Rainfall erosivity in Fortaleza, Ceará State, Brazil: I - distribution, probability of occurrence and return period - 1st approximation

A aplicação da Equação Universal de Perdas de Solo para previsão de perdas por erosão e para planejamento conservacionista requer a avaliação de valores locais de índices de erosividade da chuva. Visando contribuir para o conhecimento desses índices na zona litorânea do estado do Ceará, os objetivos do presente estudo foram: (a) determinar o fator R e os valores anuais do índice EI30, sua distribuição mensal, probabilidade de ocorrência e períodos de retorno em Fortaleza (CE) no período de 1962 a 1981, e (b) criar um banco de dados que permita, numa análise posterior, avaliar as correlações entre o índice EI30 e as chuvas mensais, com vistas em simplificar o cálculo desse índice e atualizar seus valores durante o período de 1982 a 2000. A energia cinética total, intensidades uniformes, intensidades máximas em 30 minutos e o índice EI30 em chuvas individuais foram determinados em 7.300 diagramas diários de pluviógrafo do período de 1962 a 1981, disponíveis na Estação Meteorológica da Universidade Federal do Ceará, em Fortaleza. Distribuições de freqüência dos valores máximos individuais e anuais do índice EI30 e seus períodos de retorno foram calculados e plotados em curvas de probabilidades de ocorrência desses valores. No período de 20 anos, o valor do fator R em Fortaleza foi de 6.774 com uma amplitude de 2.237 a 12.882 MJ mm (ha h ano)-1. Esse valor médio anual pode ocorrer ou ser superado pelo menos uma vez a cada 2,2 anos, com uma probabilidade de 46 %. Os valores individuais máximos estimados para os períodos de retorno de 2, 5, 20, 50 e 100 anos foram de 1.363, 2.415, 3.783, 5.950 e 8.000 MJ mm (ha h)-1, respectivamente. Nos meses de fevereiro a maio, são esperadas as mais altas perdas de solo e água, posto que 70 % do valor anual do índice de erosividade ocorre nesse período, quando é utilizado o preparo convencional do solo e a cobertura vegetal é incipiente.The use of the Universal Soil Loss Equation to predict erosion losses and for conservation planning requires an evaluation of index values of local rainfall erosivity. As a contribution to knowledge on these indexes in the coastal zone of Ceará State, the objectives of this study were: (a) to determine the R factor and the annual EI30 index values, its monthly distribution, probability of occurrence and return periods in Fortaleza, Ceará State, Brazil for the period of 1962 to 1981, and (b) to create a data bank that allows, by a subsequent analysis, the assessment of correlation between the EI30 index and monthly rainfall amounts in order to simplify the index calculation and to update its values for the years 1982 to 2000. Total rainfall kinetic energy, uniform intensities, maximum 30 minutes intensity and the EI30 index for individual rainstorms were determined on 7,300 daily rain gauge charts from 1962 to 1981, available at the Meteorological Station of the Federal University of Ceará, in Fortaleza. The distribution frequency for the maximum individual and annual EI30 values and their return periods were calculated and plotted on curves of occurrence probability of these values. Over the 20 years period, the R factor found in Fortaleza was 6,774 in a range from 2,237 to 12,881 MJ mm (ha h y)-1 and this average annual value is expected to occur, or to be exceeded, at least once in 2.2 years with an occurrence probability of 46 %. Maximum individual EI30 values estimated for return periods of 2, 5, 20, 50 and 100 years were 1,363, 2,415, 3,783, 5,950 and 8,000 MJ mm (ha h)-1, respectively. Distribution of the local erosivity showed that 97 % of the annual EI30 occurs in the first semester of the year. Highest soil and water losses are to be expected during the months of February to May, since 70 % of the annual erosivity index value occurs in this quarter of the year, when conventional tillage is used for seedbed preparation and the canopy is incipient