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Avaliação do balanço hídrico no sudeste amazônico nas últimas duas décadas: empregando metodologia baseada em sensores remotos para descrever os recursos hídricos regionais

Processo: 17/12567-6
Linha de fomento:Bolsas no Exterior - Estágio de Pesquisa - Doutorado
Vigência (Início): 06 de novembro de 2017
Vigência (Término): 05 de agosto de 2018
Área do conhecimento:Ciências Biológicas - Ecologia - Ecologia Aplicada
Pesquisador responsável:Maria Victoria Ramos Ballester
Beneficiário:Rodnei Rizzo
Supervisor no Exterior: Martha Anderson
Instituição-sede: Centro de Energia Nuclear na Agricultura (CENA). Universidade de São Paulo (USP). Piracicaba, SP, Brasil
Local de pesquisa : Beltsville Agricultural Research Center, Estados Unidos  
Vinculado à bolsa:13/20377-1 - Desenvolvimento do mapa de água virtual da soja na Bacia do Alto Xingu, MT - Brasil, BP.DR
Assunto(s):Evapotranspiração   Sensoriamento remoto

Resumo

O sudeste da Amazônia foi submetido a uma rápida mudança no uso e ocupação dos solos. Há estudos indicando que os efeitos combinados do desmatamento e as mudanças climáticas alteraram os componentes do balanço hídrico e balanço de energia em muitas regiões da bacia Amazônica. Avaliar alterações nos componentes destes balanços, na região amazônica, é essencial para entender como as atividades antropogênicas e as mudanças climáticas alteram a disponibilidade dos recursos hídricos. Um fator limitante para os estudos hidrológicos na região é a falta de dados hidrológicos, há um número reduzido de estações climáticas e fluviométricas nas sub-bacias da Amazônia. Uma alternativa aos métodos convencionais são os dados de sensoriamento remoto. As informações de sensores remotos tem sido utilizadas para estimar a precipitação (P), a evapotranspiração (ET) e a variação do armazenamento de água (”s) na Bacia Amazônica. Dentre estas informações, a de maior dificuldade de obtenção é a ET. A maioria dos modelos para predição da ET requerem dados de radiação infravermelha termal, a partir de imagens livres da nuvem. Na Bacia Amazônica, imagens livres de nuvens são difíceis de obter, particularmente durante a estação chuvosa. Em contrapartida, os dados de sensores de microondas são menos afetados pela cobertura das nuvens e fornecem informações contínuas sobre a superfície, mesmo em dias nublados. Eles também permitem à obtenção de parâmetros da superfície terrestre e até mesmo gerar estimativas da ET. Portanto, este estudo abordará as seguintes questões: (a) É possível gerar estimativas confiáveis da ET, em uma região que se encontra regularmente coberta por nuvens, tendo como base dados de sensores de microondas? (b) Como as mudanças no uso do solo influenciaram o uso da água pela paisagem? (c) Os produtos do TRMM e GRACE descrevem corretamente as variações espaço-temporais da precipitação e do armazenamento de água na região de estudo? (d) É possível fechar o balanço hídrico do UX usando dados de sensoriamento remoto? Para realizar esta tarefa, será criado um banco de dados contendo informações meteorológicas, informações espaciais de sensores na faixa do termal, visível e de microondas, assim como mapas de uso do solo. Os dados de temperatura de superfície (LST) serão obtidos a partir dos sensores a bordo do satélite MODIS (para dias de céu claros), enquanto que em dias nublados, a LST será obtida a partir dos produtos do AMSR-E e TRMM. Tais informações serão fornecidas ao modelo ALEXI (Polar-MW-ALEXI), o qual estimará a ET diariamente, para os últimos 15 anos. As estimativas do ALEXI serão validadas com base nos dados de torres de fluxo do "Large Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia" (LBA). As estimativas do TRMM e GRACE serão obtidas para todo o período do estudo e, posteriormente, serão validadas com base em medições in situ de precipitação e vazão, respectivamente. Uma vez que ET, P e ”s forem validados, esses dados serão utilizados no balanço hídrico do Alto Xingu. O valor estimado de Q, obtido como o resíduo do balanço hídrico (P-ET- ”s), será comparado a medições in situ da vazão. A partir desta comparação será definida a capacidade dos dados de sensoriamento remoto em realizar o calculo do balanço hídrico de bacias hidrográficas de média e grande escala. Com base nas atividades aqui descritas, espera-se: (a) realizar estimativas consistentes da ET, mesmo em dias nublados; (b) indicar um melhor potencial preditivo do Polar-MW-ALEXI em relação a produtos atualmente disponíveis (por exemplo, MOD16ET) (c) identificar mudanças bruscas na evapotranspiração da bacia, devido às mudanças no uso do solo; (d) avaliar o potencial de dados de sensoriamento remoto para realização do balanço hídrico do UX.

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