Palavras-chave: imagem Landsat-5; correção atmosférica; temperatura da superfície continental.

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1 Aplcação da correção atmoférca para magen de atélte Landat-M Andrew Joé de Lucena 1 ; Otto Corrêa Rotunno Flho ; Joé Rcardo de Almeda França 3 ; Leonardo de Fara Pere 4 1 Doutorando em Engenhara Cvl - COPPE / UFRJ, emal:lucenageo@yahoo.com.r; Profeor Doutor da Ecola Poltécnca e da COPPE / UFRJ, e-mal: ottorotunno@o.com.r; 3 Profeor Doutor do Departamento de Meteorologa IGEO/UFRJ, e-mal: jrcardo@lma.ufrj.r; 4 Profeor Doutor do Departamento de Meteorologa IGEO/UFRJ, e- mal:leonardo.pere@geo.ufrj.r RESUMO: Ete traalho tem como ojetvo apreentar um método de correção atmoférca para a temperatura de rlho, otda medante a radânca da anda 6 do nfravermelho termal do enor Landat-5 para uma cena referente à regão metropoltana do Ro de Janero (RMRJ). Seleconada dua magen, uma para o nverno e outra para o verão, o reultado motram que a temperatura corrgda, denomnada de temperatura da uperfíce contnental (SC), revelou valore em ma elevado que a temperatura não corrgda. Palavra-chave: magem Landat-5; correção atmoférca; temperatura da uperfíce contnental. ABSRAC: he man ojectve of th manucrpt to preent an atmopherc correcton method n order to remove the atmopherc effect (aorpton and emon) from the rghtne temperature n M and 6 on oard Landat-5. After the atmopherc correcton, the land-urface temperature wa retreved for the metropoltan regon of Ro de Janero (RMRJ) durng the wnter and ummer. A expected, the comparon etween the rghtne temperature (non-corrected) and the land-urface temperature (corrected) how great dfference demontratng the mportance of the atmopherc correcton n order to olate thoe feature of the oervaton, whch are ntrnc to the urface, from thoe caued y the atmophere. Keyword: Landat-5 mage; atmopherc correcton; land urface temperature. 1 - INRODUÇÃO O enoramento remoto é fundamental no etudo e aplcaçõe em cênca atmoférca. A evolução tecnológca tem aperfeçoado prncpalmente a reolução epacal e radométrca do enore, o que tem contruído para o avanço de pequa relaconada à oervação do recuro terretre e do meo amente. A magen Landat repreentam a ma antga ére de atélte em órta, que datam do nco da década de 70 e, portanto, apreentam uma ére temporal relatvamente longa e comparado ao dema tema enore extente, endo am de grande utldade na anále que tratam da evolução têmporo-epacal do campo de temperatura da uperfíce, por exemplo. a anále ão atante comun no etudo de clma urano, cujo foco é conhecer o eu prncpal fenômeno, a lha de calor. A anále e dá a partr da otenção da temperatura da anda 6 do enor M e EM (Landat 5 e 7, repectvamente), conhecda como nfravermelho termal que compreende a faxa do epectro eletromagnétco entre 10,4 e 1,5 m. Emora a temperatura referente a uma determnada anda de um enor eja faclmente otda, eta não determna de fato a temperatura da uperfíce, ma m a temperatura de rlho, que correponde à ntendade de radação no topo da atmofera (Souza e Slva, 005), a qual é nfluencada pelo conttunte atmoférco. O deal é corrgr o efeto da atmofera para elmnar quaquer ruído que poam nterferr na real temperatura da uperfíce contnental (SC). O ojetvo dete traalho é apreentar um método de correção atmoférca aplcado em magen de atélte terma para a regão metropoltana do Ro de Janero (RMRJ), comparando eta temperatura corrgda (SC) com a não corrgda (temperatura de rlho).

