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Apesar dos recentes avanços tecnológicos e científicos, o clima é ainda a variável mais importante na produtividade agrícola. O estado do Paraná se encontra em uma região de transição climática com grande variação dos elementos meteorológicos, sendo essencial a compreensão destes fenômenos devido a seus possíveis impactos. O objetivo deste trabalho foi analisar variabilidade térmica e a probabilidade de ocorrência de geada e calor extremo na Mesorregião Norte Pioneiro Paranaense. E como objetivo secundário realizar um estudo de caso das variáveis meteorológicas analisadas para o ano de 2019. Para caracterização de variabilidade térmica, geada e calor extremo, foram utilizados dados de 10 estações meteorológicas. Foram aplicadas técnicas estatísticas e de geoprocessamento, como regressões e interpolações para garantir uma plena cobertura regional de informações. Identificou-se grande variabilidade climática na região, principalmente recorrente as diferenças de altitude que influenciam no regime térmico. Pela localização em área de transição climática a Mesorregião registrou temperaturas máximas e mínimas extremas. A área da região com maiores altitudes apresentou alta probabilidade alta de ocorrência anual de geada. Pelo estudo de caso, identificou-se que o ano de 2019 foi de 1 a 2,5°C mais quente em toda região, mesmo assim houve ocorrência de geada com a entrada de uma frente fria no início de julho com registro de temperaturas inferiores a -4°C.