PATIAL DISTRIBUTION AND TEMPORAL TRENDS IN RAINFALL IN MATO GROSSO DO SUL, BRAZIL

Abstract

Knowing the spatiotemporal patterns of precipitation is essential to quantify water supply, flood control, soil erosion, and the possibility of drought in a particular region. In other words, temporal and spatial analysis of precipitation is very important for water resources management. In addition, rainfall is the most important climatological variable in the tropical region. Although an increase in problems related to extreme rainfall events has occurred over the last several decades in Brazil, few studies have been conducted investigating rainfall trends in this country. Therefore, the objective of this work was to evaluate the spatial and temporal variability of rainfall in Mato Grosso do Sul State (Brazil), during the dry season (May to September) and rainy season (October to April) over four decades. For that, initially, a linear regression analysis was applied to identify the direction of the monotonic tendency of the precipitation. Next, the trends were investigated using the nonparametric Mann-Kendall trend method. The Pettitt test was also employed to identify any changes in the time series of precipitation. For the spatial distribution of rainfall data, the Ordinary Kriging was used. The results demonstrated that the Western region of the State (Pantanal South-Mato-Grossense) showed a significant negative trend of precipitation in the rainy season.

Conhecer os padrões espaço-temporais de precipitação é essencial para quantificar o abastecimento de água, o controle de enchentes, a erosão do solo e a possibilidade de seca em uma determinada região. Em outras palavras, a análise temporal e espacial da precipitação é muito importante para a gestão dos recursos hídricos. Além disso, a precipitação é a variável climatológica mais importante na região tropical. Embora um aumento nos problemas relacionados a eventos extremos de chuva tenha ocorrido nas últimas décadas no Brasil, poucos estudos foram conduzidos investigando as tendências de chuvas neste país. Portanto, o objetivo deste trabalho foi avaliar a variabilidade espacial e temporal das chuvas no estado de Mato Grosso do Sul (Brasil), durante a estação seca (maio a setembro) e chuvosa (outubro a abril) ao longo de quatro décadas. Para isso, inicialmente, foi aplicada uma análise de regressão linear para identificar a direção da tendência monotônica da precipitação. Em seguida, as tendências foram investigadas usando o método de tendência não paramétrico de Mann-Kendall. O teste de Pettitt também foi empregado para identificar eventuais mudanças nas séries temporais de precipitação. Para a distribuição espacial dos dados pluviométricos, foi utilizada a Krigagem Ordinária. Os resultados demonstraram que a região oeste do estado (Pantanal sul-mato-grossense) apresentou tendência negativa significativa de precipitação no período chuvoso.

Conocer los patrones espacio-temporales de las precipitaciones es fundamental para cuantificar el suministro de agua, el control de inundaciones, la erosión del suelo y la posibilidad de sequía en una región determinada. En otras palabras, el análisis temporal y espacial de la precipitación es muy importante para la gestión de los recursos hídricos. Además, la precipitación es la variable climatológica más importante en la región tropical. Aunque en las últimas décadas se ha producido un aumento de los problemas relacionados con eventos extremos de lluvia en Brasil, se han realizado pocos estudios que investiguen las tendencias de las precipitaciones en este país. Por lo tanto, el objetivo de este trabajo fue evaluar la variabilidad espacial y temporal de las precipitaciones en el estado de Mato Grosso do Sul (Brasil), durante la estación seca (mayo a septiembre) y la estación lluviosa (octubre a abril) a lo largo de cuatro décadas. Para lograr esto, inicialmente se aplicó un análisis de regresión lineal para identificar la dirección de la tendencia de la precipitación monótona. Luego, las tendencias se investigaron utilizando el método de tendencias no paramétrico de Mann-Kendall. También se utilizó la prueba de Pettitt para identificar posibles cambios en la serie temporal de precipitación. Para la distribución espacial de los datos de lluvia se utilizó el Kriging Ordinario. Los resultados demostraron que la región occidental del estado (Pantanal Sul-Mato Grosso) mostró una tendencia negativa significativa en las precipitaciones durante la temporada de lluvias.