Prediction of Annual Rainfall at Fortaleza, CE, Brazil in Recent Years

Abstract

Power Spectrum Analysis of Fortaleza annual rainfall data for 1849-1976 indicated periodicities T = 12.9 and 25.1 years with amplitude k significant at a 5ørk (a priori) level and in addition, T = 2.07, 3.63, 4.84, 5.69, 10.1, 18.0 and 61.0 at a 2ork (a priori) level. Using these periodicities, the predicted values for 1979-86 matched well with the observed values. Predictions for the period 1987-2015 include a minor drought during 1993-96 and a major drought during 2003-12. However, the above periodicities explain only ~62% Variance, implying ~38% random component. The standard errors for predicted flood and drought rainfalls are o +400 mm and σ = ±300 mm, respectively. Hence, drought intervals could have a few years of normal (or even above-normal) rainfall. Similarly, individual drought years could occur during expected flood intervals. A transient QBO (T = 2-3 years) could complicate matters further.

A análise do Espectro de Potência dos dados de precipitação anual de Fortaleza, para o período que vai de 1849 a 1976, indica periodicidades T = 12,9 e 25,1 anos, com amplitudes k significantes em um nível de 5ørk (a priori) e, além disso, periodicidades T = 2,07, 3,63, 4,84, 5,69, 10,1, 18,0 em um nível de 2ørk (a priori). Usando todas estas periodicidades, os valores previstos para 1977 até 1986 correspondem bem aos valores observados. Para 1987-2015, são previstas uma seca menor no período de 1993 a 1996 e uma seca maior no período de 2003 a 2012. Todavia, as periodicidades acima explicam somente ~62% da Variância, o que implica em ~38% de componente aleatória. Os desvios padrão para as precipitações de inundação e seca previstas são σ = ±400 mm e σ = ±300 mm, respectivamente. Por isso, os intervalos de seca poderiam ter alguns anos de precipitações normais (ou até acima do normal). Do mesmo modo, poderiam ocorrer alguns anos de secas durante os intervalos de inundação esperados. Um QBO transiente (T = 2 a 3 anos) poderia complicar as coisas ainda mais.