
nebulosidade e chuva, que associada a uma zona de convergência na 
baixa troposfera orienta-se no sentido noroeste-sudeste, frequentemente 
sobre o oceano Atlântico Subtropical (CARVALHO; JONES, 2009). A 
atuação da ZCAS na região Sul ocorre a partir de setembro/outubroe se 
estende até março/abril (NERY, 2005), aumentando os níveis de 
precipitação nessa região. A ZCAS ocorre mais ao norte da região Sul, o 
que justifica a chuva de verão mais intensa nessa região 
(CAVALCANTI et al., 2009). 
Os bloqueios atmosféricos consistem em mecanismos 
climáticos que podem causar tanto aumento na precipitação quanto as 
estiagens na região Sul, dependendo da sua localização (REBOITA et 
al., 2010). Estes mecanismos são caracterizados pela presença de um 
anticiclone que permanece quase estacionário por algum tempo e 
interfere na corrente zonal, impedindo o deslocamento para leste dos 
sistemas sinóticos, como frentes, ciclones e anticiclone (AMBRIZZI; 
MARQUES; NASCIMENTO, 2009), e, dividindo o escoamento zonal 
em dois ramos. De acordo com Knox e Hay (1984), o desvio dos 
sistemas sinóticos pode causar déficit de precipitação nas regiões 
bloqueadas e enchentes no lado polar e equatorial. Períodos sem a 
ocorrência de precipitação em Santa Catarina, geralmente no outono, 
podem estar associados ao bloqueio de frentes frias, as quais são 
desviadas para a costa do Rio Grande do Sul (SACCO, 2010). 
A Oscilação de Madden-Julian (OMJ) consiste em uma célula 
de circulação sazonal que se propaga para leste em um período de 30 a 
60 dias. A OMJ é identificada como uma das principais causas de 
anomalias extremas na precipitação quando analisada a variabilidade 
intrassazonal (KAYANO; JONES; DIAS, 2010), sendo intensificada 
através da relação com as ZCAS. 
 
 
42 
 
2.4.1 Fenômeno El Niño - Oscilação Sul (ENOS) 
 
O fenômeno El Niño - Oscilação Sul (ENOS) consiste em uma 
variação interligada do sistema oceano-atmosfera, que ocasiona 
alterações na Temperatura da Superfície do Mar (TSM), na pressão 
atmosférica, no vento e na convecção tropical no oceano Pacífico 
(CAVALCANTI et al., 2009). A denominação desse fenômeno refere-se 
justamente aos componentes de sua formação: variação oceânica (El 
Niño/ La Niña) e variação da pressão atmosférica representada pela 
Oscilação Sul (FECHINE, 2015). O evento El Niño está relacionado à 
redução da diferença de pressão e às anomalias positivas na TSM no 
oceano Pacífico central e leste tropical (VICENTE-SERRANO et al., 
2011). O evento La Niña, por sua vez, está relacionado a anomalias 
negativas na TSM e ao aumento do gradiente de pressão de oeste a leste 
no oceano Pacífico (VICENTE-SERRANO et al., 2011). 
Acredita-se que os fenômenos ENOS compõem a principal 
causa da variabilidade interanual do clima no Brasil (CAVALCANTI et 
al., 2009), evidenciado na interferência na TSM e na variabilidade da 
precipitação anual e sazonal. A ocorrência de El Niño na primavera, 
especialmente em novembro, tende a gerar fortes anomalias positivas na 
precipitação da região Sul do Brasil, podendo causar várias ocorrências 
de enchentes associadas a esses episódios (CAVALCANTI et al., 
2009).Durante os eventos de La Niña tendem a ocorrer anomalias 
negativas, podendo resultar na ocorrência de déficit de chuva na região 
Sul do Brasil (CAVALCANTI et al., 2009). 
Estudos analisaram o impacto do ENOS sobre a variabilidade 
de precipitação da região Sul (GRIMM; FERRAZ; GOMES, 1998) e em 
outras regiões, incluindo a utilização do SPI para avaliar a resposta da 
precipitação à ocorrência de eventos El Niño e La Niña (PENALBA; 
RIVERA, 2016). A abordagem da variabilidade da precipitação 
utilizando o SPI em comparação aos períodos de ocorrência dos eventos 
El Niño e La Niña torna-se importante para quantificar com precisão a 
variedade de impactos relacionados à variabilidade ENOS. Dessa forma, 
quando são estudados mecanismos atmosféricos de seca devem-se 
considerar as diferentes escalas de tempo a fim de ter uma perspectiva 
das implicações de riscos (VICENTE-SERRANO et al., 2011). Nesse 
contexto, os estudos apontam que ocorre um aumento na probabilidade 
de ocorrência de seca durante os eventos La Niña (VICENTE-
SERRANO et al., 2011). 
Os eventos La Niña apresentam frequência de 2 a 7 anos, porém 
têm ocorrido em menor quantidade nas últimas décadas (INPE/CPTEC, 
43 
 
