VARIABILIDADE LOCAL DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO E A RELAÇÃO COM O NDVI USANDO O ALGORÍTIMO METRIC

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1 VARIABILIDADE LOCAL DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO E A RELAÇÃO COM O NDVI USANDO O ALGORÍTIMO METRIC V. de P. R. Silva 1 ; C. W. Oliveira 2 ; J. A. de Sá 1 RESUMO: Como um fator primordial para quantificar o manejo da água e da irrigação para regulação, planejamento e tomada de decisão dos recursos hídricos a quantificação da evapotranspiração (ET) de áreas agrícolas, matas virgens, nativas e florestas é necessário. O objetivo deste trabalho foi obter e analisar os valores da ET e a interligação com o Índice de Vegetação(NDVI) da superfície. A área de estudo, no Cariri-CE, contém uma Área de Preservação do Ambiente (APA), a Floresta Nacional do Araripe (FLONA), vários rios e represas, além de três áreas urbanas (Crato, Juazeiro do Norte e Barbalha), onde há uso intensivo de água. Para realizar o estudo foram obtidas imagens orbitais do satélite Landsat 5 TM sensores em órbita 217 na seção 65, a data de estudo foi 21/09 do ano de 2008, que corresponde o dia seqüencial do ano 265. Foram obtidos valores acima de 4,0 mm/d para regiões irrigadas (cultura da banana), a partir 4,5 mm/d para Chapada do Araripe que são compatíveis com outros resultados obtidos em outras pesquisas. PALAVRAS-CHAVE: Irrigação, recursos hídricos, landsat LOCAL VARIABILITY OF EVAPOTRANSPIRATION AND ITS RELATIONSHIP TO NDVI USING THE METRIC ALGORITHM SUMARRY: As a key factor to quantify the water management and irrigation for regulation, planning and decision making of water resources to quantify the evapotranspiration (ET) of agricultural land, virgin forests, and native forests is necessary. The study area, in Cariri-CE contains an Environmental Preservation Area (APA), the Araripe National Forest (National Forest), several rivers and dams and three urban areas (Crato, Juazeiro and Barbalha) where there is intensive use of water. To conduct the study was obtained satellite images Landsat 5 TM sensors in orbit 217 in section 65, the date of the study was 9/21 years in 2008, which is the sequential day of the year 265. Values were obtained above 4.0 mm / d to irrigated areas (banana cultivation), from 4.5 mm / d for the Araripe that are compatible with other results obtained in other studies KEYWORDS: Irrigation, water resources, landsat 1 Bolsista IC CNPq, Universidade Federal Ceará, Campus da UFC no Cariri, CEP , Juazeiro do Norte, CE, vicentepaulo09@gmail.com 2 Prof. Doutor-Bolsista CNPQ 2F, Universidade Federal Ceará, Campus da UFC no Cariri.

2 INTRODUÇÃO Em preocupância com a constante necessidade de possui um modelo de controle e eficiência do uso da água tanto para o consumo como para o uso na agricultura, vários mecanismo vêm sendo estudado. Sabe-se que o setor agrícola é o maior consumidor de água, alcançando cerca de 69% de toda a água derivada de rios, lagos e aquíferos subterrâneos. Os outros 31% são consumidos pelas indústrias e uso doméstico (PAZ et al., 2000). Diante desta problemática o uso da água na agricultura deve ser observado com maior precisão. Um dos principais fatores para determinar a demanda de água e quantificar as perdas de água na agricultura irrigada e de sequeiro é a evapotranspiração. PEREIRA et al. (1997) definem evapotranspiração como um elemento climático fundamental, composto de dois processos: a evaporação da água e a transpiração da vegetação, processo físico e biológico. A evapotranspiração é fortemente influenciada pelo tipo de vegetação, pelo manejo agrícola, pela gestão ambiental e, principalmente, por parâmetros climáticos (ALLEN et al., 1998), incluindo radiação solar, vento, temperatura e umidade relativa.. No entanto, esses métodos tradicionais de obtenção de evapotranspiração, como lisímetro, costumam serem caros, e difíceis de serem trabalhados e só são eficientes quando explorados por especialistas no assunto (NEVES et al., 2007; MONTENEGRO et al., 2008). Varias tecnologia estão sendo estudadas e aprimoradas para obtenção da evapotranspiração para facilitar o manejo da irrigação e o controle do uso da água. No Brasil, a primeira tentativa de se fazer a análise do desempenho da irrigação com base em imagens de satélite e com o uso do modelo SEBAL é atribuída à Bastiaanssen et al. (2001). O presente trabalho objetiva determinar a variabilidade da evapotranspiração e a relação dos valores dos mesmos com NDVI (ÌNDICE DE VEGETAÇÃO DA DIFERENÇA NORMALIZADA), que é um dos parâmetros usado pelo METRIC (Mapping Evapotranspiration at High Resolution) para obter a evapotranspiração, para a região do cariri com o processamento de imagens do satélite Landsat 5, avaliando a variabilidade da ET diária e NDVI. MATERIAS E MÉTODOS O estudo foi realizado no sul do estado do Ceará, situado no Nordeste do Brasil, que compreende os municípios do Crato, Juazeiro do Norte e Barbalha, região conhecida como CRAJUBAR. O retângulo envolvente da região de estudo compreende entre as coordenadas geográficas latitudes 6º 37' S e 7º 33' 2.21 S e as longitudes 38º 53' O e 39º 44' 5.17 O. Foram utilizadas imagem do Mapeador Temático do satélite LANDSAT 5( LANDSAT-5 TM), composta de sete bandas espectrais adquiridas junto ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) através do laboratório de Geoprocessamento da Universidade Federal do Ceará. As imagens utilizadas no trabalho foram da órbita 217, seção 65 na data 21/09/2012, que corresponde ao dia do ano 265. A região compreende a chapada do Araripe, vegetação nativa, plantações de banana (Musa spp.) entre outros cultivos (Figura 1). Foi utilizado o algorítimo Metric (Allen et al., 2010) que obtém valores da evapotranspiração (ET) mediante a contabilização do Fluxo do Calor Latente (LE).

