Repositório Institucional da UnB: Ondaletas aplicadas à análise de variabilidade de baixa frequência em séries de afluência aos reservatórios hidrelétricos brasileiros
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Title: Ondaletas aplicadas à análise de variabilidade de baixa frequência em séries de afluência aos reservatórios hidrelétricos brasileiros
Authors: Anjos, Sarah Lopes dos
Citation: ANJOS, Sarah Lopes dos. Ondaletas aplicadas à análise de variabilidade de baixa frequência em séries de afluência aos reservatórios hidrelétricos brasileiros. 2015. xviii, 124 f., il. Dissertação (Mestrado em Tecnologia Ambiental e Recursos Hídricos)—Universidade de Brasília, Brasília, 2015.
Abstract: A análise da variabilidade espaço-temporal de séries históricas de vazão é de suma importância para a gestão dos recursos hídricos, pois leva a um melhor entendimento das flutuações naturais de sistemas hidrológicos e forma a base de conhecimento para construção e aperfeiçoamento de modelos de previsão e simulação de vazões. Neste trabalho, busca-se avaliar, nas séries de afluência aos reservatórios brasileiros, tendências cíclicas que ocorrem com períodos relativamente longos (a partir de 2 anos), ou seja, oscilações que atuam numa frequência baixa, permitindo que vazões permaneçam por longos períodos em faixas abaixo ou acima do valor médio histórico. A análise da variabilidade de baixa frequência é realizada por meio da transformada ondaletas (wavelet), cuja análise não-estacionária permite a decomposição de séries temporais no domínio frequência-tempo. Analisou-se, então, a ocorrência de oscilações de longos períodos com vazões predominantemente abaixo ou acima da média histórica nas vazões afluentes aos reservatórios ligados ao Sistema Interligado Nacional (SIN), objetivando, dessa forma, melhor compreender oscilações de baixa frequência nas afluências hidroenergéticas ao sistema hidroelétrico nacional. A análise do espectro global das ondaletas mostrou que somente algumas bacias do País, além de alguns reservatórios, apresentaram variabilidade de baixa frequência nas bandas de 2 a 4 anos, de 4 a 8 anos, de 8 a 16 anos e de 16 a 32 anos. Na análise anual das variabilidades de baixa frequência verifica-se que a maior parte das séries hidrológicas oscila em baixa frequência somente em alguns períodos específicos do histórico, não sendo observado nos dados analisados nenhum padrão persistente de variabilidade de baixa frequência. Com o objetivo de avaliar a influência de forçantes climáticas de larga escala nos padrões encontrados, aplicou-se a análise da ondaleta a índices climáticos globais representativos da variabilidade de baixa frequência na atmosfera e oceano, como o índice de oscilação decenal do Pacífico (PDO). Os resultados encontrados apontam para uma influência limitada de tais forçantes nas oscilações de baixa frequência das vazões ao SIN, sugerindo que forçantes atmosféricas de menor escala estariam associadas a tais flutuações nas vazões, o que, neste caso, teria sua previsibilidade de longo prazo reduzida.
Abstract: The multiscale analysis of spatio-time variability is very important for the managent of water resources, because it contributes to a better understanding of the natural fluctuations of the hidrologic systems and forms the knowledge base for streamflow forecast and simulation. The objective of this study was to analyze the existence of low-frequency variability in the streamflow of Brazil's main reservoirs. The low frequency variability analysis was performed by the wavelet transform, which allows the non-stationary decomposition of the time series in the time frequency domain. Then, the presence of low-frequency variability (occurrence of long periods with flows predominantly above or below the historical average) in the reservoirs connected to the National Interconnected System (SIN - Brazil) was analysed to better understand the low frequency fluctuations in the hidroenergetic series of inflows to the SIN. The global wavelet spectrum analysis showed that only a few basins in the country, and some reservoirs, showed low frequency variability in the analyzed bands (2-4 years, 4-8 years, 8-16 years and 16-32 years). In the annual low frequency variability results showed that most of the series display only low frequency variability in certain years and not throughout the whole time series. In order to study reasons for the low frequency variability observated, the same variability was analized in the climatic indexes, such as the Pacific Decadal Oscilation (PDO). However, the results point to a limited influence of such factors in the low frequency oscillations of the SIN inflow series, suggesting that smaller-scale atmospheric forces would be associated with such fluctuations in the SIN inflow.
DOI: http://dx.doi.org/10.26512/2015.05.D.19117
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