Study of monthly rainfall behavior in the City of Aracaju, Sergipe State, Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v9i8.6188

Keywords:

Time series; Natural disasters; SARIMA.

Abstract

The objective of this paper was to investigate the patterns (trend and seasonality) of the levels of rainfall in the municipality of Aracaju, presenting a methodology to make adequate forecasts for short periods of time. It is known that the different Northeast Brazilian regions (NEB) have high temporal variability in rainfall. Specifically, NEB has been suffering from extreme weather, droughts and floods within the same year, and it is no different in the state of Sergipe, especially in its capital, Aracaju. For that, such predictions are used to anticipate the phenomena and organize mitigating actions. In this study, we opted to use the integrated autoregressive model of seasonal moving averages (SARIMA) which contains two parts: one non-seasonal and another seasonal. Accumulated monthly precipitation data in Aracaju, from 1986 to 2018, showed a decreasing trend and a twelve-month seasonality. Adjusting the class of SARIMA models to this historical series proved to be an adequate alternative for forecasting monthly rainfall in this city. Therefore, through the study of this manuscript, the selected model presented adequate estimates of precipitation, thus suggesting that models of the SARIMA class can be used as a tool for forecasting monthly levels of rainfall in the region under study. These estimates can be used to better manage water resources, anticipating society's future needs, such as long periods of drought, droughts and floods.

References

Alcântara, L. R. P., Silva, M. E. R., Santos Neto, S. M., Lafayette, F. B., Coutinho, A. P., Montenegro, S. M. G. L., & Antonino, A. C. D. (2020). Climate change and trends of the rainfall of the city of Recife. Research, Society and Development, 9(3), 1-21.

Antunes, J. L. F. & Cardoso, M. R. A. (2015). Using time series analysis in epidemiological studies. Epidemiol. Serv. Saúde. 24(3), 565-76.

Arai, F. K, Pereira, S. B., Gonçalves, G., Daniel, O., Peixoto, P., & Vitorino, A. C. T. (2009). Espacialização da precipitação pluvial na Bacia do Rio Dourados. In: Congresso Brasileiro de Ciência do Solo, 2-7 ago., Fortaleza. Anais Fortaleza: UFC. CD-ROM.

Campos, J. D. C., Silva, V. D. P., Azevedo, P. V., Borges, C. J., Soares, J. M., Moura, M.S., & Silva, B. B. (2008). Evapotranspiração e produtividade da mangueira sob diferentes tratamentos de irrigação. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambient., (12(2), 150-156.

CEPED - Centro Universitário sobre Estudos e Pesquisa sobre Desastres. (2013) Universidade Federal de Santa Catarina. Atlas brasileiro de desastres naturais: 1991 a 2012. Volume Brasil. Ed. 2. Florianópolis: CEPED/UFSC,126.

Chiaranda, R., Rizzi, N. E., Colpini, C., Soares, T. S., & Versides, S. M. (2012). Análise da precipitação e da vazão da bacia do Rio Cuiabá. Rev. Bras. Ciênc. Agrag., 7(1), 117-122.

Espinosa, M. M., Prado, S. M., & Ghellere, M. (2010). Uso do modelo SARIMA na previsão do número de focos de calor para os meses de junho a outubro no Estado de Mato Grosso. Ciênc. Nat., 32(2), 07-21.

Hyndman, R. J., Athanasopoulos, G., Bergmeir, C., Caceres, G., Chhay, L., O'Hara-Wild, M., Petropoulos, F., Razbash, S., Wang, E., & Yasmeen, F. (2018). forecast: Forecasting functions for time series and linear models. Software, R package.

Knechtel, M. D. R. (2014). Metodologia da pesquisa em educação: uma abordagem teórico-prática dialogada. Curitiba: Intersaberes.

Mateus, A., & Caeiro, F. (2014). An R implementation of several randomness tests. In AIP Conference Proceedings, 1618(1), 531-534. American Institute of Physics.

Morettin, P. A., & Toloi, C. M. C. (2006). Análise de séries temporais. Blücher. São Paulo.

Moreno, N. B. C., Silva, A. A., & da Silva, D. F. (2016). Análise de variáveis meteorológicas para indicação de áreas agrícolas aptas para banana e caju no Estado do Ceará. Revista Rev. Bras. Geogr. Fís., 9(01), 1-15.

Hollander, M., Wolfe, D. A., & Chicken, E. (2013). Nonparametric statistical methods. John Wiley & Sons.

Pereira, A. S., et al. (2018). Metodologia da pesquisa científica. [e-book]. Santa Maria. Ed. UAB/NTE/UFSM. Disponível em: https://repositorio.ufsm.br/bitstream/handle/1/ 15824/Lic_ Computacao_Metodologia-Pesquisa-Cientifica.pdf?sequence=1.

R Core Team (2018). R: A language and environment for statistical computing. R Foundation for Statistical Computing, Vienna, Austria. URL https://www.R-project.org/.

SERGIPE (2011). Coordenadoria Estadual de Defesa Civil (CEDEC). Acervo fotográfico.

Santos, C. A. C. D., Brito, J. I. B. D., Rao, T. V. R., & Menezes, H. E. A. (2009). Tendências dos índices de precipitação no Estado do Ceará. Rev. Bras. de Meteorol., 24(1), 39-47.

Silva, V. D. P. D., Guedes, M. J., Lima, W. F., & Campos, J. H. (2002). Modelo de previsão de rendimento de culturas de sequeiro, no semi-árido do Nordeste do Brasil. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambient., 6(1), 83-87.

Silva, S. D. A., Lima, J. S. D. S., & Bottega, E. L. (2011). Variabilidade espacial da precipitação pluviométrica para o Estado do Espírito Santo utilizando métodos multivariados. Rev. Bras. Ciên. Agrár., 6(4), 703-790.

Silva, V. P., Pereira, E. R., Azevedo, P. V. D., Sousa, F. D. A., & Sousa, I. F. D. (2011). Análise da pluviometria e dias chuvosos na região Nordeste do Brasil. Rev. Bras. Eng. Agríc. Ambient., 15(2), 131-138.

Silva, M. F. C., Barboza, E. N., & Silva, A. M. S. (2020). Climatology applied in the analysis of urban disasters: the case of the climatic event of Bodocó, Pernambuco, Brazil. Research, Society and Development, 9(7), 1-21.

Sousa, A. B., Rufino, L. L., Maia, L. M., Moura, M. A. R., Silva, D. F. & Farias, W. R. G. (2011). Relação entre variabilidade climática e produção agrícola de mandioca no Cariri Cearense. Anais. In: IV Simpósio Internacional de Climatologia, João Pessoa. Recuperado de <http://www.sbmet.org.br/sic2011/arq/37469125081903746912508.pdf>.

Suliano, D. C., Magalhães, K. A., & Soares, R.B. (2009). A Influência do Clima no Desempenho da Economia Cearense. Fortaleza: IPECE.

Vianello, R. L. (1991). Meteorologia básica e aplicações. Viçosa: Imprensa Universitária.

Published

02/08/2020

How to Cite

RAMOS, O. E. J. de O.; MEDEIROS, E. S. de; SILVA, A. Q. da; OLIVEIRA, L. A. de; BICALHO, C. C. Study of monthly rainfall behavior in the City of Aracaju, Sergipe State, Brazil. Research, Society and Development, [S. l.], v. 9, n. 8, p. e953986188, 2020. DOI: 10.33448/rsd-v9i8.6188. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/6188. Acesso em: 22 nov. 2024.

Issue

Section

Exact and Earth Sciences