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO Valores do NDVI indicam o índice e o tipo de vegetação. Foram obtidos em locais com irrigação, solo exposto, área de vegetação nativa e na Chapada do Araripe, valores de NDVI na ordem de aproximadamente 0,70, 0,18, 0,22 e 0,75, respectivamente. No trabalho BEZERRA (2006) encontrou-se em área com irrigação, solo exposto, área de vegetação nativa e na Chapada do Araripe no Ceará, valores do NDVI na ordem de 0,70, 0,18, 0,22 e 0,75, respectivamente, que são semelhantes aos obtidos em este trabalho. Tabela 1 sumariza os valores encontrados da evapotranspiração e NDVI de pontos conhecidos ao longo da imagem: cidades, vegetação, chapada e locais com irrigação. Nota-se que locais com plantações de banana irrigada os valores da ET diária para a data estudada ficou em torno de 4,5 mm/d, na região da Chapada do Araripe se encontrou ET 5,0 mm/d. As taxas de evapotranspiração dependem das condições climáticas e fisiológicas dos vegetais sendo propício a variações. Quando se compara os valores de evapotranspiração estimados com os valores de NDVI obtido no processo, observa-se que os valores tendem a zero quando os valores de NDVI diminuem na escala. À medida que a evapotranspiração se eleva podemos dizer que essas regiões possuem cobertura vegetal mais elevada, pois o NDVI aumenta indicando presença de vegetação que pode ser nativa ou plantada. CONCLUSÃO A variabilidade da evapotranspiração dentro da região foi investigada, com uso modelo balanço de energia. Diante de resultados apresentados e analisados, conclui-se que a utilização do algoritmo METRIC trouxe, com custo relativamente baixo, a obtenção de resultado satisfatório. A variabilidade encontrada demonstrada esta relacionada com o tipo do uso da terra, condições climática e fisiologia da planta. Os valores de ET estimados com o METRIC ficaram dentro da faixa dos valores encontrados com outros métodos e trabalhos, exemplo o lisímetro. Áreas não uniformes estão mais propensas a erros com uso de modelos de energia de balanço. AGRADECIMENTOS Ao CONSELHO NACIONAL DE DESENVOLVIMENTO CIENTÍFICO E TECNOLÓGICO por concessão de auxílio financeiro processo: / Ao Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais por fornecer imagens do satélite LANDSAT 5. REFERÊNCIAS: ALLEN, R.G.; PEREIRA, L.S.; RAES, D.; SMITH, M. Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements. Rome: FAO, (Irrigation and Drainage, Paper 56) ALLEN, R.G.; TASUMI, M.; TREZZA, R.; KJAERSGAARD, J. Mapping evapotranspiration at high resolution, application manual for Landsat satellite imagery. Version Kimberly: University of Idaho. 2010, p.248. BASTIAANSSEN, W.G.M., BRITO, R.A.L., BOS, M.G., SOUZA, R.A., CAVALCANTI, E.B., BAKKER, M.M., Low cost satellite data for monthly irrigation performance monitoring: benchmarks from Nilo Coelho, Brazil. Irrigation and Drainage Systems 15, BEZERRA, B. G. Balanço de energia e evapotranspiração em áreas com diferentes tipos de cobertura de solo no cariri cearense através do algoritmo sebal f. Dissertação (Mestrado em Agrometeorologia). Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande.

4 MONTENEGRO, A.A.T; GOMES, A.R.M; MIRANDA, F.R; CRISÓSTOMO, L.A. Evapotranspiração e coeficiente de cultivo da bananeira para a região litorânea do Ceará. Revista Ciência Agronômica, Fortaleza, v. 39, n. 02, p , Abr.- Jun., 2008 NEVES, B.V.B.; VERSIANI, B.R.; RODRIGUES, P.C.H. Geoprocessamento como ferramenta no estudo de correlação entre a dinâmica da cobertura vegetal e a evapotranspiração. Revista Brasileira de Recursos Hídricos, Porto Alegre, v.12, n.4, p , PAZ, V.P.S.; TEODORO, R.E.F.; MENDONÇA, F.C. Recursos hídricos, agricultura irrigada e meio ambiente. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, Campina Grande, v.4, n.3, p , PEREIRA, A.R.; VILLA NOVA, N.A.; SEDIYAMA, G.C. Evapotranspiração. Piracicaba: FEALQ, p. Tabela 1. Valores da evapotranspiração e NDVI de pontos amostrados na imagem Landsat 5. NDVI ET NDVI/ET 0, ,18 2, ,22 2,81 0,08 0,31 3,08 0,10 0,40 3,35 0, ,0 0,19 Figura 1: Imagem Landsat 5 sensor TM, órbita 217, seção 65 na data 21/09, com identificação da região.

5 Figura 2: Imagem Landsat processada. ET para a data estudada Figura 3. Evapotranspiração (ET), NDVI e a relação NDVI/ET estimada pelo METRIC (ET metric)