Frequency, Duration, Spatial Coverage, and Intensity of Heat Waves in Brazil

Heat waves impact the socio-economic sectors of many world regions. At health public, for example, there are impacts on mortality rate. This study proposes to show the frequency, duration, spatial coverage, and intensity of heat waves. It was used daily maximum temperature (T_max) (1961-2014) observed by 265 meteorological stations separated by three areas of Brazil. At first, it was identified the events which, during three or more days, at least 50% of observations in the area had T_max greater than mean T_max plus one standard deviation. After, for each event, it was calculated the spatial and temporal mean of T_max, which we called of intensity. Lastly, the events with intensity in upper quartile were called heat waves. The results showed 11 heat waves in area 1, 23 in area 2, and 31 in area 3, the most of them in spring and summer. Our main finding shows an increase of heat waves during last five decades. In addition, the most of heat waves, being also the more intense and longer, occurred after 2000, during Pacific Decadal Oscillation (PDO) cool phase. Those findings appear how strong indications for actions of the climate changes on behavior of heat waves in Brazil.

Keywords:
heat wave; climate change; health public

Authorship

Daniel Pires Bitencourt Autor de correspondência: Daniel Pires Bitencourt, daniel.bitencourt@pq.cnpq.br.

Centro Estadual de Santa Catarina, Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho, Florianópolis, SC, Brasil.Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do TrabalhoBrasilFlorianópolis, SC, BrasilCentro Estadual de Santa Catarina, Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho, Florianópolis, SC, Brasil.

Márcia Vetromilla Fuentes

Curso Técnico de Meteorologia, Instituto Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil.Instituto Federal de Santa CatarinaBrasilFlorianópolis, SC, BrasilCurso Técnico de Meteorologia, Instituto Federal de Santa Catarina, Florianópolis, SC, Brasil.

Paulo Alves Maia

Escritório Regional de Campinas, Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho, Campinas, SP, Brasil.Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do TrabalhoBrasilCampinas, SP, BrasilEscritório Regional de Campinas, Fundação Jorge Duprat Figueiredo de Segurança e Medicina do Trabalho, Campinas, SP, Brasil.

Fabiano Tigueiro Amorim

Departamento de Ciências da Saúde, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, MG, Brasil.Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e MucuriBrasilDiamantina, MG, BrasilDepartamento de Ciências da Saúde, Universidade Federal dos Vales do Jequitinhonha e Mucuri, Diamantina, MG, Brasil.

Autor de correspondência: Daniel Pires Bitencourt, daniel.bitencourt@pq.cnpq.br.

SCIMAGO INSTITUTIONS RANKINGS

Figures | Formulas

Figures (6)
Formulas (2)

Thumbnail

Figura 1
(a) Localização (•) das 265 estações meteorológicas do INMET e percentual (%) de dados inexistentes em relação ao total de 19661 dias da série. As linhas retas nas marcas de 15° S e 50° W limitam as áreas 1, 2 e 3, conforme identificação no mapa. (b) Percentual (%) diário (série de 01/01/1961 a 30/10/2014) de dados existentes em relação ao total de 34 estações meteorológicas na área 1, 107 na área 2 e 124 na área 3.

Thumbnail

Figura 2
Exemplo ilustrativo de duas ondas de calor e da área A, representante de uma situação hipotética do quarto dia da Onda de Calor número 1. Para esta situação, 70% das estações meteorológicas estariam registrando

T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + σ

e 10% das estações meteorológicas estariam registrando

T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + 2 σ

. O trecho da série histórica, as duas ondas de calor e a área apresentada não representam situações reais, são ilustrações hipotéticas.

Thumbnail

Figura 3
Frequência (%) mensal de ondas de calor em relação ao número total de identificações de (a) 11 ondas de calor na área 1, (b) 23 ondas de calor na área 2 e (c) 31 ondas de calor na área 3.

Thumbnail

Figura 4
Número de ondas de calor (barras cinza) a cada 12 meses nas áreas (a) 1, (b) 2 e (c) 3, identificadas entre agosto de um ano e julho do próximo. A série de dados inicia em 1961/1962 (a partir de 01 de janeiro de 1961) e finaliza em 2014/2015 (até 30 de outubro de 2014). A linha pontilhada representa a tendência definida por meio de modelo linear simples. Os símbolos definidos na caixa da base da figura indicam o tipo de ENOS na ocasião de ocorrência das ondas de calor. O tipo de ENOS obedece a classificação definida pelos valores trimestrais do Índice Oceânico Niño (ION) (Trenberth, 1997TRENBERTH, K.E. The definition of El Niño. Bulletin of the American Meteorological Society, v. 78, n. 12, p. 2771-2777, 1997.), disponível em http://www.cpc.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml. Os limites temporais das fases fria e quente da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) (Mantua e Hare, 2002MANTUA, N.J.; HARE S.R. The Pacific Decadal Oscillation. Journal of Oceanography, v. 58, p. 35-44, 2002.) são indicados pelas linhas verticais tracejadas e identificadas no topo da figura.

Thumbnail

Figura 5
Duração (D), abrangência espacial e intensidade (Int) das ondas de calor identificadas nas áreas 1, 2 e 3. A data de início da onda de calor é mostrada a esquerda do gráfico de D.

