Emprego da análise espectral singular para a reconstrução de séries temporais de vazões médias mensais com comportamento complexo

Resumo

A análise de séries temporais é uma ferramenta útil para muitas aplicações práticas de gestão de recursos hídricos, como no planejamento e antecipação de conflitos em torno do uso d'água. Estas análises são também necessárias para a concepção e operação de obras hidrotécnicas e para a proteção de ecossistemas aquáticos. Basicamente, sua análise se concentra em modelos clássicos, como Box e Jenkins. No entanto, suposições restritivas sobre dados e resíduos dificultam seu uso. Como alternativa, abordagens não paramétricas são interessantes devido a sua versatilidade de aplicação. Uma das técnicas que têm sido amplamente utilizada na análise de séries temporais de vazão é a Análise Espectral Singular (SSA). No entanto, sua aplicação é concentrada como pré-processador ou em abordagens híbridas e por conta disso, muitos estudos se concentram apenas no modelo a ser aprimorado, deixando lacunas de entendimento dos processos que fundamentam a SSA. Dentro desse contexto, e por conta disso, o objetivo deste estudo é apresentar detalhadamente a técnica SSA, através de uma aplicação à uma série temporal de vazões médias mensais com comportamento complexo (rio Jucu, localizado no Sudeste do Brasil), a fim de superar lacunas associadas ao entendimento rigoroso dos procedimentos que compõem a SSA. A SSA Sequencial foi utilizada para decompor os componentes sinal e ruído. A série reconstruída preservou a dinâmica da série observada, sugerindo forte influência do sinal (tendência e sazonalidade) em seu comportamento. Espera-se que a técnica possa ser usada com maior fluidez pelos especialistas e contribuir na gestão dos recursos hídricos.

Palavras-chave: análise espectral singular, decomposição, reconstrução.