Introdução

As análises a seguir irá explorar sobre aspectos climáticos de três cidades paraibanas, sendo elas: João Pessoa, localizada no litoral do estado, Campina Grande, mais conhecida como Rainha da Borborema e localizada no agreste paraibano e, por fim, a cidade de Patos, localizada no sertão da Paraíba. Ao longo do relatório irá conter observações sobre relações entre variáveis de temperatura, clima e umidade entres essas cidades.

Sobre os dados

Os dados contém observações referentes aos anos de 2009 a 2021 das seguintes variáveis:

## Rows: 1,562
## Columns: 11
## $ cidade      <chr> "Campina Grande", "Campina Grande", "Campina Grande", "Ca…
## $ semana      <date> 2010-01-03, 2010-01-10, 2010-01-17, 2010-01-24, 2010-01-…
## $ temp_max    <dbl> 31.4, 32.1, 31.0, 31.2, 32.1, 32.2, 31.3, 32.9, 34.1, 34.…
## $ temp_media  <dbl> 25.53333, 25.60952, 24.20952, 26.06190, 26.02381, 26.0428…
## $ temp_min    <dbl> 21.2, 21.3, 20.5, 21.2, 21.4, 20.4, 21.5, 22.1, 22.0, 21.…
## $ vento_medio <dbl> 4.080952, 3.952381, 2.860000, 3.690476, 3.971429, 3.40476…
## $ vento_max   <dbl> 5.3, 6.6, 5.0, 5.5, 6.5, 6.3, 5.5, 5.5, 4.0, 5.0, 7.8, 5.…
## $ umidade     <dbl> 76.23810, 75.95238, 85.33333, 77.80952, 76.04762, 77.7619…
## $ chuva       <dbl> 4.7, 0.2, 69.3, 3.8, 1.2, 10.9, 2.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0.2, …
## $ ano         <int> 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 201…
## $ mes         <int> 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 5, 5, …

Análises

A princípio, como é a relação entre temperatura média, umidade e chuvas por semana nas 3 cidades? E comparando-as, o que se deve esperar em geral em uma semana mais fria nas 3 cidades?

Obs.: As análises foram feitas par a par entre as variáveis

Relação entre umidade e temperatura

Observando a relação entre a variáveis temperatura média e umidade podemos perceber que nas três cidades estudadas é perceptível uma relação linear entre essas duas varáveis. Para João Pessoa existem mais pontos concentrados que as outras duas cidades, sendo que em Patos, há mais dispersão do que nas outras. A presença de outliers não muito perceptível, apenas em Patos há dois valores que mais se destacam entre os outros. Essa relação de linearidade entre a chuva e umidade se mostra negativa e forte.

Observando o sumário a baixo, a média da temperatura nas três cidades está entre 19 ºC e 21 ºC, aproximadamente, e a umidade ente 55% e 76%. Veja que em Campina Grande os pontos se concentram mais a cima e à esquerda no gráfico, demonstrando que a temperatura, em relação a Patos e João Pessoa, é mais amena com altos índices de umidade. Entretanto, o cenário é o oposto para Patos, com concentração de pontos mais à direita e abaixo no gráfico, indicando temperaturas mais altas e menor índice de umidade.

Para suportar as nossas conclusões, os valores da correlação demonstrados pelo método de Pearson são representados a baixo. Como vemos todos os valores são negativos, e dentre às três cidades, Campina Grande se mostrar ter maior correlação entre Chuva e Temperatura.

Relação entre temperatura e chuva

Agora, observando a relação entre a variável Temperatura média e Chuva. Na visualização abaixo podemos ver que os valores estão bem concentrados próximo de zero, sendo que em João Pessoa há um maior espalhamento dentre todos as outras cidades. Em geral, Campina Grande temos pontos concentrados entre 22 ºC e 27 ºC (na sua maioria) e com valores de chuva entre 0 e 100 ml. Em João Pessoa, os valores estão mais concentrados entre 25 ºC e 30 ºC e com chuvas em sua maioria entre 0 e 250 ml. Já Patos maiores registros de temperaturas e, de acordo com os pontos, também o menor índice de chuva, sendo temperaturas entre 26 ºC e 32 ºC com chuvas entre 0 e 100 ml na sua maioria.

Os gráficos mostram um certo nível de linearidade entre temperatura e chuva, sendo menos perceptível em Patos. Em Campina Grande e João Pessoa pode ser visto uma linearidade negativa que não é tão forte, e em partos não há linearidade perceptível, se aproximando de uma reta vertical o que indica fraca relação entre as variáveis. Quanto a outliers, em João Pessoa tem um ponto que se destacam bastante dos outros indicando um dia que choveu muito, mas em Campina Grande e Patos não há muitos pontos que fogem a curva.

