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Efeito do Ciclo Safra da Cana-de-Açúcar no Microclima de Piracicaba (1990–2020)
Tatiana Mesquita Pereira Universidade de São Paulo (USP) – ESALQ ORCID: 0009-0003-6994-5184
Resumo
Este estudo analisou dados meteorológicos e agrícolas entre 1990 e 2020 para investigar a hipótese de que o ciclo da cana-de-açúcar influencia o microclima local em Piracicaba, SP. Foram utilizados dados abertos da estação meteorológica da ESALQ/USP e registros da área cultivada. As análises, realizadas no software R (v4.2), indicaram que tanto a temperatura média quanto a precipitação variam significativamente entre os períodos de safra e entressafra da cana. A hipótese foi sustentada por testes estatísticos (Wilcoxon) e visualizações comparativas. Todos os dados e códigos seguem os princípios FAIR e estão licenciados sob CC0.
1. Introdução
Piracicaba é uma cidade historicamente associada à agricultura, especialmente à cultura da cana-de-açúcar. A queima da palha frequentemente gera impactos visíveis como fuligem no ar. Além desses sinais evidentes, este trabalho busca compreender se o ciclo safra afeta o microclima local utilizando dados abertos, conforme os princípios da ciência aberta.
2. Objetivos
* Avaliar se os ciclos de safra da cana-de-açúcar (plantio e colheita) influenciam parâmetros climáticos locais, como temperatura média (TMED) e precipitação, no município de Piracicaba entre 1990 e 2020.
3. Materiais e Métodos
Dados utilizados
- Meteorológicos: Estação ESALQ/USP
Link: https://www.esalq.usp.br/departamentos/leb/base.html
- Agrícolas: Portal da Prefeitura de Piracicaba
Link: https://piracicaba.sp.gov.br/servicos/piracicaba-em-dados-historico-ipplap/
- Calendário de Safra: Sistema SIFRECA
Link: https://sifreca.esalq.usp.br/calendario-de-safras
- Dataset usado: dataset_ex_2_TMP.xlsx no GitHub
Variáveis principais
- ANO, MES, TMED, TMAX, TMIN, CHUVA, SAFRACANA, ESTAÇÃO
Processamento
- Exclusão da coluna DIA
- Verificação de normalidade com Shapiro-Wilk (amostras de n=5000)
- Teste de homogeneidade com Levene
- Boxplots, análise de correlação e modelos estatísticos
- Testes de Wilcoxon para diferenças entre fases da safra
Ambiente computacional
- Linguagem: R v4.2
- Principais pacotes: `ggplot2`, `dplyr`, `car`, `corrplot`, `ggpubr`, `readr`, `MASS`, `tidyr`
4. Resultados
Temperatura Média (TMED)
- Maior durante a safra (p < 0.05)
- Gráfico boxplot evidenciou diferença entre estágios
Precipitação (CHUVA)
- Menor durante a colheita da cana (p < 0.05)
- Média anual de chuva foi significativamente diferente
Visualizações produzidas
- Boxplots por estação e por safra
- Correlograma entre TMED, TMAX, TMIN e CHUVA
- Testes não-paramétricos confirmaram a hipótese
5. Discussão e Limitações
Os resultados sustentam a hipótese de que o microclima é afetado pelo ciclo da cana. As maiores temperaturas e menor chuva no período de colheita podem estar associadas à alteração da cobertura vegetal. Limitações incluem ausência de variáveis como cobertura urbana e dados de satélite.
6. Reprodutibilidade e Compartilhamento
- Código-fonte: disponível no GitHub
- Licença dos dados: CC0 (domínio público)
- Dados abertos conforme FAIR: encontráveis, acessíveis, interoperáveis e reutilizáveis
- Reprodutibilidade: garantida com ambiente em R e script executável
7. Referências
- Estação Meteorológica ESALQ/USP: https://www.esalq.usp.br/departamentos/leb/base.html
- Dados Abertos – Prefeitura de Piracicaba: https://piracicaba.sp.gov.br/servicos/piracicaba-em-dados-historico-ipplap/
- Calendário de Safra – SIFRECA: https://sifreca.esalq.usp.br/calendario-de-safras