2 - MAERIAL E MÉODOS Dua magen LANDSA-5 órta ponto 17-76, referente à RMRJ, foram eleconada para efetuar a correção atmoférca, 0/08/07 e 3/0/07. Eta magen confguram epódo azona de nverno e verão, repectvamente, quando a quantdade de umdade na atmofera é dtnta na dua tuaçõe, com valore axo no nverno e alto no verão. Incalmente é calculada a temperatura de rlho e em eguda a SC, e am comparada a dua tuaçõe. Para o cálculo da temperatura de rlho, prmeramente realzou-e a tranformação do dado ruto, em número dgta (ND), para radânca L LMAX LMIN Qcalmax Qcal LMIN (1) onde L é a radânca epectral no canal em Wm - r -1 m -1 ; LMAX é o valor de radânca máxma na anda em Wm - r -1 m -1, cujo o valor e de ; LMIN mínma na anda em Wm - r -1 m -1, cujo o valor e de 1.378; Qcal é o valor de ND e é o valor máxmo de ND, que equvale a é o valor de radânca Qcalmax Apó a converão de níve de cnza em radânca, calculou-e a temperatura de rlho, atravé da nverão da função de Planck, ecrta K K1 ln L 1 () em que: é a temperatura de rlho em Kelvn (K); K1 e K ão a contante 1 e de calração do Landat em Wm - r -1 m -1, que equvale a e , repectvamente. Para a otenção da SC, conforme a equação 3 (Souza e Slva, 005), é neceáro conhecer o parâmetro atmoférco, tranmtânca atmoférca, e a temperatura méda do ar, a, e a emvdade da uperfíce,. S (3) onde é a SC em Kelvn (K), é a temperatura de rlho no canal 6 e para e oter a SC a partr da temperatura de rlho no canal 6, dado por é o fator de correção 1 B ( ) 1 B ( a ) 1 1 B ( ) (4) 1 e ão am conhecdo: 1 (5)

3 ) (1 ) 1 (1 (6) Para e oter a temperatura méda do ar, recorreu-e a equação de Qun et al (001), exprea por a (7) onde 0 é a temperatura do ar a m da uperfíce. Para e etmar a tranmtânca atmoférca, utlzou-e a equação dada por Souza e Slva (005) 3w w exp 1 w (8) onde w é o conteúdo de vapor de água em gcm -, adqurdo pela equação de Leckner (Iqal, 1983) e w 0.493UR 0 (9) onde UR é a umdade relatva e e é a preão de aturação do vapor de água à temperatura amente em hpa, calculada pela equação (Iqal, 1983) e exp (10) A temperatura e a umdade relatva do ar foram otda pela méda menal de toda a etaçõe meteorológca preente na RMRJ. A RMRJ fo dvdda em quatro u-regõe (Zona oete, axada de Bangu, área central e eção lete da aía de Guanaara) e calculada uma méda ncal para cada uma da u-regõe. Em eguda, calculou-e uma méda fnal a partr da méda ncal encontrada para a quatro u-regõe A últma varável a e conhecer é a emvdade, alcançada pela equação propota por Van de Grend e Owe (1993), que relacona a emvdade com o índce de vegetação NDVI ln NDVI (11) O valore de NDVI ão otdo atravé da reflectânca no canal 3 e 4 pela equação NDVI (1) Nete do cana a radânca fo poterormente tranformada em reflectânca L d ESUN co (13)

4 onde é a reflectânca no canal ; d é a dtanca erra-sol em undade atronômca; ESUN é o é o valor médo da rradânca olar no canal em Wm - m -1, que tem como valor 1554 para a anda 3 e 1036 para a anda 4 e é o ângulo zental olar. A magen de SC, ncalmente em Kelvn (K), foram convertda para grau Celu (ºC), e clafcada egundo ntervalo padronzado de temperatura no ntuto de etaelecer um crtéro únco na comparação entre a magen. 3 - RESULADOS E DISCUSSÃO oda a magen corrgda apreentam temperatura em ma elevada, conforme a fgura 1,, 3 e 4. Na magem de verão, além de e encontrar a temperatura ma alta, a dferença entre a temperatura de rlho e a temperatura da uperfíce é em maor. No nverno, a méda da temperatura de rlho varou em torno do 1ºC, enquanto que para a temperatura da uperfíce, eta méda uu para 4ºC. No verão, oervou-e uma maor dferença, com méda de 8ºC para temperatura de rlho e de 45ºC para temperatura da uperfíce. Fgura 1: emperatura de rlho da magem 0/08/07 Fgura : emperatura da uperfíce da magem 0/08/07 Fgura 3: emperatura de rlho da magem 3/0/07 Fgura 4: emperatura da uperfíce da magem 3/0/07 O valore de temperatura tão dtnto podem er explcado conderando a condçõe atmoférca que predomnaram na dua tuaçõe azona. O nverno eteve o ação do antcclone do atlântco ul que favoreceu céu claro com axa umdade, ma que anda am apreentou alguma neulodade no quadrante nferor equerdo da magem, onde e localza parte

