ABSTRACT The objective of this study is to evaluate spatial and temporal variations in rainfall aggressiveness in southern Brazil. A total of 181 rain gauge stations located in southern Brazil with rainfall time series from 1976 to 2015 were used. Seasonal and annual rainfall aggressiveness values measured according to the Modified Fournier Index (MFI) were analyzed. The trends in the data series were evaluated using the Mann-Kendall test at a level of significance of 5%. Maps on spatial and seasonal variations in rainfall aggressiveness were prepared. The percentage of rain gauge stations with significant decreasing trends, significant increasing trends, and no significant trends in rainfall aggressiveness between years was 3.3%, 7.7%, and 89.0%, respectively. Moreover, 90% of stations had no significant trends between seasons. There were seasonal differences in rainfall aggressiveness between the three southern states in Brazil caused by rainfall factors. Rainfall aggressiveness was comparatively higher in the west of Santa Catarina and southwest of Paraná due to the rains originating from the mesoscale convective systems predominant in autumn, and in the north coast of Santa Catarina and east coast of Paraná due to convective and orographic precipitations predominant in the summer.

A distribuição da precipitação tem grande influência na produção agrícola e na economia da região Sul do Brasil. Este estudo teve como objetivo avaliar a distribuição espacial e sazonal e as tendências nas séries de precipitação da região Sul do Brasil. Para o efeito, foram utilizados dados de 197 estações pluviométricas localizadas na Região Sul do Brasil, que apresentaram mais de 32 anos de dados nas séries anuais no período de 1976 a 2015. Foram determinadas as séries anual e sazonal de precipitação e do Índice de Concentração da Precipitação (ICP). A tendência nas séries consideradas foi avaliada pelo teste de Mann-Kendall ao nível de significância de 5%. Foram apresentados os mapas evidenciando a variação espacial e sazonal tanto da precipitação quanto do ICP. Os resultados demonstram que as séries podem ser consideradas estacionárias, visto que mais de 83% das estações pluviométricas não apresentaram tendências significativas de aumento ou de redução no volume de precipitação, nem na concentração de chuva sobre a região em estudo. Em termos de sazonalidade da precipitação, também não ocorreram aí tendências significativas, embora fossem detetadas algumas variações sazonais e espaciais, de modo que no verão há maior número de estações que apresentam tendências de aumento da precipitação, sendo que no outono a tendência é de redução.

The precipitation distribution has a great influence on the agricultural production and economy of the southern region of Brazil. This study aimed to evaluate the spatial and seasonal distribution and trends in the precipitation series of the southern region of Brazil. For this purpose, we used data from 197 rain gauges located in the Southern Region of Brazil, which presented more than 32 years of data in the annual series from 1976 to 2015. The annual and seasonal precipitation series and the Precipitation Concentration Index (PCI) were obtained. The trend in the series was evaluated by the Mann-Kendall test at a significance level of 5%. The maps showing the spatial and seasonal variation of both precipitation and PCI were presented. The results show that the series can be considered stationary, since more than 83% of the rainfall stations did not present significant trends of increase or reduction in the volume of precipitation nor in the concentration of rain on the region under study. In terms of seasonality of precipitation, there were also no significant trends there, although some seasonal and spatial variations were detected, so that in summer there is a greater number of seasons that show increasing precipitation trends, and in autumn the tendency is for reduction.

Este trabalho teve como objectivo estimar o factor erosividade das chuvas e avaliar o padrão de distribuição temporal das chuvas erosivas para a região do Planalto Serrano de Santa Catarina. Foram analisados os pluviogramas das estações meteorológicas de São Joaquim (do período de 1970 a 2014) e de Lages (do período de 1969 a 2014). A erosividade das chuvas foi determinada pelo índice EI30. Com base nos resultados obtidos foram ajustadas as equações para estimativa do índice EI30 em função do Índice de Fournier Modificado (IFM). As equações indicadas para estimativa da erosividade de Lages e São Joaquim são respectivamente EI30 =148,3 IFM0,584 e EI30 = 35,4 IFM + 49,1.Também foram determinadas as frequências de chuvas erosivas de acordo com o padrão de distribuição temporal. As chuvas erosivas representam 83,6% e 81,5% do volume das chuvas de São Joaquim e Lages, respectivamente. As equações ajustadas permitem estimar o factor de erosividade para os locais onde somente existem dados observados em pluviômetros. O factor erosividade estimado para São Joaquim é de 7579,3 MJ mm ha-1 h-1, é classificado como erosividade Alta, e para Lages o valor foi 5546,8 MJ mm ha-1 h-1, classificado com Média. Em ambas estações predominam as chuvas erosivas do padrão Avançado, seguido do Intermediário e Atrasado.

