SENSORIAMENTO REMOTO NA ESTIMATIVA DA DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DO BALANÇO DE ENERGIA E EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REGIÃO SEMIÁRIDA.

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1 SENSORIAMENTO REMOTO NA ESTIMATIVA DA DISTRIBUIÇÃO ESPACIAL DO BALANÇO DE ENERGIA E EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REGIÃO SEMIÁRIDA. John Elton de Brito Leite Cunha Bárbara Barbosa Tsuyuguchi Iana Alexandra Alves Rufino Alexandra Chaves Braga

2 INTRODUÇÃO Satélites que podem ser usados neste tipo de estudo (que incluem a banda termal): Landsat 5 sensor TM Landsat 7 sensor ETM+ Satélites NOAA sensor AVHRR Satélite TERRA sensores ASTER e MODIS Satélite AQUA sensor MODIS Satélite GOES

3 ÁREA DE ESTUDO Sub-bacia de São João do Rio do Peixe: Região semiárida do Nordeste

4 MATERIAIS E MÉTODOS - Imagens Landsat5/TM: Imagens de Satélite 29 de agosto e 01 de novembro de Estudar o comportamento dos produtos gerados pela implementação do algoritmo SEBAL para dois períodos do ano: final do período chuvoso e período seco

5 MATERIAIS E MÉTODOS O algoritmo SEBAL Surface Energy Balance Algorithm for Land: evapotranspiração é obtida como resíduo da equação clássica do balanço de energia à superfície: LE = Rn -H -G Rn: saldo de radiação LE:densidade de fluxo de calor latente H:densidade de fluxo de calor sensível G:densidade de fluxo de calor no solo

6 Obtenção do Saldo de Radiação MATERIAIS E MÉTODOS O algoritmo SEBAL

7 MATERIAIS E MÉTODOS Saldo de Radiação onda curta Incidente Radiação de onda curta onda curta refletida onda longa incidente Radiação de onda Longa onda longa refletida onda longa emitida Superfície vegetada Saldo de radiação = ganhos - perdas Balanço de Radiação na superfície (adaptado de Allen et al, 2002)

8 Radiância espectral monocromática MATERIAIS E MÉTODOS Saldo de Radiação L λi = a i + b i a 255 i ND Tabela 1 - Descrição das bandas do Mapeador Temático (TM) do Landsat 5, com os correspondentes intervalos de comprimento de onda, coeficientes de calibração (radiância mínima a e máxima b), após 5 de maio de (Chander & Markham, 2003) Bandas Comprimento de Onda (μm) Coeficientes de Calibração (Wm sr μm ) a b 1 (azul) 0,45 0, (verde) 0,52 0, (vermelho) 0,63 0, (IV-próximo) 0,76 0, (IV-médio) 1,55 1, (IV-termal) 10,4 12, (IV-médio) 2,08 2,

9 MATERIAIS E MÉTODOS Saldo de Radiação Radiância espectral monocromática $n4_custom_float + ($n5_custom_float - $n4_custom_float) * $n20_memory / 255 Ferramenta Model Maker do Software ERDAS 9.2

10 MATERIAIS E MÉTODOS Saldo de Radiação Rn ) = R αr + R R ( 1 ε s s L L o RL Etapas para obtenção do Saldo de Radiação (Rn)

11 Obtenção do Balanço de Energia MATERIAIS E MÉTODOS O algoritmo SEBAL

12 MATERIAIS E MÉTODOS Evapotranspiração Diária O algoritmo SEBAL Fração da evapotranspiração (EF instantânea ) FET instantânea = LE Rn G FETinstantâne a = FET24 h (Brutsaert and Sugita, 1992; Crago, 1996) Fluxo de calor Latente (LE 24h ) LE24 h = FET24h Rn24h Saldo de radiação (Rn 24h ) (De Bruin, 1987) Rn24h = ( 1 α) R S 24h 110τ w24h

13 MATERIAIS E MÉTODOS Evapotranspiração Diária O algoritmo SEBAL Evapotranspiração real horária (ET r, hora ) ET r, hora = LE L Onde L = 2,45 x 10 6 J kg , é um fator de conversão do valor instantâneo para valor horário (Allen et al, 2002a, Trezza, 2002): Fração da evapotranspiração de referência horária (FET 0,hora ) FET 0 _ hora = Onde ET 0,hora ET ET r, hora o, hora é a evapotranspiração de referência horária.

