Exploração do clima em João Pessoa, Campina Grande e Patos

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library(here)
library(knitr)    # For knitting document and include_graphics function
library(ggplot2)  # For plotting
library(png)      # For grabbing the dimensions of png files
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Análise exploratória do clima em cidades da Paraíba

Esta analise implica na resposta de algumas perguntas acerca do clima em algumas cidades da paraíba.

A análise tem como foco compreender e responder as seguintes perguntas:

3: Como a umidade das 3 cidades varia ao longo do ano?
4: Como você descreveria a temperatura das festas juninas das 3 cidades nos últimos anos?

Configuração Inicial

# SEMPRE read_csv NUNCA read.csv
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()
    )
)

glimpse(clima_tudo)

## Rows: 1,803
## Columns: 11
## $ cidade      <chr> "Campina Grande", "Campina Grande", "Campina Grande", "Cam…
## $ semana      <date> 2009-12-27, 2010-01-03, 2010-01-10, 2010-01-17, 2010-01-2…
## $ temp_max    <dbl> 29.9, 31.4, 32.1, 31.0, 31.2, 32.1, 32.2, 31.3, 32.9, 34.1…
## $ temp_media  <dbl> 25.90000, 25.53333, 25.60952, 24.20952, 26.06190, 26.02381…
## $ temp_min    <dbl> 21.9, 21.2, 21.3, 20.5, 21.2, 21.4, 20.4, 21.5, 22.1, 22.0…
## $ vento_medio <dbl> 3.960000, 4.080952, 3.952381, 2.860000, 3.690476, 3.971429…
## $ vento_max   <dbl> 5.0, 5.3, 6.6, 5.0, 5.5, 6.5, 6.3, 5.5, 5.5, 4.0, 5.0, 7.8…
## $ umidade     <dbl> 76.00000, 76.23810, 75.95238, 85.33333, 77.80952, 76.04762…
## $ chuva       <dbl> 0.0, 4.7, 0.2, 69.3, 3.8, 1.2, 10.9, 2.5, 0.0, 0.0, 0.0, 0…
## $ ano         <int> 2009, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010, 2010…
## $ mes         <int> 12, 1, 1, 1, 1, 1, 2, 2, 2, 2, 3, 3, 3, 3, 4, 4, 4, 4, 5, …

Dados utilizados

Para essas analises usaremos dados obtidos do BDMEP. A partir disso, extraimos os dados das 3 cidades durante o periodo de 2010 até atualidade.

Alguns dados extraídos que iremos referenciar durante a análise são:

Cidade: cidade da medição feita.
Semana: O primeiro dia da semana à qual a medição se refere.
Temperatura Média: A média das temperaturas médias diárias da semana, em Celsius.
Umidade: Média da umidade diária na semana, em %.

Uma analise da Umidade paraibana

No intuito de fazer um estudo sobre o clima paraibano, selecionamos dados de 3 cidades paraibanas:

Campina Grande;
Patos;
João Pessoa;

Inicialmete, queremos entender como funciona a umidade das 3 cidades e como ela varia durante o ano? para isso faremos uma analise dos dados extraidos da BDMEP e tentaremos compreender esses aspectos.

Umidade em Campina Grande

clima_tudo %>% 
    filter(cidade == "Campina Grande", ano > 2009, ano < 2021) %>% 
    ggplot(aes(x = mes, y = umidade)) + 
    facet_wrap(~ ano)+ 
    geom_point(color = "coral") +
    labs(title = "Umidade Média mensal durante os anos de 2010-2020 em Campina Grande")

## Warning: Removed 3 rows containing missing values (geom_point).

Ao observamos os graficos feitos detectamos que na maioria do tempo os picos de umidade são nos meses de junho e julho, o que se dá de encontro com a chegada do inverno. Durante esses meses, em geral, a umidade ultrapassa os 90%

Umidade em Patos

clima_tudo %>% 
    filter(cidade == "Patos", ano > 2009, ano < 2021) %>% 
    ggplot(aes(x = mes, y = umidade)) + 
    facet_wrap(~ ano)+ 
    geom_point(color = "blue") +
    labs(title = "Umidade Média mensal durante os anos de 2010-2020 em Patos")

## Warning: Removed 41 rows containing missing values (geom_point).

Diferente de Campina Grande, a umidade de Patos tem seus picos no começo do ano, variando, no geral, no intervalo de janeiro até abril. Seus picos ultrapassam o valor de 80%, mas não ultrapassa a umidade Campinense que chega aos 90%.

Umidade em João Pessoa

clima_tudo %>% 
    filter(cidade == "João Pessoa", ano > 2009, ano < 2021) %>% 
    ggplot(aes(x = mes, y = umidade)) + 
    facet_wrap(~ ano)+ 
    geom_point(color="green") +
    labs(title = "Umidade Média mensal durante os anos de 2010-2020 em João Pessoa")

Similar a Campina Grande, João pessoa tem seus picos de umidade nos meses de Junho e Julho, onde também alcança seus 90% de umidade, porém sua umidade minima durante os anos analisados decaiu até 65% enquanto Campina Grande se chegou aos 60%. Isso pode se dar ao fato de que João Pessoa é uma cidade litorânea.

