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Tipo de Documento: Dissertação
Título : Modelagens do balanço hídrico em larga escala com uso de sensoriamento remoto e dados climáticos : aplicações em áreas de crescimento agrícola da região costeira do Nordeste do Brasil
Autor : Farias, Franzone de Jesus
Fecha de publicación : 24-feb-2023
Director(a): Teixeira, Antônio Heriberto de Castro
Co-Director(a): Souza, Inajá Francisco de
Resumen: O algoritmo SAFER (Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) foi aplicado com imagens de satélite em conjunto com grades de precipitação (P), para testar o monitoramento dos componentes do balanço hídrico (BH) na região de crescimento agrícola do SEALBA, região de crescimento agrícola limitada pelos estados de Sergipe (SE), Alagoas (AL) e Bahia (BA), na costa do Nordeste do Brasil, classificando-se os biomas Floresta Atlântica (FA) e Caatinga (CT) dentro dessa região. O produto de reflectância MODIS MOD13Q1 e dados climáticos na escala temporal das imagens de 16 dias, foram usados para a obtenção das evapotranspirações atual (ET) e de referência (ET0) ao longo dos anos de 2007 a 2021, analisando-se os resultados médios para o período. Diferenças expressivas em P, ET, balanço hídrico (BH = P - ET) e fração evaporativa (ETf = ET/ET0) foram constatadas ao longo do ano na região e entre os biomas envolvidos. O período de maior P é em maio, quando os valores para 16 dias são acima de 90 mm em FA e maiores que 70 mm em CT. Considerando a escala anual, o total médio de P em CT, com 772 mm, é 83% daquele para FA (927 mm). Com relação a ET, os maiores valores acontecem entre julho e setembro, quando a média para 16 dias supera 2,70 mm d-1 no bioma FA e 2,90 mm d-1 em CT. Na escala anual, os totais médios da ET foram de 760 e 601 mm ano-1 para os biomas FA e CT dentro do SEALBA, respectivamente com as taxas em CT sendo 79% daquelas para FA. Contabilizando-se P e ET, o bioma CT tem uma disponibilidade de água de chuva ligeiramente superior ao bioma FA, com BH na escala anual maior em 2%, pois mesmo que FA tenha maior P, suas maiores taxas da ET reduzem BH. Valores mais elevados de P com taxas mais baixas da ET de março a agosto, aumentando os valores positivos de BH em ambos os biomas, constatam viabilidade para a agricultura de sequeiro, bem como maiores possibilidades de armazenamento da água da chuva. Entretanto, de julho a dezembro ocorrem os valores negativos de BH (P < ET), indicando a necessidade de irrigação para os períodos críticos das culturas agrícolas de sequeiro. Inferindo as condições de umidade na zona das raízes através dos valores diários da ETf, nota-se que os melhores níveis são de abril a outubro em toda a região do SEALBA, com alguns casos as espécies do bioma CT com melhores condições que aqueles para FA. Os valores mais baixos de ETf de outubro a abril em CT, quando comparados com aqueles para FA, estão diretamente relacionadas à menores quantidades de chuvas sob uma maior demanda atmosférica. Cruzando-se os valores de WB com ETf, evidencia-se um atraso com relação ao momento em que as chuvas atendem os consumos hídricos com aquele em que a umidade na zona das raízes atinge os níveis ótimos após os períodos mais secos. Mesmo que a modelagem tenha sido realizada para uma região específica do Brasil, a aplicabilidade do uso conjunto do produto MOD13Q1 e dados climáticos interpolados apresenta potencial para implementação de um sistema operacional para monitoramento dos componentes do balanço hídrico em qualquer condição ambiental. As quantificações em larga escala da precipitação, da evapotranspiração e das condições de umidade na zona das raízes, se destacam como de grande auxílio para subsídio de políticas públicas com relação ao manejo e conservação dos recursos hídricos, principalmente nos cenários atuais de mudanças climáticas e de uso da terra, com possibilidade de replicação dos métodos para outras regiões do Brasil e do Mundo, após calibrações dos coeficientes de regressão das equações na modelagem.