2017). A duração de eventos La Niña varia de 9 a 12 meses e 
apresentam intensidade de desvios de TSM menores que na ocorrência 
de eventos El Niño (INPE/CPTEC, 2017). As últimas ocorrências do 
fenômeno La Niña foram: no período de 1988 a 1989, um dos episódios 
de maior intensidade do fenômeno; anos de 1995 a 1996; anos de 1998 a 
2001; e 2007 a 2008 (INPE/CPTEC, 2017). 
Considerando a influência da conexão entre a atmosfera e o 
oceano Pacífico no clima global, a variabilidade de ocorrência dos 
eventos El Niño e La Niña é monitorada. O monitoramento e a 
caracterização do fenômeno ENOS ocorrem através de índices, como o 
Índice de Oscilação Sul (IOS), os índices nomeados Niño (Niño 1+2, 
Niño 3.4 e Niño 4) (INPE/CPTEC, 2017) e o Índice Oceânico Niño 
(ONI) (PENALBA; RIVERA, 2016), que auxiliam na previsão e análise 
de padrões na ocorrência de eventos extremos. 
 
44 
 
 
45 
 
3 METODOLOGIA 
 
3.1 ÁREA DE ESTUDO 
 
A área selecionada para realizar o estudo de seca meteorológica 
compreende a região Sul do Brasil (Figura 4). A região Sul apresenta 
uma área total de 576.384 km² (IBGE, 2016) e é constituída por três 
estados: Paraná (PR), Santa Catarina (SC) e Rio Grande do Sul (RS). De 
acordo com o IBGE (2010), a população que reside na região Sul 
corresponde a 27.386.891 habitantes, sendo considerada uma região 
densamente povoada. 
A região Sul concentra grande parte da atividade econômica e é 
caracterizada por apresentar moderna produção agrícola e intensa 
geração de energia hidrelétrica. A economia da região Sul é baseada 
principalmente na atividade agrícola, na pecuária e no setor industrial, 
apresentando também importante representatividade na geração de 
energia (SANSIGOLO et al., 2004). Conforme os dados do IBGE 
referente à safra de 2000 a 2001, cerca de 90% da produção de arroz 
irrigado foram provenientes da região Sul (ALBUQUERQUE, 2010). 
Além disso, trata-se de uma região com destaque na produção nacional 
de soja. 
O uso do solo é variado, apresentando um uso intensivo agrícola 
na parte norte da região Sul, com uma produção voltada principalmente 
ao cultivo de soja e feijão. Na parte sul e sudoeste a atividade agrícola é 
voltada para a produção de pasto e arroz irrigado. No centro-norte as 
áreas de uso agrícola são mescladas por fragmentos de mata Atlântica 
subtropical secundária. A região costeira é fortemente ocupada por áreas 
urbanas, pastagens e fragmentos de floresta nativa (CHAGAS; 
CHAFFE, 2016). 
O clima do Sul do Brasil é predominantemente subtropical, o que 
caracteriza verões quentes e úmidos e invernos frios e secos. O planalto 
meridional e as serras são responsáveis por contrastes significativos na 
distribuição de temperaturas (CAVALCANTI et al., 2009). A 
localização geográfica da região Sul, na transição entre os trópicos e as 
latitudes médias, e o relevo acidentado são componentes que 
corroboram para ocorrência de contrastes no regime de precipitação e 
temperatura (CAVALCANTI et al., 2009). 
O regime de precipitação apresenta transição entre a região norte 
e a região sul. O norte do Paraná é característico de regime de monção, 
com significativa variação de precipitação em que os verões são mais 
chuvosos e os invernos mais secos (GRIMM, 2009). O Rio Grande do 
46 
 
