00 CAMPUS ARISTÓTELES CALAZANS SIMÕES (CAMPUS A. C. SIMÕES) ICAT - INSTITUTO DE CIÊNCIAS ATMOSFÉRICAS Dissertações e Teses defendidas na UFAL - ICAT
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Tipo: Dissertação
Título: Estimativa da evapotranspiração real em região semiárida, utilizando o algoritmo SAFER
Título(s) alternativo(s): Evaluation of real evapotranspiration in a semiarid region, using the SAFER algorithm
Autor(es): Lins, Kleymerson Pereira
Primeiro Orientador: Gomes, Heliofabio Barros
metadata.dc.contributor.advisor-co1: Melo, Maria Luciene Dias de
metadata.dc.contributor.referee1: Silva, Fabrício Daniel dos Santos
metadata.dc.contributor.referee2: Santos, Jannaylton Éverton Oliveira
Resumo: Os efeitos das mudanças climáticas globais são diversos, desde o aumento da poluição, desmatamento, até a escassez hídrica e de alimentos. Nesse sentido, torna-se indispensável o uso de técnicas para estimar a quantidade de água necessária ao desenvolvimento de culturas agrícolas. Diante disso, o objetivo principal deste trabalho é utilizar técnicas de sensoriamento remoto e o algoritmo SAFER (Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) na estimativa da evapotranspiração para a região centro-norte do estado de Pernambuco e sudoeste da Paraíba. Trata-se de uma área semiárida, excetuando-se o município de Triunfo (PE), caracterizado como brejo de altitude. Para estimativa, utilizou-se dados de superfície da estação meteorológica de Serra Talhada (PE), pertencente ao Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), bem como imagens do satélite Landsat8. Em posse dos dados observados calculouse a Evapotranspiração de referência, por meio do método Penman-Monteith (PM), necessária para o cálculo da Evapotranspiração Real SAFER. Utilizando o Software QGIS, foram feitos mosaicos com as imagens dos quadrantes 216/065 e 216/066 e o recorte da região de interesse, com raio de 50 Km, partindo da estação meteorológica. Após processamento e análise das imagens, foram selecionadas quatro datas para o estudo, as quais são referenciadas no texto pela estação do ano, para melhor compreender suas diferenças: 02/01/2014 (verão), 26/05/2014 (outono), 18/07/2016 (inverno) e 05/11/2015 (primavera). Analisou-se as variáveis estimadas pelo SAFER: albedo, temperatura da superfície e índice de vegetação por diferença normalizada (do inglês Normalized Difference Vegetation Index - NDVI). Os resultados obtidos para o albedo mostraram maiores valores para primavera, estação mais quente e seca analisada, e menores para o outono, período mais chuvoso. Esses resultados estão de acordo com os de NDVI, que têm relação inversa com o albedo. Valores maiores de NDVI foram estimados no período chuvoso, enquanto menores índices foram encontrados para a estação mais seca, para a qual a vegetação se encontra menos robusta. Também corroboram os resultados para temperatura à superfície (𝑇𝑆 ), que sugerem temperaturas maiores durante a primavera, quando comparadas ao outono. Confrontando as estimativas da 𝑇𝑆 média da área de estudo com os dados observados na estação de Serra Talhada, verificou-se que ocorreu uma superestimativa da variável, com maior diferença na primavera, enquanto para o outono a 𝑇𝑆 foi subestimada. Quanto à estimativa da evapotranspiração real pelo SAFER, verificou-se que o valor médio foi maior no outono, período com maior índice de precipitação, e menor na primavera, período quente e com disponibilidade hídrica inferior. Posteriormente, fez-se uma análise para uma área menor, de 750 metros por 750 metros, com a estação meteorológica ao centro, e foram analisadas as variáveis para verificar se uma área mais homogênea apresentaria resultados adversos comparados aos anteriores. Os resultados mostraram estimativas um pouco diferentes, no entanto, dentro do desvio padrão. Comparando as estimativas da evapotranspiração do SAFER com os dados coletados na estação, realizou-se o cálculo do quociente da 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 e do 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 (fração evapotranspirativa SAFER) para a área original do estudo; quociente da 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 e 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 para a área menor; e 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 do recorte e 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 da área total, verificando-se que os valores da 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 são próximos da 𝐸𝑇0 𝑃𝑀, devido à dependência da 𝐸𝑇0 𝑃𝑀 para a estimativa pelo SAFER. Maiores diferenças ocorrem quando se utiliza o valor da 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 da área recortada e o 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 da área total, com maiores variações no outono e primavera, devido a dependência da temperatura à superfície na estimativa da evapotranspiração. Concluiu-se que o SAFER, mesmo tendo sido desenvolvido para estimativa da 𝐸𝑇 para culturas, é eficiente para estimativa em áreas heterogêneas, podendo ser utilizado como ferramenta no auxílio do manejo da irrigação em diferentes áreas.