The objective of this work was to estimate the rainfall erosivity factor and evaluate the temporal distribution pattern of the erosive rains for the Planalto Serrano region of Santa Catarina, Brazil. The pluviograms of the meteorological stations of São Joaquim (from the period of 1970 to 2014) and of Lages (from 1969 to 2014) were analyzed. Rainfall erosivity was determined by the EI30 index. Based on the results obtained, the equations for estimating the EI30 index were adjusted according to the Modified Fournier Index (IFM). The equations recommended respectively for Lages and São Joaquim are EI30 =148.3 IFM0.584 and EI30 = 35.4 IFM + 49.1.The frequencies of erosive rains were also determined according to the temporal distribution pattern. Erosive rains represent 83.6% and 81.5% of the rainfall volume of São Joaquim and Lages, respectively. The adjusted equations allow estimating the erosivity factor for the places where only information measured in rain gauges exists. The estimated erosivity factor for São Joaquim is 7579.3 MJ mm ha-1 h-1, classified as High Erosivity, and for Lages the value was 5546.8 MJ mm ha-1 h-1, classified as Medium. In both stations the erosive rains of the Advanced pattern predominate, followed by Intermediate and Delayed.

RESUMO O conhecimento dos riscos de ocorrências de eventos extremos relacionados com a erosão do solo é importante para o adequado dimensionamento de estruturas de controle de erosão e escoamento superficial. Este trabalho teve como objetivo determinar os valores de erosividade da chuva com diferentes períodos de retorno para a região do Vale do Rio do Peixe, em Santa Catarina. Foram utilizadas as séries de pluviogramas diários do período de 1984 a 2014 das estações meteorológicas de Campos Novos, Videira, e de 1986 a 2014 da estação de Caçador. Para cada estação foram analisadas as séries de máximas anuais de intensidade de chuva máxima em 30 min, da chuva máxima erosiva anual e da erosividade total anual. Foram ajustadas as distribuições de Gumbel-Chow e avaliadas suas aderências pelo teste de Kolmogorov-Smirnov ao nível de significância de 5%. A distribuição de Gumbel-Chow se mostrou adequada para a estimativa de todas as variáveis estudadas. A erosividade média anual corresponde ao período de retorno de 2,25 anos. As séries de máximas anuais de erosividade da chuva individual tem coeficiente de variação variando de 47 a 50%.

ABSTRACT Understanding the risks of extreme events related to soil erosion is important for adequate dimensioning of erosion and runoff control structures. The objective of this study was to determine the rainfall erosivity with different return periods for the Valley of the Rio do Peixe in Santa Catarina state, Brazil. Daily pluviographic data series from 1984 to 2014 from the Campos Novos, and Videira meteorological stations and from 1986 to 2014 from the Caçador station were used. The data series of maximum annual rainfall intensity in 30 min, maximum annual erosive rainfall, and total annual erosivity were analyzed for each station. The Gumbel-Chow distributions were adjusted and their adhesions were evaluated by the Kolmogorov-Smirnov test at a significance level of 5%. The Gumbel-Chow distribution was adequate for the estimation of all studied variables. The mean annual erosivity corresponds to the return period of 2.25 years. The data series of the annual maximum individual rainfall erosivity coefficients varied from 47 to 50%.

RESUMO As informações sobre as características das chuvas erosivas são importantes para estudar os processos erosivos e permitir as simulações hidrológicas com chuvas mais semelhantes às reais. Este trabalho teve como objetivos analisar as características das chuvas erosivas e determinar o padrão de distribuição temporal das chuvas erosivas da região do Vale do Rio do Peixe, em Santa Catarina. Foram utilizados os pluviogramas diários das estações meteorológicas de Campos Novos, Videira e Caçador do período de 1984 a 2014. Das chuvas classificadas como erosivas foram determinados os valores de energia cinética, intensidade máxima em trinta minutos e o valor do índice de erosividade EI30. Foram ainda classificadas de acordo com a distribuição temporal em chuvas do padrão avançado, intermediário e atrasado. As chuvas erosivas ocorrem com frequência de 53,3% do tipo avançado, 31,1% do tipo intermediário e 15,6% do tipo atrasado. As chuvas erosivas têm em média altura pluviométrica de 25,5 mm, duração de 11,1 h, energia cinética de 5,6 MJ ha-1, intensidade máxima de 30 min de 17,7 mm h-1 e erosividade de 206,4 MJ mm ha-1 h-1. A maior frequência (36,1%) de chuvas erosivas ocorre na duração de 6 a 12 h, seguido pelas chuvas com duração de 4 a 6 h (22,4%).