Sul por sua vez apresenta um regime característico de latitudes médias, 
com precipitação praticamente uniforme ao longo do ano e chuvas mais 
fortes no inverno (GRIMM, 2009). Ademais, a influência do relevo 
também é perceptível, sendo as maiores precipitações associadas à 
ascensão sobre a barreira topográfica (GRIMM, 2009). As anomalias na 
precipitação que caracterizam eventos extremos na região geralmente 
são associadas à influência dos fenômenos El Niño e La Niña (GRIMM; 
FERRAZ; GOMES, 1998).Figura 4 - Área de estudo, região Sul do Brasil, e as Estações 
Pluviométricas analisadas. 
 
Fonte: Limites políticos (IBGE, 2016); estações pluviométricas (ANA, 2017); 
altimetria (USGS, 2006). 
 
A convergência de umidade horizontal na região Sul é coincide 
com o regime de precipitação. Dessa forma, no verão a máxima 
convergência horizontal de umidade se concentra mais ao norte da 
região Sul, ao passo que no inverno situa-se mais ao sul, fator que 
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-55 -50
-30
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0 100 200 km
±
-65 -40
-20
0
BRASIL
Altitude (m)
1831
0
# Estações
Pluviométricas
47 
 
coincide com as regiões que apresentam maiores valores de precipitação 
nessas estações (CAVALCANTI et al., 2009). 
A precipitação média anual varia de 1300 mm a 2600 mm, 
conforme o mapa isoietas anuais médias na região Sul do Brasil (Figura 
14), elaborado a partir dos dados do CPRM (2006). As áreas que 
apresentam menores índices de precipitação correspondem ao centro-
norte do Paraná e ao sul do Rio Grande do Sul. Enquanto as áreas 
referentes aos maiores índices de precipitação correspondem à região 
centro-oeste da região Sul e ao leste do Paraná. 
 
Figura 5 - Isoietas Anuais Médias na Região Sul no período de 1977 a 2006. 
 
Nota: A interpolação espacial dos valores de precipitação anual média foi 
realizada pelo método da krigagem. 
Fonte: Limites políticos (IBGE, 2016); isoietas anuais médias (CPRM, 2006). 
 
 
48 
 
3.2 DADOS PLUVIOMÉTRICOS 
 
Os dados pluviométricos utilizados no presente estudo foram 
obtidos das séries históricas das estações pluviométricas monitoradas 
pela Agência Nacional de Águas (ANA), no portal de informações 
hidrológicas HidroWeb (ANA, 2015). Inicialmente, analisaram-se um 
total de 1947 estações pluviométricas presentes no banco de dados da 
ANA (2015). Considerando a variabilidade do período de dados 
disponíveis em cada estação e a porcentagem de falhas existente, 
realizou-se uma pré-seleção dos dados baseada no critério de qualidade 
dos dados e no tamanho da série histórica necessária para computar o 
SPI. 
O período contínuo de análise foi estabelecido observando os 
anos de início e fim das medições de dados. Sendo assim, constatou-se 
que grande parte das estações pluviométricas teve início das medições 
entre os anos de 1974 e 1976. De maneira similar, verificou-se que a 
maior parte das estações apresenta dados disponíveis até o ano de 2010. 
Considerando essa avaliação dos dados, determinou-se o período de 
análise entre 1975 e 2010. O período de 35 anos de análise está em 
concordância com o intervalo de tempo recomendado na literatura, 
correspondente a 30 anos de dados para análise consistente de seca 
meteorológica através da aplicação do SPI (GUTTMAN, 1999). 
Definido o período de análise, estabeleceu-se um critério de 
controle de qualidade dos dados de maneira a eliminar possíveis erros 
referentes a períodos que apresentaram falhas nos dados, ou seja, devido 
à ausência de medição. Sendo assim, foram selecionadas estações que 
apresentaram uma porcentagem máxima de falhas de 10% de dados 
diários na série histórica. 
Sendo assim, aplicando-se os critérios, restaram 685 estações 
pluviométricas. Utilizou-se, então, uma análise exploratória dos dados, 
na qual foram removidas estações com dados incoerentes e duvidosos, 
como dados de chuva na quarta ordem de grandeza ou que continham 
zeros no lugar de dados falhados. A análise exploratória foi baseada na 
observação de gráficos com valores máximos, mínimos e médios anuais. 
Então, a partir dessa análise eliminaram-se 14 estações que 
apresentaram essas características, restando 671 estações pluviométricas 
(Figura 4). 
As 671 estações selecionadas são distribuídas de maneira 
heterogênea ao longo dos três estados. Dessa forma, no Paraná foram 
selecionadas 454 estações, em Santa Catarina 91 estações, e, no Rio 
Grande do Sul 126 estações pluviométricas. 
49 
 