Resumen : The SAFER algorithm (Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) was applied with satellite images together with precipitation grids, to test the monitoring of water balance (WB) components in the agricultural growth region of SEALBA, agriculture growing region limited by the states of Sergipe (SE), Alagoas (AL), and Bahia (BA), in the coast of Northeast Brazil, classifying the Atlantic Forest (AF) and Caatinga (CT) biomes inside this region. The MODIS MOD13Q1 reflectance product and weather data upscaled to the 16-days satellite timescale were used to retrieve the actual (ET) and reference (ET0) evapotranspiration along the years 2007 to 2021, analyzing the average results for this period. Expressive differences on P, ET, WB (P – ET), and the evaporative fraction (ETf = ET/ET0) are noticed along the year in the region and between the biomes. The period of the highest P is in May, when the 16-day values are above 90 mm in AF and larger than 70 mm in CT. Considering the annual scale, the mean total P in CT, with 772 mm, is 83% of that for AF (927 mm). Regarding ET, the highest rates occur between July and September, when the 16-day average exceeds 2.70 mm d-1 in the FA biome and 2.90 mm d-1 in CT. At the annual scale, the average ET totals were 760 and 601 mm yr-1 for the AF and CT biomes within SEALBA, respectively, being the rates in CT being 79% of those for AF. Accounting P and ET, the CT biome, the CT biome has a slightly rainfall more water availability than the FA biome, with an annual WB being 2% larger, because even FA having a higher P, its higher ET rates reduce WB. The highest P values together with the lowest ET rates from March to August, increasing the positive WB values (P > ET) in both biomes, confirm suitability for rainfed agriculture, as well as high possibilities for rainfall water storage. However, from July to December happen the negative WB values (P < ET), indicating irrigation needs during the critical crop stages. Inferring the root-zone moisture conditions through the daily values of ETf, it is noted that the best levels are from April to September in the whole SEALBA region, with some cases the species of the CT biome with better conditions than those for AF. The lowest ETf values from October to April in CT. The lower ETf values from October to April in CT, when comparing with AF, are directly related to lower amounts of rainfall under greater atmospheric demand. Crossing the WB and ETf values it is evident a delay regarding the moment when the rains satisfy the water consumptions with that when the root-zone moisture levels reach to optimum levels after the driest periods. Although the modelling being carried out in a specific Brazilian region, the suitability of the joint use of the MOD13Q1 product and gridded Weather data shows potential for implementation of an operational system to monitor the water balance components in any environmental conditions. The large-scale accountings of precipitation, evapotranspiration, and the root-zone moisture conditions are highlighted as of strong support for public policies regarding the management and conservation of water resources, mainly under the actual scenarios of climate and land use changes, with possibility of replication of the methods to other regions from Brazil and the World, after calibrations of the modelling regression coefficients.
Palabras clave : Recursos hídricos
Balanço hidrológico
Precipitação (metereologia)
Evapotranspiração
Plantas (relações hídricas)
Modelos matemáticos
Sensoriamento remoto
Precipitação
Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving (SAFER)
SAFER
SEALBA
Precipitation
Evapotranspiration
Water resources
Área CNPQ: ENGENHARIAS::ENGENHARIA SANITARIA
Patrocinio: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES
Idioma : por
Institución: Universidade Federal de Sergipe (UFS)
Programa de Posgrado: Pós-Graduação em Recursos Hídricos
Citación : FARIAS, Franzone de Jesus. Modelagens do balanço hídrico em larga escala com uso de sensoriamento remoto e dados climáticos : aplicações em áreas de crescimento agrícola da região costeira do Nordeste do Brasil. 2023. 59 f. Dissertação (Mestrado em Recursos Hídricos) – Universidade Federal de Sergipe, São Cristóvão, 2023.
URI : http://ri.ufs.br/jspui/handle/riufs/17513
Aparece en las colecciones: Mestrado em Recursos Hídricos

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