ABSTRACT Exploring the characteristics of erosive rain is an important aspect of studying erosive processes, and it allows researchers to create more natural and realistic hydrological simulations. The objective of this study was to analyse the characteristics of erosive rain and to determine the temporal distribution pattern of erosive rainfall in the Valley of Rio do Peixe in the state of Santa Catarina, Brazil. Daily pluviograms from the meteorological stations located in the cities Campos Novos, Videira, and Caçador in Santa Catarina from 1984 to 2014 were utilized for this study. By studying rainfall that is classified as erosive, the values of kinetic energy, maximum intensity in thirty minutes, and the value of EI30 erosivity index were determined. The rainfall was also classified according to the temporal distribution of rainfall in advanced, intermediate, and delayed patterns. Erosive rainfalls occur at a frequency of 53.3% advanced, 31.1% intermediate, and 15.6% delayed patterns. Erosive rainfall has an average precipitation amount of 25.5 mm, duration of 11.1 h, kinetic energy of 5.6 MJ ha-1, maximum intensity of 30 min of 17.7 mm h-1, and erosivity of 206.4 MJ mm ha-1 h-1. The highest frequency of erosive rainfall occurred in rainfalls lasting from 6 to 12 h (36.1%), followed by rainfalls lasting from 4 to 6 h (22.4%).

RESUMO Este trabalho teve como objetivo determinar o índice de erosividade das chuvas para a região do Vale do Rio do Peixe, em Santa Catarina, Brasil. Foram usadas as séries de três estações pluviográficas para determinar a erosividade das chuvas baseado no índice EI30 e ajustar as equações para estimar o valor de EI30 a partir do coeficiente de chuva. Observou-se que as chuvas erosivas representam em média de 81,4 a 88,5% da precipitação anual. As equações ajustadas podem ser usadas para estimar a erosividade da chuva em locais com somente dados pluviométricos, e a equação regional indicada para a estimativa da erosividade é EI30 = 74,23 Rc0,8087. O fator R é de 8704,8, 7340,8 e 6387,1 MJ mm ha-1 h-1 ano-1 respectivamente para Campos Novos, Videira e Caçador. Em Campos Novos e Videira a erosividade é classificada como Alta enquanto que em Caçador é classificada como Média.

ABSTRACT This study aimed to determine the rainfall erosivity index in the Valley of Rio do Peixe, in the state of Santa Catarina, Brazil. The data series of three rain gauge stations in the cities of Campos Novos, Videira, and Caçador were used to determine the rainfall erosivity based on the EI30 index and to adjust the equations in order to estimate the EI30 value from the rainfall coefficient. On average, it was observed that erosive rains represents 81.4-88.5% of the annual precipitation. The adjusted equations can be used to estimate rainfall erosivity in locations with only rainfall data. The regional equation specified for the erosivity estimation is EI30 = 74.23 Rc0.8087. The R factor is 8,704.8; 7,340.8; and 6,387.1 MJ mm ha-1 h-1 year-1 for Campos Novos, Videira, and Caçador, respectively. In Campos Novos and Videira, the erosivity was classified as high, while in Caçador, it was classified as average.

Este trabalho objetivou desenvolver modelos para previsão dos estágios fenológicos de brotação, plena floração e colheita da videira variedade Goethe, a partir da temperatura do ar, para a região de Urussanga-SC, Brasil. Nos sete anos de registros fenológicos os estágios citados ocorreram nos meses de setembro, outubro e janeiro, respectivamente. As temperaturas médias do trimestre junho-agosto e do período de 11/06 a 10/08 foram as que apresentaram os maiores coeficientes de correlação com a data de brotação (R = -0,94 e -0,93, respectivamente, com p < 0,01). As temperaturas médias diárias acumuladas nas fases brotação-floração e floração-colheita não apresentaram coeficientes de correlação significativos (p > 0,05) com a duração destes estágios. Entretanto, o total de horas com temperaturas entre 19,0 e 25,0 ºC nos primeiros 14 dias do estágio brotação-floração e nos primeiros 30 dias da fase floração-colheita explicaram 83% e 64%, respectivamente, da variabilidade observada na duração destas fases. Temperaturas abaixo de 16,0 ºC correlacionaram-se positivamente com a duração dos estágios fenológicos, indicando um desenvolvimento vegetal mais lento sob este limite térmico. Os resultados mostram que a duração das fases brotação-floração e floração-colheita é influenciada principalmente pelas temperaturas que ocorrem nos períodos iniciais destas fases.

