@MastersThesis{Oliveira:2014:EsEvCa,
author = "Oliveira, Bruno Silva",
title = "Estimativa da evapotranspira{\c{c}}{\~a}o da
cana-de-a{\c{c}}{\'u}car por meio de modelagem do balan{\c{c}}o
de energia",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-02-25",
keywords = "evapotranspira{\c{c}}{\~a}o, balan{\c{c}}o de energia, albedo
de superf{\'{\i}}cie, sensoriamento remoto, MODIS,
evapotranspiration, energy balance, surface albedo, remote
sensing, MODIS.",
abstract = "A cana-de-a{\c{c}}{\'u}car {\'e} uma cultura agr{\'{\i}}cola
de grande import{\^a}ncia econ{\^o}mica no Brasil,
principalmente devido {\`a} crescente demanda de etanol,
decorrente tanto da mistura do etanol na gasolina quanto da
populariza{\c{c}}{\~a}o dos carros flex ap{\'o}s o ano de 2003.
Com a crescente expans{\~a}o da cultura, {\'e} importante
avaliar os impactos gerados pela mesma nos fluxos de energia na
superf{\'{\i}}cie e na evapotranspira{\c{c}}{\~a}o (ET). A ET
{\'e} uma das vari{\'a}veis mais importantes no ciclo
hidrol{\'o}gico, estando relacionada com a energia, a
disponibilidade h{\'{\i}}drica e o clima. Al{\'e}m disso, a ET
{\'e} uma vari{\'a}vel fundamental em modelos
agrometeorol{\'o}gicos de estimativa de produtividade
agr{\'{\i}}cola. Medidas puntuais \emph {in situ} restringem a
obten{\c{c}}{\~a}o dos fluxos de energia e da ET para pequenas
{\'a}reas. Neste sentido, o uso de dados de sensoriamento remoto,
em conjunto com dados de superf{\'{\i}}cie, permite realizar a
modelagem do balan{\c{c}}o de energia e assim obter estimativas
dos fluxos de energia e da ET para extensas {\'a}reas. Este
estudo objetivou estimar as componentes do balan{\c{c}}o de
energia e a evapotranspira{\c{c}}{\~a}o real di{\'a}ria
(\$ET_{a}\$) para a cultura da cana-de-a{\c{c}}{\'u}car na
Regi{\~a}o Administrativa (RA) de Ribeir{\~a}o Preto, Estado de
S{\~a}o Paulo, utilizando dados do sensor MODIS/Terra e dados
meteorol{\'o}gicos de superf{\'{\i}}cie. O modelo utilizado foi
o METRIC (\emph{Mapping EvapoTranspiration at high Resolution
with Internalized Calibration}). Estimativas expandidas para o
Estado de S{\~a}o Paulo tamb{\'e}m foram realizadas, utilizando
o modelo regional RegCM4 para gerar os dados meteorol{\'o}gicos
de entrada do METRIC, buscando superar a restri{\c{c}}{\~a}o que
os dados puntuais oferecem. Os resultados encontrados mostram que
as vari{\'a}veis estimadas pelo METRIC variaram de acordo com a
energia dispon{\'{\i}}vel e o est{\'a}dio de desenvolvimento da
cana-de-a{\c{c}}{\'u}car, respondendo {\`a}s
varia{\c{c}}{\~o}es biof{\'{\i}}sicas caracter{\'{\i}}sticas
de cada fase fenol{\'o}gica da cultura. No s{\'{\i}}tio
experimental o saldo de radia{\c{c}}{\~a}o foi superestimado em
12\% (\$R^{²}\$=0,94), variando entre 399 W \$m^{-2}\$ e 727
W \$m^{-2}\$, mostrando-se fortemente influenciado pelo albedo
da superf{\'{\i}}cie, que durante a esta{\c{c}}{\~a}o seca
apresentou maiores desvios em sua estimativa. Os fluxos de calor
no solo e calor sens{\'{\i}}vel apresentaram baixa
concord{\^a}ncia com os valores medidos em campo, diferentemente
do fluxo de calor latente, que foi subestimado em 4\%
(\$R^{²}\$=0,95). Os valores do coeficiente da cultura
(\$K_{c}\$) estimados pelo METRIC para
cana-de-a{\c{c}}{\'u}car foram de 0,13 na brota{\c{c}}{\~a}o,
0,28 no perfilhamento, 0,66 no crescimento e 0,62 na
matura{\c{c}}{\~a}o. A \$ET_{a}\$ foi superestimada em 4\%
(\$R^{²}\$=0,99), com raiz quadrada do erro quadr{\'a}tico
m{\'e}dio (RMSE) de 0,24 e erro absoluto m{\'e}dio (MAE) de 0,16
mm \$dia^{-1}\$ no s{\'{\i}}tio experimental, acompanhando
satisfatoriamente os valores medidos in situ durante as diferentes
fases fenol{\'o}gicas da cultura. A dificuldade de
calibra{\c{c}}{\~a}o do modelo ao longo da esta{\c{c}}{\~a}o