Para o presente estudo não foi aplicado nenhum método de 
análise de consistência dos dados, sendo utilizados os dados com a 
consistência definida pela ANA (2015). O processo de análise de 
consistência trata da verificação da confiabilidade dos dados pelas 
agências reguladoras, sendo o procedimento de controle de qualidade, 
correções e eventual preenchimento de falhas (GEINF, 2014). O Paraná 
é o estado que apresentou maior porcentagem de dados não consistidos, 
podendo implicar em erros de análise dos resultados obtidos com o 
cálculo do SPI. 
 
Figura 6 - Porcentagem de falhas (a) e consistência (b) nos dados das 
estações selecionadas, no período de 1975 a 2010. 
 
 
Fonte: Limites políticos (IBGE, 2016); Estações pluviométricas (ANA,2015). 
 
 
3.2.1 Preenchimento de falhas nos dados 
 
Considerando que a seleção das estações foi realizada 
estabelecendo-se o limite máximo de falhas de até 10% dos dados 
diários, diversas estações selecionadas apresentaram ausência de dados. 
Essas falhas implicam em determinada inconsistência no cálculo do 
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Dados consistidos (%)
0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100
!( !( !( !( !( !( !( !( !( !(
(b)
50 
 
índice, tendo em vista que são considerados dados pluviométricos 
cumulativos para um período contínuo (MCKEE et al., 1993). Sendo 
assim, o preenchimento de falhas foi realizado utilizando-se a média das 
três estações mais próximas com dados disponíveis. Essa metodologia 
de preenchimento de falhas é baseada no método da ponderação regional 
(BERTONI; TUCCI, 2001). 
 
3.3 ÍNDICE DE PRECIPITAÇÃO PADRONIZADO (SPI) 
 
O Índice de Precipitação Padronizado (Standardised 
Precipitation Index – SPI) foi selecionado no presente estudo para 
identificar e caracterizar os eventos de seca meteorológica da região Sul. 
O índice foi desenvolvido com o objetivo de classificar os dados de 
precipitação como um valor padronizado de acordo com a probabilidade 
de ocorrência da chuva (MCKEE et al., 1993). 
O SPI é computado para diferentes escalas de tempo, que 
consistem em um determinado período de precipitação acumulada 
(BARKER et al., 2016). Sendo assim, uma escala de tempo de 3 meses 
(SPI-3) consiste no cálculo do índice para a precipitação cumulativa de 
3 meses consecutivos através da soma móvel. A escala de tempo é 
aplicada objetivando-se comparar a precipitação ao longo de 
determinados períodos, relacionando os resultados com as diferentes 
características meteorológicas de longo e curto termo e os efeitos de 
propagação da seca. No presente estudo, as escalas de tempo 
selecionadas para o cálculo do SPI foram de 24 meses (SPI-24), 12 
meses (SPI-12), 9 meses (SPI-9), 6 meses (SPI-6) e 3 meses (SPI-3). 
O cálculo do SPI consiste no ajuste dos valores da soma móvel, 
conforme a escala de tempo selecionada (período de precipitação 
acumulada) a uma distribuição de probabilidade (MCKEE et al., 1993), 
geralmente Gama. A distribuição Gama foi, portanto, selecionada para o 
cálculo do SPI no presente trabalho, considerando os diversos estudos 
que testaram a distribuição de probabilidade mais adequada para 
computar o índice (GUTTMAN, 1999; STAGGE et al., 2015). 
A distribuição Gama é computada através da aplicação da função 
de densidade de probabilidade (THOM, 1966): 
 
