@PhDThesis{Cardozo:2014:EsÁrQu,
author = "Cardozo, Francielle da Silva",
title = "Estimativas de {\'a}reas queimadas para o estado de Rond{\^o}nia
e suas implica{\c{c}}{\~o}es na modelagem do balan{\c{c}}o de
radia{\c{c}}{\~a}o",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2014",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2014-06-09",
keywords = "queimadas, uso da terra, impactos, balan{\c{c}}o de
radia{\c{c}}{\~a}o, Amaz{\^o}nia, biomass burning, land use,
impacts, radiation balance, Amazon.",
abstract = "Na regi{\~a}o Amaz{\^o}nica as queimadas s{\~a}o provocadas
principalmente para a abertura e manuten{\c{c}}{\~a}o de
{\'a}reas destinadas {\`a} agropecu{\'a}ria. Neste contexto, as
queimadas associadas ao uso da terra constituem-se em um dos
principais agentes modificadores da paisagem, pois alteram as
caracter{\'{\i}}sticas f{\'{\i}}sico-qu{\'{\i}}micas e
biol{\'o}gicas da superf{\'{\i}}cie terrestre, al{\'e}m de
serem consideradas como uma das maiores emissoras de gases
tra{\c{c}}o e aeross{\'o}is para a atmosfera. Assim, o objetivo
principal deste trabalho consistiu na avalia{\c{c}}{\~a}o da
altera{\c{c}}{\~a}o do balan{\c{c}}o de radia{\c{c}}{\~a}o no
Estado de Rond{\^o}nia provenientes das queimadas. Para este
prop{\'o}sito, as {\'a}reas queimadas foram mapeadas em imagens
da reflect{\^a}ncia espectral da superf{\'{\i}}cie do sensor
MODIS nos anos de 2000 a 2012, a partir do uso do Modelo Linear de
Mistura Espectral (MLME), e a valida{\c{c}}{\~a}o do mapeamento
foi realizada a partir de imagens dos sensores TM e ETM+. Para
analisar o impacto que a modifica{\c{c}}{\~a}o no uso da terra
causa no balan{\c{c}}o de radia{\c{c}}{\~a}o da
superf{\'{\i}}cie, foi utilizado o modelo RegCM4, e como dados
de entrada, foram utilizados o modelo de superf{\'{\i}}cie BATS,
as condi{\c{c}}{\~o}es iniciais e de contorno lateral do
ERA-Interim, o {\'{\i}}ndice de {\'a}rea foliar proveniente do
produto MOD15A2 e MYD15A2 do sensor MODIS, al{\'e}m de dados
adquiridos em campo, como o NDVI, que gerou a fra{\c{c}}{\~a}o
de cobertura vegetal, e as reflect{\^a}ncias \$\rho\$PAR,
\$\rho\$NIR e \$\rho\$SWIR. Ap{\'o}s a entrada de todos os
dados, o modelo foi rodado para os 12 anos com o uso e cobertura
da terra do produto MCD12A1 com e sem queimadas. Os resultados da
valida{\c{c}}{\~a}o dos mapeamentos apresentaram uma
correla{\c{c}}{\~a}o que variou de 0,46 a 0,93, representando
uma m{\'e}dia de aproximadamente 0,74 (significantes a p<0,05,
teste T \emph{Student}), devido principalmente {\`a}s distintas
resolu{\c{c}}{\~o}es espaciais de ambos os sensores. De uma
forma geral, as queimadas que ocorrem em Rond{\^o}nia est{\~a}o
associadas com o uso e cobertura da terra, especialmente para a
produ{\c{c}}{\~a}o e expans{\~a}o agropecu{\'a}ria, com
destaque para os anos de 2005, 2010 e 2004, em que as maiores
{\'a}reas queimadas localizam-se em {\'a}reas de extrativismo
vegetal, em {\'a}reas mistas de pecu{\'a}ria grande porte e
cultivos permanentes diversificados e {\'a}reas exclusivas de
pecu{\'a}ria de grande porte. Neste contexto, foi verificado que
as queimadas provocaram a diminui{\c{c}}{\~a}o do albedo da
superf{\'{\i}}cie, fator que provocou uma
modifica{\c{c}}{\~a}o no balan{\c{c}}o de radia{\c{c}}{\~a}o
de ondas curtas superior a 30 \$W/m^{2}\$ devido ao aumento da
absor{\c{c}}{\~a}o da irradi{\^a}ncia solar pelas cinzas
escuras. Esta absor{\c{c}}{\~a}o ocasionou
altera{\c{c}}{\~o}es nas trocas de calor e provocou a
modifica{\c{c}}{\~a}o no balan{\c{c}}o de radia{\c{c}}{\~a}o
de ondas longas, que apresentou uma varia{\c{c}}{\~a}o
m{\'e}dia di{\'a}ria superior a 6 \$W/m^{2}\$. Assim, o
balan{\c{c}}o de radia{\c{c}}{\~a}o da superf{\'{\i}}cie
tamb{\'e}m foi substancialmente modificado, apresentando em
m{\'e}dia uma altera{\c{c}}{\~a}o de 45 \$W/m^{2}\$ ao dia.