14 MATERIAIS E MÉTODOS Evapotranspiração Diária O algoritmo SEBAL De acordo com Trezza (2002) é relativamente constante em todo o período diurno. FET ET r, hora o, hora = FET0,24 h = = ETo, hora ET ET r,24h o,24h Dessa forma, a evapotranspiração real diária é calculada pela seguinte equação: ETr = FET 0.ET,24 0,24

15 RESULTADOS E DISCUSSÕES NDVI Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 0,624 0,435 0,501 0,380 0,456 0,199 0,495 0,342 0,235 0,203 0,449 0,369 1/nov 0,368 0,219 0,349 0,257 0,307 0,168 0,250 0,260 0,229 0,186 0,305 0,226 0,410 0,497 0,303 0,324 0,327 0,156 0,495 0,240 0,026 0,084 0,321 0,388

16 RESULTADOS E DISCUSSÕES Temperatura Temperatura (em C) Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 17,17 24,56 21,84 20,11 21,42 26,84 22,29 26,77 25,52 24,65 21,88 23,71 01/nov. 21,94 28,56 24,17 25,52 29,37 30,27 28,11 29,81 30,67 30,68 28,09 29,41-0,28-0,16-0,11-0,27-0,37-0,13-0,26-0,11-0,20-0,24-0,28-0,24

17 RESULTADOS E DISCUSSÕES Albedo Albedo Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago. 0,109 0,118 0,134 0,111 0,128 0,178 0,133 0,219 0,139 0,196 0,149 0,131 1/nov. 0,129 0,176 0,153 0,146 0,180 0,271 0,207 0,281 0,178 0,249 0,216 0,174-0,18-0,49-0,14-0,32-0,41-0,52-0,56-0,28-0,28-0,27-0,45-0,33

18 Saldo de Radiação RESULTADOS E DISCUSSÕES Saldo de radiação (em W/m 2 ) Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 669,4 615,6 619,4 645,8 624,5 555,9 617,5 518,6 593,6 565,1 605,6 608,3 01/nov 714,3 626,6 675,6 670,9 616,9 527,6 604,6 515,7 612,4 545,1 592,0 621,2-0,07-0,02-0,09-0,04 0,01 0,05 0,02 0,01-0,03 0,04 0,02-0,02

19 Fluxo de Calor no Solo RESULTADOS E DISCUSSÕES Fluxo de calor no solo (em W/m 2 ) Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 45,30 69,56 63,13 59,32 61,62 74,94 61,79 74,99 72,50 64,90 62,79 67,49 01/nov 73,76 91,08 79,70 83,17 92,63 92,64 88,88 92,53 95,92 94,24 89,44 92,64-0,63-0,31-0,26-0,40-0,50-0,24-0,44-0,23-0,32-0,45-0,42-0,37

20 Fluxo de Calor Sensível RESULTADOS E DISCUSSÕES Fluxo de calor sensível (em W/m 2 ) Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 0,0 51,9 1,5 0,0 0,0 119,7 5,9 127,1 75,2 49,7 1,8 29,2 1/nov. 7,1 213,4 53,1 92,3 262,8 295,4 196,0 282,5 323,3 319,7 199,4 254,7 - -3, , ,2-3,3-5, ,7

21 Fluxo de Calor Latente RESULTADOS E DISCUSSÕES Fluxo de calor latente (em W/m 2 ) Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 474,1 537,2 529,1 436,5 412,9 474,0 537,1 437,3 513,5 473,5 515,5 529,9 1/nov 633,3 322,2 542,9 495,3 265,3 139,6 339,0 94,2 195,6 131,1 305,9 272,5-0,34 0,40-0,03-0,13 0,36 0,71 0,37 0,78 0,62 0,72 0,41 0,49

22 Evapotranspiração RESULTADOS E DISCUSSÕES Mapa de evapotranspiração real (A) em 29 de agosto de 2008 e (B) em 01 de novembro de Evapotranspiração (em mm/dia) Pontos P1 P2 P3 P4 P5 P6 P7 P8 P9 P10 P11 P12 29/ago 6,065 6,871 6,768 5,583 5,281 6,063 6,870 5,594 6,568 6,056 6,593 6,778 1/nov 7,032 3,578 6,029 5,501 2,946 1,550 3,764 1,046 2,173 1,456 3,397 3,026-0,16 0,48 0,11 0,01 0,44 0,74 0,45 0,81 0,67 0,76 0,48 0,55

23 CONSIDERAÇÕES FINAIS Imagens de satélite com sensores de média resolução. Imagens de satélite com alta resolução temporal. Investigação de outros algoritmos que possibilitem a obtenção da evapotranspiração. Implementação dos algoritmos em Software Livres Validações do resultados obtidos pela técnicas de processamento digital de imagens.

24 AGRADECIMENTOS Ao CNPq (Conselho Nacional de Pesquisa) pelo apoio financeiro para o desenvolvimento desta pesquisa Obrigada!!

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