 
 
 
 (1) 
 
onde: , é um parâmetro de forma; , é um parâmetro de 
escala; , é o valor da precipitação; e é a função Gama. 
51 
 
Os parâmetros estimados são então utilizados para encontrar a 
probabilidade cumulativa de um observado evento para cada mês, escala 
de tempo e estação específica (EDWARDS, 1997). A função de 
distribuição acumulada Gama é então computada, a qual consiste na 
integral da função de densidade de probabilidade Gama apresentada 
anteriormente. Assim, integrando a equação (1), tem-se: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 (2) 
 
onde os parâmetros da função cumulativa são computados de 
acordo com as equações: 
 
 
 
 
 
 
 
 (3) 
 
 
 
 (4) 
 
 
 
 
 (5) 
 
onde é o numero de observações de precipitação e é a média da 
amostra de dados. 
Os valores resultantes da função de distribuição acumulada Gama 
são ajustados ao inverso da distribuição normal com media zero e 
variância igual a um (GUTTMAN, 1998). A aplicação do inverso da 
distribuição normal padronizada resulta nos valores de SPI, como 
representado na equação abaixo. 
 
 (6) 
 
Onde é o inverso da função de probabilidade normal com 
média zero e variância um. 
A Figura 7, que exemplifica a transformação de 
equiprobabilidade da distribuição gama ajustada para a distribuição 
normal padronizada. 
Para a presente metodologia de análise, um evento de seca é 
definido como um período consecutivo que inicia quando o valor de SPI 
atinge -1 ou menos, sendo continuamente negativo, e finaliza quando o 
SPI retorna a um valor positivo (MCKEE et al., 1993). O valor definido 
52 
 
como -1 é denominado valor limiar, e determina o limite abaixo do qual 
o valor de precipitação é considerado um déficit negativo que 
caracteriza o início de um evento de seca. 
Considerando a grande quantidade de dados a serem computados, 
o cálculo do SPI foi realizado através de um programa desenvolvido no 
software Matlab (Apêndice A). 
 
3.4.1 Características dos Eventos de Seca 
 
As características dos eventos de seca para análise foram obtidas 
através dos resultados do cálculo do SPI para cada estação pluviométrica 
selecionada. Sendo assim, foram avaliadas a intensidade, duração e 
frequência das secas meteorológicas nas escalas de tempo. 
A intensidade dos eventos, referente ao grau de anomalia 
negativa da precipitação em relação às condições normais (WILHITE, 
2000), foi avaliada quanto à intensidade máxima e os valores de 
precipitação limiares que definiram os eventos de seca em cada estação. 
A duração dos eventos foi definida como período contínuo em 
que o SPI assume valores negativos, iniciando quando SPI atinge o valor 
de -1 e finaliza quando este retorna a um valor positivo. No presente 
estudo foram avaliadas as durações máximas de eventos de seca para 
cada estação. 
A frequência foi definida como o número de eventos de seca 
meteorológica ocorridos no período de análise (SIPIONI et al., 2013). 
 
 
 
53 
 
Figura 7 - Equiprobabilidade da distribuição gama ajustada para a distribuição normal padronizada. 
 
Fonte: Adaptado de Barker et al. (2016) e Edwards (1997).
54 
 
 
3.4 ELABORAÇÃO DOS MAPAS DE DISTRIBUIÇÃO 
ESPACIAL 
 
A representação da extensão espacial da seca e a avaliação da 
variabilidade das características dos eventos de seca na área de estudo 
foram realizadas através da elaboração de mapas de distribuição 
espacial. Sendo assim, as características dos eventos são abordadas em 
uma análise espacial para as diferentes escalas de tempo de aplicação do 
SPI pré-determinadas. Por conseguinte, a análise espacial possibilita 
investigar relações entre padrões de seca identificados e as influências 
do sistema climático da região Sul. 
A