seca gerou valores inconsistentes de \$ET_{a}\$ na RA de
Ribeir{\~a}o Preto, por{\'e}m para a esta{\c{c}}{\~a}o chuvosa
os resultados concordaram com os da literatura. A
aplica{\c{c}}{\~a}o da estimativa de \$ET_{a}\$ para o Estado
de S{\~a}o Paulo apresenta potencial, acompanhando tanto a
sazonalidade quanto a variabilidade espacial quando comparada com
a ET do produto MODIS. ABSTRACT: Sugarcane is a crop of great
economic importance in Brazil, mainly due to the growing demand
for ethanol, resulting from both the mixture of ethanol in
gasoline and the popularity of flex fuel cars after the year 2003.
With the growing expansion of this crop, it is important to
evaluate its impacts over energy flows at the surface and in
evapotranspiration (ET). ET is one of the most important variables
in the hydrological cycle, and it is related with energy, water
availability and climate. Moreover, ET is a fundamental variable
in agrometeorological models to estimate agricultural
productivity. In situ point measures restrict the energy fluxes
and ET estimates for small areas. In this sense, the use of remote
sensing data in conjunction with surface data allows modeling
energy balance, and thereby, obtaining energy fluxes and ET for
large areas. This study aimed to estimate the surface energy
balance and daily actual evapotranspiration (\$ET_{a}\$) for
sugarcane crop in the administrative region of Ribeir{\~a}o
Preto, S{\~a}o Paulo State, using MODIS/Terra products and
surface meteorological data. For this purpose, the METRIC
(\emph{Mapping EvapoTranspiration at high Resolution with
Internalized Calibration}) model was used. Expanded estimates for
S{\~a}o Paulo State were also performed, using regional model
RegCM4 to generate meteorological input data used in METRIC model,
aiming to overcome the restrictions provided by point
measurements. The results show that variables estimated by METRIC
model varied according to the available surface energy and
sugarcane development stage, responding to biophysical variations
characteristics of each phenological stage of the crop. In the
experimental site the net radiation was overestimated by 12\%
(\$R^{²}\$= 0.94), ranging from 399 W \$m^{-2}\$ and 727 W
\$m^{-2}\$, being strongly influenced by surface albedo, which
during dry season showed higher deviations in its estimate. Soil
and sensible heat fluxes showed poor concordance with field
measurements, unlike the latent heat flux, which was
underestimated by 4\% (\$R^{²}\$= 0.95). \$K_{c}\$ values for
sugarcane estimated by METRIC were 0.13 during sprouting, 0.28
during tillering, 0.66 during growth and 0.62 at maturation stage.
The \$ET_{a}\$ was overestimated by 4\% (\$R^{²}\$= 0.99),
RMSE= 0.24 and MAE= 0.16 mm \$day^{-1}\$ in the experimental
site, satisfactorily following the values measured in situ during
different phenological stages of the crop. The difficulty to
calibrate the model during dry season led to inconsistent values
of \$ET_{a}\$ in the administrative region of Ribeir{\~a}o
Preto, however, for rainy season the results were in accordance
with the literature. The application of \$ET_{a}\$ estimate for
S{\~a}o Paulo State presents potential, accompanying both
seasonality and spatial variability when compared to ET of MODIS
product.",
committee = "Formaggio, Antonio Roberto (presidente) and Moraes, Elisabete
Caria (orientador) and Rudorff, Bernardo Friedrich Theodor
(orientador) and Pereira, Gabriel and Benavides, Marcos Rodrigo
Carrasco",
englishtitle = "Estimating sugarcane evapotranspiration through energy balance
modeling",
language = "pt",
pages = "127",
ibi = "8JMKD3MGP7W/3FNHJ65",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP7W/3FNHJ65",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "04 maio 2024"
}