The objective of this work was to develop models to predict the different phenological stages of the Goethe grapevine variety, such as bud break, full bloom and harvest date, using air temperature data, for Urussanga-SC region, Brasil. In seven years of phenological records, the stages occurred in September, October and January, respectively. Average temperatures in the June-August quarter and in the period from 11/06 to 10/08 were the ones that had the highest correlations coefficient with the budburst date (R = -0.94 and -0.93, respectively; p <0.01). The daily average temperatures accumulated in the phases budburst-flowering and flowering-harvest did not show significant correlation (p> 0.05) with the duration of these stages. However, the total number of hours with temperatures between 19.0 and 25.0 °C in the first 14 days of the budburst-flowering stage, and the first 30 days of the flowering-harvest stage explained 83% and 64%, respectively, of the variability in the duration of these stages. Temperatures below 16.0 °C were positively correlated with the duration of phenological stages, indicating a slower plant development under this thermal limit. The results show that the duration of the phases budburst-flowering and flowering-harvest is mainly influenced by the temperatures that occur in the initial period of the stages.

Com este trabalho objetivou-se determinar as relações entre precipitações de diferentes durações para o Estado de Santa Catarina. Foram estabelecidas as séries de máximas anuais de chuva com duração de 5 a 1440 min de treze estações pluviográficas de Santa Catarina. Para cada duração foram estimadas as precipitações máximas com período de retorno de 2 a 100 anos, com base na distribuição de Gumbel-Chow. A relação média entre a chuva de 24 h e a chuva de um dia independe do período de retorno, com média para o estado de 1,17. Ao se analisar o horário da leitura da precipitação diária verificou-se que esta relação varia de 1,12 a 1,20. Em referência à chuva de 1 h em relação à chuva de 24 h observam-se valores significativamente inferiores aos normalmente usados.

The aim of this study was to determine the relationships between rainfalls of different durations for the State of Santa Catarina. The series of annual maximum rainfall were defined with a duration of 5 to 1440 min of thirteen precipitation stations in Santa Catarina. For each duration maximum rainfall were estimated with a return period of 2 to 100 years, based on the Gumbel-Chow distribution. The relationship between the average rainfall of 24 h and one day rain does not depend on the return period, with an average of 1.17 for the State. When analyzing the time reading the daily precipitation it was messed that this ratio varies from 1.12 to 1.20. In relation to 1 h of rain over 24 h of rain it was observed values significantly lower than those normally used.

Este trabalho teve como objetivo avaliar a modelagem matemática da precipitação pluviométrica horária por meio do modelo de Bartlett-Lewis modificado com seis parâmetros e sua aplicação para estimativa de eventos extremos. Foi utilizada a série de dados pluviográficos do período de outubro de 1980 a dezembro de 2007, da estação meteorológica de Urussanga - SC (latitude 28,31º S, longitude 48,19º W). Foram ajustados os parâmetros mensais do modelo para a precipitação em intervalos de 1 hora, 30 min, 15 min, 10 min e 5 min. Para cada duração estudada, foram simuladas séries com 100 anos de dados. Pode-se concluir que o ajuste dos parâmetros do modelo de Bartlett-Lewis modificado possibilita a simulação de chuvas preservando as propriedades estatísticas da precipitação em vários níveis de agregação temporal. Para as séries de precipitação simulada com duração de 1 hora, observou-se que a série de máximas anuais da série simulada manteve as características da série observada. Também a série de máximas anuais de precipitação diária obtida da agregação da precipitação horária apresentou estatísticas similares às observadas na série histórica. Para durações inferiores, as séries simuladas apresentaram subestimativas superiores a 23%, inviabilizando sua aplicação na estimativa de eventos extremos.

The present study aims at evaluating the modified Bartlett-Lewis model with six parameters as well as its application to estimate extreme events. Pluviographical data from the period of October 1980 to December 2007 obtained from the meteorological station of Epagri in Urussanga - SC, Brazil (latitude 28º 31' S and longitude 48º 19' W) were used in the study. The monthly parameters of the model were adjusted for precipitations occurring in intervals of 1 hour, 30 min, 15 min, 10 min, and 5 min. For each studied duration, 100-year time data series were simulated. Results show that: through the parameters adjustment of the modified Bartlett-Lewis model it is possible to simulate rainfall events preserving precipitation statistical properties in several temporal aggregation levels; the 1 hour duration simulated precipitation series showed that the annual maximum series of the simulated series kept the observed series characteristics; the annual maximum series of daily precipitation obtained from hourly precipitation aggregation also presented similar statistics to the observed in the historical series. Finally, the simulated series for inferior duration underestimated more than 23% the observed values, showing that the model did not prove valuable for this duration range.

