Scenario building rainfall regime in the state of Ceará: applicability of Fourier analysis

Located in the Northeast of Brazil, the state of Ceará has a different climatical system from other regions, and it has been widely studied about the peculiar rain regime . To undesrtand that regime, the state was divided into homogeneous rain macro-regions for the studies done by Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUCEME). In order to characterize and build possible sceneries related to the rain level, pluviometrical places were selected in those macrorregiões to apply a mathematical tool called Fourier Analysis, which helps to turn the data of a time series into frequency data, what allows to verify the behavior of the variability in each macro-regions. Results based on the precipitation data of the selected places have showed that the tool is effective in the characterization of the region in climatical studies, briefly indicating thatcreating for regions closer to the shore, the frequency curve has less irregular features. The eastern places are a little similar in their variability, although they are in different macro-regions. When it comes to the macro-region in the Central Countryside, the results showed that the place had a peculiar feature, and a speficic study for that region was suggested. The Fourier Analysis also creates possible sceneries related to the pluviometrical level in the next years. Nevertheless, the sceneries studied presented high level of variation in their behaviour, indicating years of extreme scarcity, and right after that extreme abundance in relation to the average of the rain level in that region. That variation may be explained by the high pluviometrical variability rate, which occurs every year in the state of Ceará. It is also relevant to point out that the Fourier Analysis seems to be a consistent tool in its methodology and may show satisfying results dependin on the variables and the circumstances.O Estado do Ceará, localizado no Nordeste do Brasil, possui um sistema climatológico diferenciado das outras regiões, sendo objeto de vários estudos sobre o regime de chuva peculiar que ocorre no Estado. Para melhor entendimento desse regime, o Estado foi divido em Macrorregiões Homogêneas de chuva através de estudos realizados pela Fundação Cearense de Meteorologia e Recursos Hídricos (FUCEME). Com intuito de caracterizar e construir possíveis cenários em relação ao nível de chuva foi selecionado postos pluviométricos dessas macrorregiões para aplicação de uma ferramenta matemática chamada Análise de Fourier. Esta análise auxilia na caracterização de uma região através da transformada de Fourier, que transforma os dados de uma série temporal em dados em freqüência dando oportunidade de verificar o comportamento da variabilidade de cada macrorregião. Resultados, baseado nos dados de precipitação dos postos selecionados, mostram que a ferramenta matemática é eficaz na caracterização da região em estudos climatológicos gerando indícios que, para regiões mais próximas do litoral, a curva de freqüência possui características menos irregulares. Os postos mais ao leste do Estado, apesar de estarem em Macrorregiões diferentes, possuem certa semelhança em suas variabilidades. Em relação à Macrorregião Sertão Central os resultados mostram que tal macrorregião tem uma característica peculiar sugerindo um estudo específico para esta localidade. A Análise de Fourier também gera possíveis cenários em relação ao nível pluviométrico para os próximos anos. No entanto, os cenários obtidos apresentaram altas variações em seu comportamento indicando anos de extrema escassez, logo após anos de extrema abundância em relação à média no nível de chuva da macrorregião. Tal variação pode ser explicada devido ao alto índice de variabilidade pluviométrica que ocorre ano a ano no Estado do Ceará É relevante ressaltar que a Análise de Fourier demonstra ser uma ferramenta consistente em seu método e dependendo das circunstâncias e variáveis em estudos apresentam resultados satisfatórios ou não