5 da axada ltorânea da regão metropoltana. No verão, marcado por maor ntaldade e domnado pela maa tropcal atlântca, eteve o efeto de maor umdade e neulodade, prncpalmente na porção uperor da magem (quadrante uperor equerdo e dreto) onde e localza o conjunto de erra ma íngreme da regão, retendo grande parte da umdade provenente da área cotera e gerando nuven por reframento adaátco. O valore de tranmtânca (t) e vapor d água (gcm - ), calculado pela equaçõe 8 e 9, atetam eta caracterítca da regõe, regtrando 0,6 e 3.3 gcm - para o nverno e 0.4 e 4,5 gcm - para o verão. Dete modo, a magen tanto a corrgda como a não corrgda, não tveram alterada eu mapa termal, mantendo ua área com a temperatura ma alta ou ma axa de acordo com a clae do uo do olo (clae urano arga a temperatura ma alta e a clae vegetação arga o núcleo ma fro), conforme o traalho de Lucena et al (0 10), varando ntdamente, omente, a ecala da temperatura. 4 - CONCLUSÕES A temperatura de rlho, atante utlzada no etudo de clma urano, tem o papel mplemente de mapeamento da temperatura vando dentfcar a lha de calor urana. Contudo, deve-e alentar que eta temperatura não repreenta de fato a temperatura da uperfíce urana, po não leva em conta a nfluenca atmoférca e da uperfíce. Sae-e da dfculdade de aqução do parâmetro da atmofera e da uperfíce, ma que nete traalho, na auênca do dado de radoondagem e de temperatura e umdade relatva do ar dára, utlzaram-e dado médo mena da etaçõe meteorológca convencona. Eforço futuro devem er realzado para que outro algortmo ejam deenvolvdo e aplcado para o Landat, po o atélte é anda amplamente empregado no etudo de clma urano. E em e tratando de regõe tropca, como é o cao da RMRJ, o teor de umdade na atmofera é um fator muto mportante com forte nfluênca na determnação da temperatura de rlho e da uperfíce, e que omado a ua natureza fíca, permeada por morro, floreta, aía e lagoa, aumenta a fonte de concentração de umdade. 5 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CHANDER G. and MARKHAM, Reved Landat 5 M Radometrc Calraton Procedure and Pot-Calraton Dynamc Range Dponível em IQBAL M. An ntroducton to olar radaton. Lrary of Congre Catalogng n Pulcaton data. Academc Pre Canadan, pp. LUCENA, A.J.; ROUNNO FILHO, O.C.;FRANÇA, J.R. & PERES, L.F. A lha de calor na regão metropoltana do Ro de Janero RMRJ. 010 (no prelo) QIN Z, KARNIELI A & BERLINER P A mono-wndow algorthm for retrevng land urface temperature from Landat M data and t applcaton to the Irael-Egypt order regon. Internatonal Journal of Remote Senng, (18): SOUZA, Juarez Danta de; SILVA, Bernardo Baroa da. Correção atmoférca para temperatura da uperfíce otda com magem M: Landat 5. Rev. Bra. Geof., São Paulo, v. 3, n. 4, 005. VAN DE GRIEND AA & OWE M On the relatonhp etween thermal emvty and the normalzed dfference vegetaton ndex for natural urface. Internatonal Journal of Remote Senng, 14: