Serão respondidas as questões 2 e 4.

clima_tudo = read_csv(
    here("data/tempo-jp-cg-pt.csv"),
    col_types = cols(
        .default = col_double(),
        cidade = col_character(),
        semana = col_date(format = ""),
        ano = col_integer(),
        mes = col_integer()
    )
)

É tempo de praia?

A região Nordeste é conhecida por seu clima quente e pela alta incidência de raios solares dada sua proximidade a linha do Equador, uma receita perfeita para uma manhã de praia. Mas e no caso específico da Paraíba? Como se comporta o calor no verão do estado?

Para responder essa pergunta iremos utilizar dados de temperatura, em uma granularidade semanal, dos meses de janeiro e fevereiro (meses em que ocorre o pico do verão no estado) dos últimos anos de três cidades: João Pessoa (JP), Campina Grande (CG) e Patos. Essas três cidades são boas para caracterizar o estado, uma vez que, devido a suas localizações geográficas (respectivamente, no litoral, próximo ao topo da Serra da Borborema e no Sertão), cada uma apresenta um clima distinto presente no estado.

Começaremos nossa análise observando a distribuição das temperaturas médias das semanas de verão no gráfico a seguir.

clima_tudo %>%
  filter(mes %in% c(1, 2)) %>%
  ggplot(aes(x = temp_media)) +
  geom_histogram(binwidth = 1) +
  facet_wrap(~ cidade) +
  labs(title = "Distribuição da temperatura média do verão em cidades da PB",
       subtitle = "Para os anos de 2010 a 2021¹",
       x = "Temperatura média (ºC)",
       y = "Semanas",
       caption = "¹ Para a cidade de Patos os dados de 2021 não estão disponíveis")

A partir dos histogramas acima, podemos ver que Campina Grande apresenta o verão mais ameno, com a temperatura média se concentrando em torno de 26 ºC, e nunca ultrapassando os 29 ºC. Vemos também que a cidade é a única, dentre as três, a ter registrado temperaturas médias abaixo de 25 ºC durante o período.

Por outro lado, Patos nos apresenta o verão com as temperaturas médias mais elevadas. Tendo uma distribuição da temperatura média mais uniforme que as demais concentrada entre 27,5 e 31,5 ºC. A cidade detêm também a maior temperatura média registrada no período, chegando a atingir valores em torno de 32 ºC.

Enquanto isso, João Pessoa nos dá um verão com médias variando muito pouco, sendo assim, dona da menor amplitude na temperatura média. Vale o destaque para sua alta concentração da temperatura entre 28,5 e 29,5 ºC. Em comparação com as outras duas cidades, João Pessoa se apresenta como um meio termo, sendo em média mais quente que Campina e mais fria que Patos.

Mas seria a temperatura média suficiente para entender bem o comportamento da temperatura no verão paraibano? Por exemplo, Patos é realmente super quente assim? E Campina é sempre amena durante o verão? Antes de tirarmos nossas conclusões finais, vamos avaliar o histórico das temperaturas ao longo dos anos, observando além da temperatura média, também a mínima e máxima.

No gráfico abaixo, a linha representa a temperatura média, enquanto que a área marca a amplitude da temperatura. Os anos de 2020 e 2021 foram retirados da visualização, por termos dados faltantes sobre as temperaturas máximas tanto para CG quanto para Patos. Vale a ressalva que para uma das semanas de 2018, temos dados faltantes para as máxima e mínima em Campina Grande.

clima_tudo %>%
  filter(mes %in% c(1, 2), ano < 2020) %>%
  ggplot(aes(x = lubridate::week(semana), y = temp_media, group = ano)) +
  geom_line() +
  geom_ribbon(aes(ymin = temp_min, ymax = temp_max, alpha = .3)) +
  facet_grid(cidade ~ ano, scales = "free_x") +
  scale_x_continuous(n.breaks = 6) +
  theme(legend.position = "none") +
  labs(title = "Histórico de temperatura do verão em cidades da PB",
       x = "Semana do ano",
       y = "Temperatura (ºC)")

Pela observação da série temporal, vemos que Patos tem uma amplitude térmica muito maior quando comparada as demais, atingindo temperaturas abaixo de 20 ºC e acima de 35 ºC em uma mesma semana. Esta grande amplitude provavelmente se deve ao clima mais desértico da região, em que as noites tendem a esfriar muito. Esse fato ao mesmo tempo que confirma Patos como a cidade com verão mais quente (por atingir os maiores picos de temperatura), também mostra uma realidade que a média não foi capaz de mostrar: a cidade tem temperaturas bastantes baixas em certas semanas do verão.

