Monthly values of the standardized precipitation index in the State of São Paulo, Brazil: trends and spectral features under the normality assumption

Abstract

The aim of this study was to describe monthly series of the Standardized Precipitation Index obtained from four weather stations of the State of São Paulo, Brazil. The analyses were carried out by evaluating the normality assumption of the SPI distributions, the spectral features of these series and, the presence of climatic trends in these datasets. It was observed that the Pearson type III distribution was better than the gamma 2-parameter distribution in providing monthly SPI series closer to the normality assumption inherent to the use of this standardized index. The spectral analyses carried out in the time-frequency domain did not allow us to establish a dominant mode in the analyzed series. In general, the Mann-Kendall and the Pettitt tests indicated the presence of no significant trend in the SPI series. However, both trend tests have indicated that the temporal variability of this index, observed at the months of October over the last 60 years, cannot be seen as the result of a purely random process. This last inference is due to the concentration of decreasing trends, with a common beginning (1983/84) in the four locations of the study.O objetivo do trabalho foi descrever séries mensais do Índice Padronizado de Precipitação (SPI), obtidas a partir de quatro estações meteorológicas do Estado de São Paulo, Brasil (1951-2010). As análises foram realizadas avaliando-se o pressuposto de normalidade das distribuições do SPI, as características espectrais dessas séries e a presença de tendências climáticas nessas amostras. Observou-se que a distribuição Pearson tipo III foi melhor que a gama 2-parâmetros em prover séries mensais do SPI mais próximas ao pressuposto de normalidade inerente ao uso desse índice padronizado. As análises espectrais realizadas no domínio tempo-frequência não permitiram o estabelecimento de modo (de frequência) dominante nas séries analisadas. De forma geral, os testes de Mann-Kendall e Pettitt não indicaram a presença de significativas tendências nas séries do SPI. Entretanto, verificou-se que a variabilidade temporal desse índice, observada em outubro, não pode ser vista como o resultado de um processo puramente aleatório. Essa última inferência é devida à concentração de tendências de queda, com data inicial comum (1983/1984), nas quatro localidades do estudo.