ANÁLISE DA TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE EM DIFERENTES USOS E COBERTURAS DA TERRA NA BACIA DO RIO PARANAÍBA – BRASIL

ANÁLISE DA TEMPERATURA DE SUPERFÍCIE EM DIFERENTES USOS E COBERTURAS DA TERRA NA BACIA DO RIO PARANAÍBA – BRASIL.

ALÉCIO PERINI MARTINS^[1]

CARLOS EDUARDO DAMASCENO^[2]

ELIZA MURIELE TEIXEIRA SILVA^[3]

Resumo: Atualmente, o Sensoriamento Remoto tem se apresentado como um importante aliado da Climatologia Geográfica, sobretudo ao permitir o monitoramento de áreas extensas. O estudo apresentado tem como objetivo o mapeamento da temperatura superficial terrestre na bacia do Rio Paranaíba a partir de imagens do sensor TIRS/Landsat8, comparando a diferentes categorias de uso e cobertura da terra. Esta variável exerce um papel fundamental no balanço de energia, mas não apresentou correlação estatística considerável quando comparada às temperaturas registradas nas estações do INMET. Foi possível identificar que as principais variáveis que interferem na TST são as categorias de uso e cobertura da terra, sendo sua variação relacionada aos elementos que constituem a superfície, como mineralogia e cobertura dos solos, tipos de cultivos, estado de conservação de pastagens, entre outros.

Palavras-chave: Sensoriamento Remoto; Temperatura de Superfície; Modelagem.

Abstract: Currently, Remote Sensing has been an important ally of Geographic Climatology, especially by allowing the monitoring of large areas. The objective of the present study is to map the surface temperature in the Paranaíba River Basin from TIRS/Landsat8 sensor images, comparing different use and land cover categories. This variable plays a fundamental role in the energy balance, but did not present a statistically significant correlation when compared to the temperatures recorded at INMET stations. It was possible to identify that the main variables that interfere in the TST are the categories of use and land cover, being its variation related to the elements that constitute the surface, such as mineralogy and soil cover, types of crops, pasture conservation status, etc.

Keywords: Remote sensing; Surface Temperature; Modeling.

1 - Introdução

A corrida espacial e a descoberta e aperfeiçoamento de novas tecnologias difundiu o uso de técnicas de sensoriamento remoto que, por sua vez, provocaram um ganho em rapidez e em disponibilização de informações, como o lançamento de satélites meteorológicos cujos imageamentos podem produzir dados horários. Informações como a temperatura superficial terrestre (TST), obtidas por sensoriamento remoto, aliadas a modelos matemáticos e métodos de classificação e interpolação digitais, tornam-se ferramentas fundamentais ao monitoramento agrícola, suprindo algumas carências como ausência de estações meteorológicas e pessoal especializado para operar esses tipos de estações em vastos espaços do interior do Brasil, como no interior estado de Goiás.

Aliados às técnicas de sensoriamento remoto, o desenvolvimento e adaptação de modelos é extremamente importante para estudos ambientais por permitirem representar ou reconstruir a realidade de determinado local de forma simplificada, englobando as principais variáveis que interferem nessa dinâmica, permitindo prever um comportamento, uma transformação ou uma evolução (CHRISTOFOLETTI, 2000). Em Sistemas de Informações Geográficas, a temperatura de superfície e os fluxos  de calor no solo podem ser estimados pixel a pixel com a aplicação do modelo SEBAL - Surface Energy Balance Algorithms of Land (ALLEN et al, 2002).

Basicamente, os sensores remotos trabalham com o balanço entre a principal fonte de energia que atinge a superfície terrestre – a radiação solar – e os padrões de reflectância dos diferentes objetos na superfície. Quando aquecida pela radiação solar, a superfície terrestre também se torna uma fonte de radiação de ondas longas ao refletir a energia recebida e emitir calor. “A maior parte da radiação emitida pela Terra está na faixa espectral infravermelha de 4 µm até 100 µm” (AYOADE, 2010, p.33).

Além de sua importância para a compreensão de base da dinâmica climática terrestre, o conhecimento dos padrões de radiação e reflexão são importantes para a compreensão, tratamento e leitura de imagens de satélite. A variação da reflectância espectral de um objeto em função do comprimento de onda compõe um gráfico conhecido como curva de reflectância espectral. Em climatologia, o conhecimento desses padrões de resposta espectral e comportamento dos objetos em diferentes comprimentos de onda é imprescindível e tem sido cada vez mais aplicado em mapeamentos de superfície e em estudos de mudanças históricas no comportamento dos elementos do clima.

O estudo das variáveis componentes do Balanço de Radiação é fundamental em climatologia, principalmente para compreender o comportamento do ciclo hidrológico em determinada região. Essas estimativas, aliados a dados de precipitação e vazão, tornam possível, por exemplo, planejar atividades de irrigação para obter melhores resultados em cultivos agrícolas, estimar necessidade de reposição de água no solo e desenvolver estudos de recarga de água em subsuperfície, além de permitir a compreensão de mudanças climáticas e ambientais provocadas por mudanças em padrões de albedo, temperatura de superfície e índice de vegetação impulsionadas pelo aproveitamento econômico desses ambientes para produção agropecuária.

Alguns satélites apresentam sensores que operam na faixa termal de reflectância, registrando, assim, a energia que é absorvida pela superfície e transformada em calor. Os  valores de temperatura registrados  em superfície são, geralmente, maiores que os  registrados nas estações climatológicas, visto que os sensores destas estações encontram-se abrigados da radiação solar, dos ventos e de outros fatores externos que podem interferir na temperatura. Martins e Rosa (2014), em um estudo preliminar sobre a relação entre temperatura de superfície e temperatura do ar registrada em estações climatológicas apontaram que, em média, essa diferença é de 5,2ºC.

Outra questão importante é que a variação da temperatura de superfície depende do tipo de superfície, dos materiais constituintes, da coloração, do albedo, da direção e velocidade dos ventos, da exposição das vertentes, entre outros fatores. Dessa forma, é preciso elaborar um mapeamento detalhado de uso da terra e cobertura vegetal da área de estudo para comparar a variação da temperatura em diferentes superfícies.

Nesse sentido, a pesquisa apresentada tem como objetivo central o mapeamento da temperatura superficial terrestre (TST) na bacia do Rio Paranaíba a partir de imagens do sensor TIRS do satélite Landsat8 para o ano hidrológico 2016/2017, comparando a diferentes categorias de uso e cobertura da terra, visto que esta variável exerce um papel fundamental no balanço de energia terra-atmosfera.