João Pessoa e Campina Grande tem amplitudes bem menores em relação a anterior, em especial, João Pessoa que no período não registrou nenhuma mínima próxima ou abaixo de 20 ºC, além disso a cidade também tem um histórico de temperatura máxima bem uniforme quase sempre se mantendo em entre 30 ºC e 32 ºC. Já Campina Grande tem semanas com mínimas abaixo de 20 ºC com uma frequência considerável no período, sendo esta frequência também maior que a de Patos, o que de confirma Campina como a cidade a atingir as temperaturas mais amenas no verão.

Assim, vemos que o verão no estado, avaliando estas três cidades, atinge temperaturas bem variadas a depender da região, podendo ter um clima mais estável e proprício à praia como no caso de João Pessoa, ou um verão escaldante com ampla amplitude térmica como em Patos, ou pra quem prefira, um verão mais ameno como o de Campina Grande.

É noite de fogueira?

Sem dúvidas um dos períodos do ano mais esperados pelos nordestinos é o das festas juninas. As festas juninas se estendem ao longo do mês de junho em celebração a três santos católicos: Santo Antônio, São João e São Pedro. Elas são cheias de tradições como queima de fogos, comidas de milho e bem as fogueiras. Aproveitando que já estamos por aqui, por que não aproveitar e dar uma olhada no que nossos dados nos mostram sobre as temperaturas nesse período. Seguiremos usando nossos dados para JP, CG e Patos, porém agora iremos filtrá-los apenas para o mês de junho, afinal são as festas juninas.

Comecemos observando como nossas temperaturas médias se distribuem, similarmente ao que fizemos no caso anterior.

clima_tudo %>%
  filter(mes == 6) %>%
  ggplot(aes(x = temp_media)) +
  geom_histogram(binwidth = 1) +
  facet_wrap(~ cidade) +
  labs(title = "Distribuição da temperatura média no período junino em cidades da PB",
       subtitle = "Para os anos de 2010 a 2021¹",
       x = "Temperatura média (ºC)",
       y = "Semanas",
       caption = "¹ Para a cidade de Patos os dados de 2021 não estão disponíveis")

Novamente vemos Campina Grande como a cidade mais fria dentre as três, atingindo uma média superior à 25 ºC com frequência muito baixa, enquanto que para as demais esse valor é próximo das menores médias atingidas. Além disso, vemos uma grande concentração da temperatura média entre 22,5 e 23,5 ºC para a cidade.

João Pessoa e Patos apresentam amplitudes similares variando de cerca de 25 ºC à 28 ºC. Em João Pessoa, as temperaturas se concentram principalmente entre 26,5 ºC e 27,5 ºC, enquanto que em Patos a maior concentração ocorre um pouco abaixo entre 25,5 ºC e 26,5 ºC. Comparadas à suas temperaturas de verão, ambas as cidades são mais amenas.

Motivados pelas conclusões extras que a observação mais detalhada dos mínimos e máximos da série histórica nos trouxe no caso anterior, vejamos um gráfico similar ao anterior para o período junino. Lembrando que a linha preta indica a média, enquanto a área nos mostra a amplitude térmica. Aqui também, desconsideraremos 2020 e 2021, pois novamente CG e Patos apresentam dados faltantes no período.

clima_tudo %>%
  filter(mes == 6, ano < 2020) %>%
  ggplot(aes(x = lubridate::week(semana), y = temp_media, group = ano)) +
  geom_line() +
  geom_ribbon(aes(ymin = temp_min, ymax = temp_max, alpha = .3)) +
  facet_grid(cidade ~ ano, scales = "free_x") +
  scale_x_continuous(n.breaks = 4) +
  theme(legend.position = "none",
        axis.text.x = element_text(size = 6)) +
  labs(title = "Histórico de temperatura do mês de junho em cidades da PB",
       x = "Semana do ano",
       y = "Temperatura (ºC)")

A observação histórica corrobora Campina como a cidade mais fria para o período, com sua máxima raramente ultrapassando os 30ºC e sempre registrando temperaturas abaixo dos 20 ºC. Ficando assim com as menores amplitudes ao longo dos anos.

Enquanto isso, Patos vence novamente no quesito amplitude conseguindo bater os 35 ºC e os 20 ºC em uma única semana, com bastante frequência ao longo dos anos. Sendo bastante similar a suas temperaturas no verão, diferenciando mais pela maior ocorrência de temperaturas abaixo dos 20 ºC.

Por fim, João Pessoa novamente tem uma máxima quase constante ao longo dos anos, ficando por volta dos 30 ºC. Sendo mais quente que as demais cidades, ao atingir temperaturas abaixo de 20 ºC com bastante raridade.