Observando os coeficientes de correlação de Pearson e Kendall, de fatos vemos que uma relação negativa e fraca entre as variáveis e como foi mencionado, em Patos esse valor é ainda menor sendo bem próximo de 0.

Uma vez visto como se comporta a variável Temperatura média junto com chuva e umidade, agora vamos observar se há uma relação entre essas duas últimas.

Relação enter chuva e umidade

Nos gráficos abaixo é visível que há uma relação linear e positiva entre elas, há um bom nível de intensidade, pois não é tão difícil de perceber, e dentre as cidades. Patos aparenta ter a menor relação, pois essa linearidade não é tão perceptível e os pontos são mais dispersos que as outras cidades. Os pontos em Campina Grande são mais concentrados e podemos observar que em João pessoa tem um valores visivelmente distantes dos outros, se tratando de um dia que choveu bastante.

Os valores de correlação usando o método de Pearson mostram que de fato há uma correlação positiva entre essas duas variáveis, e também que em Patos esse valor é o menor. A intensidade da relação é forte, pois os valores estão entre 0.5 e 1 em uma escala de -1 e 1.

Observando o sumário, a média das chuvas e a média das umidades, vemos que a cidade com menor valor para chuva também teve o menor valor para umidade que foi o caso de Patos, isso pode está relacionado ao fato de ser uma cidade que faz parte do Sertão onde há pouca chuva e a consequência disso pode ser também menores valores para umidade. É interessante mencionar que Campina Grande tem o maior valor médio de umidade e mesmo assim baixo valor médio de chuvas.

De forma geral, como foi percebido uma relação linear negativa entre temperatura média e chuva, e também entre a temperatura média e umidade, é esperado que os dias mais frios sejam mais chuvosos com maiores níveis de umidade. Por cidade, podemos dizer que uma semana mais fria em Campina Grande, onde a temperatura está abaixo de 22ºC, é esperado que os valores para chuva podendo chegar até 150 ml, e com valores de umidade entre acima de 70% a próximo de 100%. Já em João Pessoa as semanas fria estão com temperaturas entre de 25 ºC e 27 ºC, com nível de chuva chegando até 250 ml e umidade de 70 a 90%. E finalmente em Patos, semanas frias estão com temperaturas médias entre 25 ºC a 28 ºC, com chuvas em sua maioria próximo de zero, mas podendo chegar até 100ml, e com valores de umidade de 30% a 80%.

Qual o compartivo entre temperatura e chuva nos últimos doze meses entre duas cidades paraibanas?

As cidades escolhidas para nossa análise são Campina Grande e Patos e foi escolhido o ano de 2019 por ser, dos recentes, o mais completo.

Na primeira análise, já foi observado a relação entre as variáveis temperatura media e chuva, e foi identificado um bom nível de correlação, agora vamos observar como esses valores se comportam apenas no ano de 2019. No gráfico abaixo, mesmo sendo menos pontos, ainda sim, podemos ver uma curva linear para a direita em Campina Grande, indicando assim que há bom nível de correlação e sendo essa negativa Em relação a pontos fora da curva em Campina Grande, podemos observar há um que se destaca bem. Tendo como foco a cidade de Patos, os pontos são bem mais distribuídos e não é possível ver nível algum de linearidade entre os pontos e ha presença de outliers, um bem mas visível que está próximo aos 400 ml.

Os valores dos coeficientes confirmam nossas observações onde há uma correlação negativa entre as variáveis e com maior intensidade para Campina Grande.

Ao escolher uma das cidades, qual a comparação entre temperatura e chuva das semanas de 2021 com a temperatura e chuva das semanas dos últimos 10 anos? Pode-se dizer que o ano tem sido um ano muito quente? Com muita chuva?

Observando as semanas de janeiro e fevereiro de 2021 e comparando com as dos últimos 10 anos, tendo em vista a quantidade de chuva e temperatura média, da para perceber que essas semanas seguem, geralmente, um padrão onde a maioria se concentra perto de 29ºC com chuva se concentrando de 0 e 50 ml. Há presença de outliers tanto no ano de 2021 como no decorrer dos últimos 10 anos. Dessa forma, podemos concluir que o ano de 2021 em janeiro e fevereiro segue sendo um ano quente com temperaturas médias de 29ºC, os valores de chuvas não são muitos, mas considerando que ao longo do ano a maioria se concentra próximo de 0 ml pode ser dito que choveu bem, e que houve duas semanas com chuvas bem forte.

Se observamos o sumário com as médias dos valores referentes a chuva e temperatura no ano de 2021 e compararmos com os valores dos últimos 10 anos, pode ser visto que a diferença é bem pequena. Por exemplo, para temperatura média nos últimos 10 anos o resultado foi de 28.8ºC e no último ano de 28.6ºC, assim também os valores de chuva sendo 26.6 e 37.9 ml para os últimos 10 anos e o ano de 2021 respectivamente.