Rosilene Mendonça Nicácio
Título
Evapotranspiração Real e Umidade do Solo Usando Dados de Sensores Orbitais e a Metodologia SEBAL na Bacia do Rio São Francisco
Resumo
O entendimento da dinâmica do ciclo hidrológico é importante tanto em modelos do tipo chuva-vazão como em modelos de tempo e clima. Nesse contexto, esta pesquisa tem como objetivo mapear os fluxos energéticos à superfície, umidade do solo e evapotranspiração real diária, que são variáveis fundamentais para o ciclo hidrológico. Para esse mapeamento, foram utilizados sensores termais de alta (TM-Landsat) e moderada (MODIS-Aqua) resolução espacial, e o algoritmo SEBAL (BASTIAANSSEN, 1995). Nas análises, optou-se por avaliar o balanço de energia, umidade do solo e evapotranspiração real nas regiões que abrangem: 1) perímetros irrigados, em função de suas atuações no desenvolvimento socioeconômico regional; 2) biomas Caatinga e Cerrado, por se destacarem no contexto nacional, representando o 2° e o 3° em extensão territorial, respectivamente e 3) diferenciados regimes pluviométricos, avaliados por meio de análises de agrupamento. Assim, foram selecionadas a região de Petrolina/Juazeiro e a bacia do rio de Ondas. Os resultados encontrados indicaram boa concordância entre as estimativas do SEBAL utilizando o sensor TM e os dados medidos in situ na região de Petrolina/Juazeiro. Os padrões espaciais do balanço de energia, da umidade do solo e da evapotranspiração real, obtidos tanto com dados espectrais de alta como de moderada resolução, foram consistentes com o uso e cobertura do solo. As estimativas dessas variáveis com base no sensor MODIS apresentaram padrões espaciais similares aos observados com o sensor TM, no entanto, com perda das nuances. Adicionalmente, o uso do MODIS-Aqua explicitou o potencial desses dados no entendimento da evolução diária dos fluxos de calor, ressaltando os efeitos da irrigação.
Abstract
The understanding of the hydrological cycle dynamics is important with regard to rainfall-runoff models and to weather and climate models. Under this framework, this research work focuses on the energy flux in the surface, soil moisture and daily actual evapotranspiration mapping, which are essential variables in the hydrological cycle. Thermal sensors of high (TM-Landsat) and moderate (MODIS-Aqua) resolutions applied to the SEBAL algorithm (BASTIAANSSEN, 1995) were used. The energy balance, soil moisture and daily actual evapotranspiration were analyzed in areas that enclose: 1) irrigated perimeters, as they play a relevant role in the regional social-economic development; 2) the savannah and scrub savannah biomes, since they are quite important in Brazil, ranking 2nd and 3rd in terms of territorial extension, respectively, and 3) precipitation pattern recognition evaluated through cluster analyses. Therefore, the region of Petrolina/Juazeiro and the Ondas river basin were chosen as study areas. The results showed good agreement between SEBAL estimative using TM sensor and the data measured in situ in the Petrolina/Juazeiro region. The energy balance, soil moisture and actual evapotranspiration spatial variability were determined through both high and moderate resolution spectral data, revealing consistency with the land use and land cover dataset. The correspondent spatial fields defined by MODIS showed similar spatial patterns, although smoothed, when compared to the fields derived using the TM sensor. Moreover, the MODIS-Aqua data highlighted the potential for the understanding of the daily evolution heat flux emphasizing the irrigation effects.