Ainda, foi verificado que a temperatura da superf{\'{\i}}cie
apresentou um aumento que pode ultrapassar em m{\'e}dia
\$1,5^{°}\$C por dia, podendo atingir um valor m{\'a}ximo que
chega a \$18^{°}\$C de varia{\c{c}}{\~a}o, enquanto que a
temperatura do ar apresentou um aumento de \$1,5^{°}\$C por dia,
podendo atingir um valor superior a \$5^{°}\$C. Esta
modifica{\c{c}}{\~a}o tamb{\'e}m foi percebida para a
temperatura do ar em altos n{\'{\i}}veis, que denotou um aumento
de \$0,5^{°}\$C at{\'e} 2000 metros de altitude, podendo
atingir valores que chegam a \$5^{°}\$C neste n{\'{\i}}vel
dependendo da queimada ocorrida, al{\'e}m da
altera{\c{c}}{\~a}o nas taxas da evapotranspira{\c{c}}{\~a}o,
que apresentou modifica{\c{c}}{\~o}es na ordem de -3 mm ao dia.
Assim, nota-se que os par{\^a}metros f{\'{\i}}sicos da
superf{\'{\i}}cie est{\~a}o interligados, e que a
altera{\c{c}}{\~a}o nas caracter{\'{\i}}sticas da
superf{\'{\i}}cie afetam o balan{\c{c}}o de energia e,
consequentemente, podem afetar o clima local, regional e at{\'e}
global. ABSTRACT: In Amazon region, biomass burning occurs mainly
due to opening and maintenance of agriculture and pastures areas.
In this context, biomass burning associated with land use is
considered as one of the main environmental transformers due to
the modification of physical-chemical and biological
characteristics of surface, releasing a large amount of trace
gases and aerosols into the atmosphere. The main objective of this
study is the evaluation of the impacts in radiation balance in
Rond{\^o}nia State originated by biomass burning. For this
purpose, the burned areas were mapped in MODIS spectral
reflectance images from 2000 to 2011 years through the Linear
Spectral Mixture Model (LSMM). Also, the validation mapping was
originated from TM and ETM+ sensors. The RegCM4 model was utilized
to analyze the impacts in the radiation balance derived from land
use and land cover changes. As input data, was utilized the
surface model denominated BATS, the initial and lateral boundary
conditions of ERA-Interim, the leaf area index (LAI) from MOD15A2
and MYD15A2 products, and fieldwork data, such as NDVI, which
generated the vegetation cover fraction, and \$\rho\$PAR,
\$\rho\$NIR and \$\rho\$SWIR reflectances. After entering
all data, the model was run for 12 years with the land use and
land cover of MCD12A1 product, with and without the mapped burned
area. The validation results of mappings showed a correlation that
varied from 0.46 to 0.93, representing an average of approximately
0.74 (significant at p<0.05, Student t test), mainly due to the
difference in spatial resolutions of both sensors. In general,
biomass burning occurred in Rond{\^o}nia were associated with
land use and land cover, mainly for production and expansion of
agriculture and pastures areas, especially for 2005, 2010 and 2004
years. The largest burned areas are located in areas of vegetation
extraction, large livestock areas associated with permanent
diversified crops and exclusive areas of large livestock. In this
context, it was observed that fires caused the decrease in surface
albedo, a factor that changes the shortwave radiation balance in
30 W/m2 due to increased absorption of solar radiation by dark
ashes. This absorption caused changes in heat exchange and
occasioned a modification of long-wave radiation balance with a
daily average variation exceeding 6 \$W/m^{2}\$. Thus, the
surface radiation balance was substantially modified, presenting
an average change of 45 \$W/m^{2}\$ per day. Moreover, the
surface temperature increased approximately \$1.5^{°}\$C per
day, reaching a maximum value of \$18^{°}\$C, this effect
altered the air temperature in \$1.5^{°}\$C per day, reaching a
value higher than \$5^{°}\$C in some cases. This modification
was also perceived in air temperature at high levels, presenting
an increase of \$0.5^{°}\$C that could reach \$5^{°}\$C at
2000 meters depending of the burning impact. The
evapotranspiration was also modified, presenting changes in order
of -3 mm per day. Thus, it was noted that the physical parameters
of surface are interconnected, and the changes in surface features
affect energy balance and, consequently, may affect the local,
regional and even global climate.",
committee = "Arai, Eg{\'{\i}}dio (presidente) and Moraes, Elisabete Caria
(orientadora) and Cardoso, Manoel Ferreira and Lima, Andr{\'e} de
and Brown, Irving Foster and Silva, Maria Elisa Siqueira",
englishtitle = "Burned areas estimates for Rond{\^o}nia state and its
implications in the radiation balance modeling",
language = "pt",
pages = "131",
ibi = "8JMKD3MGP5W34M/3GCG6CH",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP5W34M/3GCG6CH",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}