Estimativa da evapotranspiração real para área de caatinga utilizando SEBAL

Abstract

Apesar de ser o único bioma natural brasileiro cujos limites estão inteiramente restritos ao território nacional, pouca atenção tem sido dada à conservação da diversificada e marcante paisagem da Caatinga. Em virtude da importância e carência de dados de campo para monitorar a evapotranspiração da cobertura vegetal deste bioma em regiões semiáridas do Nordeste brasileiro, este trabalho teve como objetivo avaliar a dinâmica espaço temporal dos componentes do balanço de energia à superfície e as evapotranspirações reais horária e diária, por meio de técnicas e produtos de sensoriamento remoto, utilizando o algoritmo SEBAL. Os dados estimados foram validados, mediante comparação com medições em superfície obtidas em estação meteorológica automática. A área de estudo abrangeu a unidade de conservação do Parque Nacional da Furna Feia e suas adjacências, estando situada nos municípios de Mossoró e Baraúna (RN, Brasil). Para a realização do estudo foram obtidas seis imagens orbitais do sensor Thematic Mapper (TM) do satélite Landsat 5, na órbita 216 e ponto 63, nas datas de 28/09/2007, 12/07/2008, 19/12/2008, 31/07/09, 03/10/09 e 23/01/10, afim de avaliar a sazonalidade da dinâmica espacial. Com auxilio de ferramentas de SIG foram realizadas as calibrações atmosféricas para as imagens, gerando as cartas temáticas, expressando a variabilidade espacial dos parâmetros biofísicos: albedo da superfície, Índice de Vegetação da Diferença Normalizada (NDVI), saldo de radiação (Rn) instantâneo e diário, além da evapotranspiração diária (ETSEBAL24h). A estatística descritiva foi utilizada para determinar a magnitude das diferenças em função da sazonalidade do clima local e ações antrópicas, além da determinação dos erros estatísticos. Os valores do Rn diário e instantâneo estimados pelo SEBAL apresentaram relações crescentes com os dados de superfície da estação, entretanto superestimando os mesmos. Ocorreram diferenças dos parâmetros biofísicos e das componentes do balanço de energia, em resposta ao tipo de uso da terra, além das variações climáticas para o período avaliado. Por fim, conclui-se que o modelo SEBAL foi eficiente no mapeamento da distribuição espacial dos parâmetros biofísicos e evapotranspiração real diária em área semiárida de Caatinga. As cartas temáticas de ETSEBAL24h demonstraram elevados valores nas áreas de vegetação nativa de Caatinga, da ordem 2,0 a 8,0 mm.dia-1 para os períodos de estiagem e inverno, respectivamente. Em todas as cenas analisadas os maiores valores de ET estão situados nas áreas de cobertura vegetal densa de Caatinga, em elevadas altitudes.

Despite being the only natural Brazilian biome whose boundaries are entirely restricted to the national territory, little attention has been given to the conservation of the diverse and striking landscape of Caatinga. Given the importance and scarcity of field data to monitor evapotranspiration of vegetation of this biome in semiarid regions of northeastern Brazil, this study aimed to evaluate the dynamics space-temporal component of surface energy balance and evapotranspiration in real hourly and daily, through techniques and remote sensing products using the SEBAL algorithm. Estimated data was validated by comparison with measurements obtained in surface automatic weather station. The study area included the conservation unit of the National Park of the Furna Feia and its surroundings, being situated in the municipalities of Mossoró and Baraúna (RN, Brazil). To conduct the study were obtained six images orbital sensor Thematic Mapper (TM) Landsat 5 satellite, in orbit 216 and point 63, the dates of 28/09/2007, 12/07/2008, 19/12/2008, 31/07/09, 03/10/09 and 23/01/10, to determine the seasonality of spatial dynamics. With the aid of GIS tools were performed calibrations for atmospheric images, generating thematic maps, expressing the spatial variability of biophysical parameters: surface albedo, Vegetation Index (IVDN), net radiation (Rn) and daily instant, and daily evapotranspiration (ETSEBAL24h). Descriptive statistics were used to determine the magnitude of the differences due to the seasonality of the local climate and human actions, and the determination of statistical errors. Rn values estimated by the snapshot journal and showed SEBAL growing relations with the surface data station, however overestimating the same. There were differences in biophysical parameters and components of energy balance in response to the type of land use, and climate variations for the period. Finally, we conclude that the SEBAL model was efficient in mapping the spatial distribution of biophysical parameters and daily actual evapotranspiration in semiarid areas of Caatinga. The thematic maps of ETSEBAL24h showed high values in areas of native vegetation of Caatinga, around 2.0 to 8.0 mm.day-1 for periods of drought and winter, respectively. In all the scenes analyzed the highest values of ET are located in areas of dense vegetation Caatinga, at high altitudes