Comparativo

clima = clima_tudo %>% 
    filter(ano == 2011)

clima_tudo %>%
    filter(ano > 2009, ano < 2021) %>%
    ggplot(aes(x=mes, y=umidade, color=cidade)) + 
    facet_wrap(~ ano)+ 
    geom_point() +
    labs(title = "Umidade Média mensal durante os anos de 2010-2020")

## Warning: Removed 44 rows containing missing values (geom_point).

Ao analisarmos esse grafico podemos concluir que:

Patos tem a menor umidade por mês em relação a Campina Grande e João Pessoa;
No geral, Campina Grande e João Pessoa tem seus picos de umidade nos meses de junho e julho, enquanto os picos de Patos ocorrem sempre no começo do ano;
No geral, Campina Grande ultrapassa João Pessoa em porcentagem de umidade nos meses de junho e julho;
João Pessoa, na maioria dos meses, possui uma umidade minima semanal maior que Patos e Campina Grande;
A umidade de patos, na maior parte do tempo, é menor que a umidade de João Pessoa e Campina Grande;

Focando agora apenas no segundo ponto abordado, sabendo que esse periodo de Junho e Julho é um momento especial para as cidades da Paraiba, pois nesse tempo é comemorado o São João, vamos nos desprender de uma analise Geral e focar uma analise nesse bloco.

Uma analise climatica do São João paraibano

Com uma analise geral da umidade das 3 cidades, vimos que os picos de umidade de João pessoa e Campina grande estão presentes nos meses de junho e julho, e como esses meses coincidem com o São João, A partir dai ficamos com um questionamento sobre como é o clima dessas 3 cidades durante o periodo de São João? com isso vamos nos aprofundar em analisar os dados desses meses em outro aspecto climatico, a temperatura.

Temperatura media

Para iniciarmos essa analise, vamos começar com uma comparação da temperatura no mês de junho entre as 3 cidades:

clima_tudo %>%
    filter(mes == 6) %>%
    ggplot(aes(x=ano, y=temp_media, color=cidade)) + 
    geom_point() +
    labs(title = "Temperatura Média no mês de junho durante os anos de 2010-2020")

## Warning: Removed 8 rows containing missing values (geom_point).

Ao analisar o grafico, percebemos que ,na maioria dos anos, no mês de junho Campina Grande mantém a menor temperatura entre as 3 cidades da analise. Enquanto Patos e João Pessoa variam sua temperatura ano a ano entre as mais quentes do periodo.

Agora vamos fazer uma comparação com o mês de julho:

clima_tudo %>%
    filter(mes == 7) %>%
    ggplot(aes(x=ano, y=temp_media, color=cidade)) + 
    geom_point() +
    labs(title = "Temperatura Média no mês de julho durante os anos de 2010-2020")

## Warning: Removed 4 rows containing missing values (geom_point).

Com a visualização do grafico de julho, observamos que Campina ainda possui a menor temperatura, Porém, Patos se destaca com uma temperatura maior que as outras cidades, diferindo do mês de junho no qual Patos possuia uma liderança alternada com João Pessoa.

clima_tudo %>%
    filter(mes > 5, mes < 8) %>%
    ggplot(mapping = aes(y = cidade, x = temp_media)) + 
    # geom_point(alpha = 0.3) + 
    geom_jitter(height = .1, alpha = .6, color = "blue") + 
    labs(
         title = "Temperatura Média Semanal nos meses de junho e julho",
         y = "", 
         x = "Temperatura Média Semanal (C)"
    )

## Warning: Removed 12 rows containing missing values (geom_point).

A partir desses dados, podemos tirar algumas conclusões:

Campina Grande é, entre as 3 cidades, a que possui o clima mais frio;
João Pessoa e Patos possuem uma temperatura media similar durante o São João, mas isso muda ao fim do São João onde Patos começa a ficar mais quente

Por fim, com a analise da temperatura e da umidade das 3 cidades, conseguimos diferi-las para que cada pessoa consiga aproveitar o São João com o seu clima ideal:

Campina Grande é a com a menor temperatura das 3 e com a umidade similar a de João Pessoa, uma cidade litorânea, para pessoas que querem aproveitar um clima frio durante essa epoca;
João Pessoa com um clima similar ao de Patos, porém com uma umidade alta pelo fato de ser uma cidade litorânea, para aproveitar um ambiente quente e com uma otima praia;
Patos com uma temperatura mais alta, porém com uma umidade baixa para quem prefere um clima mais seco;

José Amândio.

Exploração do clima em João Pessoa, Campina Grande e Patos - PB