Neste trabalho se analisaram os pluviogramas do período de 1981 a 2004 da estação meteorológica de Urussanga, SC (Latitude 28° 31' S, longitude 49° 19' W, altitude 49 m). A partir das séries de chuvas máximas anuais foram estimadas, por meio da distribuição de Gumbel-Chow, as chuvas máximas com durações variando de 5 min a 24 h, e também para a duração de 1 dia considerando-se os períodos de retorno de 2, 5, 10, 20, 25, 50 e 100 anos. A aderência dos dados ao modelo de Gumbel-Chow foi comprovada através do teste de Kolmogorov-Smirnov, com nível de significância de 5%. A razão entre a precipitação máxima de 24 h e a precipitação máxima de 1 dia variou de 1,17 para o período de retorno de 2 anos até 1,11 para o período de retorno de 100 anos, com média de 1,13. Ajustaram-se os coeficientes da equação proposta por Bell a fim de estimar a relação entre a chuva com duração t min e período de retorno T anos, em função da chuva máxima com período de retorno de 10 anos e duração de 1 h. Do mesmo modo, se ajustaram também os coeficientes da equação de Bell cuja base foi a chuva máxima com período de retorno de 10 anos e duração de 1 dia.

Recorded rainfalls in the period from 1981 to 2004 at the meteorological station of Urussanga, SC (Latitude 28° 31' S, longitude 49° 19' W, altitude 49 m), were analyzed. From the series of annual maximum precipitation, the maximum rainfalls were estimated using the Gumbel-Chow distribution, with durations varying from 5 min to 24 h and also for the duration of one day, considering the return periods of 2, 5, 10, 20, 25, 50 and 100 years. The adherence of the data to the Gumbel-Chow model was proven through the Kolmogorov-Smirnov test with a significance level of 5%. The ratio between the 24 h maximum precipitation and the maximum precipitation of one day varied from 1.17 to 2 years return period up to 1.11 for the 100 years return period, with average of 1.13. The coefficients of the equation proposed by Bell were adjusted to estimate the relationship between the rain with duration of t min and return period T years as a function of the maximum rain with a return period of 10 years and duration of 1 h. In the same way, the coefficients of the Bell equation were adjusted based on the maximum rain with return period of 10 years and duration of 1 day.

Valores de evapotranspiração de referência foram calculados em intervalos de um, cinco, dez, quinze dias e mensal. Foram utilizados dados meteorológicos da Estação Meteorológica de Urussanga - SC (latitude 28°31'S, longitude 49°19'W) referentes ao período de 1981 a 2004. A evapotranspiração de referência foi calculada pelo método de Penman-Monteith com base nas médias das variáveis meteorológicas dos diferentes períodos estudados. Observou-se que não houve diferenças significativas nas médias de evapotranspiração calculadas nos diversos intervalos de tempo. No entanto, houve diferenças significativas na dispersão dos valores em torno da média. Para valores diários, foi obtido coeficiente de variação (C.V.) entre 30 e 40%, e para valores mensais, variou entre 6% e 12%. Observou-se, também, que os dados de evapotranspiração se ajustaram à distribuição Beta, e assim foram estimados, para cada mês, os valores de evapotranspiração de referência com probabilidades de 5; 10; 25; 50; 75; 90 e 95%.

Reference evapotranspiration values were calculated for time interval of one, five, ten, fifteen days and monthly. Meteorological series data from 1981 to 2004 from Urussanga Weather Station (latitude 28°31'S, longitude 49°19'W) were used to calculate reference evapotranspiration with Penman-Monteith method with mean of meteorological variables for every time intervals. No difference was observed in average reference evapotranspiration computed in all time steps. However, some difference in variations of data around the average was observed. For daily value, the variation coefficient varies from 30 to 40% and for monthly values de coefficient variation varied from 6 to 12%. It was observed that the reference evapotranspirations adjusted very well to Beta distribution probability, and the reference evapotranspiration with probability of 5; 10; 25; 50; 75; 90 e 95% was estimated.