Thumbnail

Figura 6
Temperatura máxima (T_max) observada no dia de maior intensidade da onda de calor identificada (a) entre 30 de setembro e 02 de outubro de 2005 na área 1, (b) entre 22 e 24 de outubro de 2012 na área 2 e (c) entre 26 e 30 de outubro de 2012 na área 3. A intensidade no dia (Int_(d)) é dada pela média dos valores de T_max plotados dentro da área cinza claro em cada mapa. Estas áreas em cinza claro mostram a abrangência espacial (a1) da onda de calor representada pelas estações com registro de

T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + σ

. As áreas em cinza escuro mostram abrangência espacial do núcleo mais intenso (a₂) da onda de calor representada pelas estações com registro de

T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + 2 σ

. A plotagem dos valores de T_max e o traçado das isolinhas delimitando a₁ e a₂ foram executados automaticamente pelo software Grid Analysis and Display System (GrADS).

Thumbnail

(1)

Thumbnail

(2)

Figura 1 (a) Localização (•) das 265 estações meteorológicas do INMET e percentual (%) de dados inexistentes em relação ao total de 19661 dias da série. As linhas retas nas marcas de 15° S e 50° W limitam as áreas 1, 2 e 3, conforme identificação no mapa. (b) Percentual (%) diário (série de 01/01/1961 a 30/10/2014) de dados existentes em relação ao total de 34 estações meteorológicas na área 1, 107 na área 2 e 124 na área 3.

Figura 2 Exemplo ilustrativo de duas ondas de calor e da área A, representante de uma situação hipotética do quarto dia da Onda de Calor número 1. Para esta situação, 70% das estações meteorológicas estariam registrando $T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + σ$ e 10% das estações meteorológicas estariam registrando $T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + 2 σ$ . O trecho da série histórica, as duas ondas de calor e a área apresentada não representam situações reais, são ilustrações hipotéticas.

Figura 3 Frequência (%) mensal de ondas de calor em relação ao número total de identificações de (a) 11 ondas de calor na área 1, (b) 23 ondas de calor na área 2 e (c) 31 ondas de calor na área 3.

Figura 4 Número de ondas de calor (barras cinza) a cada 12 meses nas áreas (a) 1, (b) 2 e (c) 3, identificadas entre agosto de um ano e julho do próximo. A série de dados inicia em 1961/1962 (a partir de 01 de janeiro de 1961) e finaliza em 2014/2015 (até 30 de outubro de 2014). A linha pontilhada representa a tendência definida por meio de modelo linear simples. Os símbolos definidos na caixa da base da figura indicam o tipo de ENOS na ocasião de ocorrência das ondas de calor. O tipo de ENOS obedece a classificação definida pelos valores trimestrais do Índice Oceânico Niño (ION) (Trenberth, 1997TRENBERTH, K.E. The definition of El Niño. Bulletin of the American Meteorological Society, v. 78, n. 12, p. 2771-2777, 1997.), disponível em http://www.cpc.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ensoyears.shtml. Os limites temporais das fases fria e quente da Oscilação Decadal do Pacífico (ODP) (Mantua e Hare, 2002MANTUA, N.J.; HARE S.R. The Pacific Decadal Oscillation. Journal of Oceanography, v. 58, p. 35-44, 2002.) são indicados pelas linhas verticais tracejadas e identificadas no topo da figura.

Figura 5 Duração (D), abrangência espacial e intensidade (Int) das ondas de calor identificadas nas áreas 1, 2 e 3. A data de início da onda de calor é mostrada a esquerda do gráfico de D.

Figura 6 Temperatura máxima (T_max) observada no dia de maior intensidade da onda de calor identificada (a) entre 30 de setembro e 02 de outubro de 2005 na área 1, (b) entre 22 e 24 de outubro de 2012 na área 2 e (c) entre 26 e 30 de outubro de 2012 na área 3. A intensidade no dia (Int_(d)) é dada pela média dos valores de T_max plotados dentro da área cinza claro em cada mapa. Estas áreas em cinza claro mostram a abrangência espacial (a1) da onda de calor representada pelas estações com registro de $T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + σ$ . As áreas em cinza escuro mostram abrangência espacial do núcleo mais intenso (a₂) da onda de calor representada pelas estações com registro de $T_{\max} \geq {\bar{T}}_{\max} + 2 σ$ . A plotagem dos valores de T_max e o traçado das isolinhas delimitando a₁ e a₂ foram executados automaticamente pelo software Grid Analysis and Display System (GrADS).

(1)

{\bar{T}}_{\max} (k, d) = \frac{1}{N (k, d)} \sum_{i = 1961}^{2014} T_{\max (i)} (k, d)

(2)

σ (k, d) = \frac{\sqrt{\sum_{i = 1961}^{2014} {(T_{\max (i)} (k, d) - {\bar{T}}_{\max} (k, d))}^{2}}}{N (k, d) - 1}

How to cite

copy

Sociedade Brasileira de Meteorologia Rua. Do México - Centro - Rio de Janeiro - RJ - Brasil, +55(83)981340757 - São Paulo - SP - Brazil
E-mail: sbmet@sbmet.org.br

Acompanhe os números deste periódico no seu leitor de RSS

Versão para download de PDF

PDF

Português

Versões e tradução automática

Versão original do texto

Português

Tradução automática

Google Translator
Microsoft Translator

Como citar

RIS

BIBTEX

Outros formatos de citação e exportação:

SciELO - Scientific Electronic Library Online
Rua Dr. Diogo de Faria, 1087 – 9º andar – Vila Clementino 04037-003 São Paulo/SP - Brasil
E-mail: scielo@scielo.org

Leia a Declaração de Acesso Aberto

Métricas

Frequency, Duration, Spatial Coverage, and Intensity of Heat Waves in Brazil

PlumX

Mensagem

[1] Autor de correspondência: Daniel Pires Bitencourt, daniel.bitencourt@pq.cnpq.br.