Abstract: The effects of global climate change are diverse, such as increased pollution, deforestation, to water and food shortages. In this sense, it is essential to use techniques to estimate the amount of water needed for the development of agricultural crops. Therefore, the main objective of this work is using remote sensing techniques and the SAFER algorithm (Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving) to estimate evapotranspiration for the central-north region of the state of Pernambuco and southwest of Paraíba. It is a semi-arid area, except for the city of Triunfo (PE), characterized as an altitude swamp. For estimation, was used surface data from the meteorological station of Serra Talhada (PE), belonging to the National Institute of Meteorology (INMET), as well as images from the Landsat8 satellite. From the observed data, the reference evapotranspiration was calculated using the Penman-Monteith (PM) method, necessary for the calculation of the Real SAFER evapotranspiration. Using the QGIS Software, mosaics were made with the images of the quadrants 216/065 and 216/066 and the clipping of the region of interest, with a radius of 50 km, starting from the meteorological station. After processing and analyzing the images, four dates were selected for the study, which are referenced in the text by the season of the year, to better understand their differences: 01/02/2014 (summer), 05/26/2014 (autumn), 07/18/2016 (winter) and 11/05/2015 (spring). The variables estimated by SAFER were analyzed: albedo, surface temperature and Normalized Difference Vegetation Index - NDVI. The results obtained for the albedo showed higher values for spring, the hottest and driest season analyzed, and lower values for autumn, the wettest period. These results are in agreement with those of NDVI, which are inversely related to albedo. Higher NDVI values were estimated in the rainy season, while lower indices were found for the driest season, for which the vegetation is less robust. They also corroborate the results for surface temperature (𝑇𝑆 ), which suggest higher temperatures during spring when compared to autumn. Comparing the estimates of the average 𝑇𝑆 of the study area with the data observed at the Serra Talhada station, it was verified that there was an overestimation of the variable, with a greater difference in spring, while for autumn the 𝑇𝑆 was underestimated. As for the estimation of real evapotranspiration by SAFER, it was verified that the average value was higher in autumn, period with higher precipitation index, and lower in spring, hot period and with lower water availability. Subsequently, an analysis was carried out for a smaller area, measuring 750 meters by 750 meters, with the meteorological station in the center, and the variables were analyzed to verify whether a more homogeneous area would present adverse results compared to the previous ones. The results showed slightly different estimates, however, within the standard deviation. Comparing the SAFER evapotranspiration estimates with the data collected at the station, the 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 and 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 (SAFER evapotranspiration fraction) quotient was calculated for the original study area; quotient of 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 and 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 for the smaller area; and 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 from the clipping and 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 from the total area, verifying that the values of 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 are close to 𝐸𝑇0 𝑃𝑀, due to dependence from 𝐸𝑇0 𝑃𝑀 to estimate by SAFER. Greater differences occur when using the 𝐸𝑇𝑅 𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 value of the clipped area and the 𝐾𝐶𝑆𝐴𝐹𝐸𝑅 of the total area, with greater variations in autumn and spring, due to the dependence of surface temperature on the evapotranspiration estimate. It was concluded that SAFER, even though it was developed to estimate 𝐸𝑇 for crops, is efficient for estimating in heterogeneous areas, and can be used as a tool to aid irrigation management in different areas.
Palavras-chave: Sensoriamento remoto
LANDSAT (Satélites)
QGIS (Software)
Semiárido
Remote sensing
LANDSAT (Satellites)
Semiarid
CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS::METEOROLOGIA
Idioma: por
País: Brasil
Editor: Universidade Federal de Alagoas
Sigla da Instituição: UFAL
metadata.dc.publisher.program: Programa de Pós-Graduação em Meteorologia
Citação: LINS, Kleymerson Pereira. Estimativa da evapotranspiração real em região semiárida, utilizando o algoritmo SAFER. 2023. 56 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Programa de Pós-graduação em Meteorologia, Instituto de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Alagoas, 2023.
Tipo de Acesso: Acesso Aberto
URI: http://www.repositorio.ufal.br/jspui/handle/123456789/11698
Data do documento: 27-fev-2023
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