@MastersThesis{Silva:2019:VaEsEf,
author = "Silva, Nildson Rodrigues de Fran{\c{c}}a e",
title = "Variabilidade espa{\c{c}}o-temporal da efici{\^e}ncia de uso da
{\'a}gua na Caatinga do subm{\'e}dio do S{\~a}o Francisco por
meio de dados MODIS e modelo METRIC",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2019",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2019-04-08",
keywords = "Caatinga, fluxos de carbono, fluxos de {\'a}gua, balan{\c{c}}o
de energia, MODIS, Caatinga, carbon fluxes, water fluxes, energy
balance, MODIS.",
abstract = "A bacia hidrogr{\'a}fica do S{\~a}o Francisco abrange cerca de
645.000 km2, o que representa 8% do Brasil. Desse territ{\'o}rio,
as sub-bacias das Gar{\c{c}}as, Pontal e Cura{\c{c}}{\'a} que
abrangem parte dos estados da Bahia e Pernambuco contidas no
Subm{\'e}dio do S{\~a}o Francisco e no bioma da Caatinga
s{\~a}o conhecidas pela presen{\c{c}}a agricultura irrigada, em
especial, a fruticultura. Muitas das {\'a}reas de agricultura
irrigada foram instaladas em {\'a}reas de vegeta{\c{c}}{\~a}o
nativa, devido {\`a} maior demanda h{\'{\i}}drica dos cultivos
irrigados, o que pode causar altera{\c{c}}{\~o}es nos fluxos de
{\'a}gua como tamb{\'e}m nos fluxos de carbono e energia na
regi{\~a}o. Diante disso, este estudo buscou compreender como as
mudan{\c{c}}as de uso e cobertura da terra influenciam nos fluxos
de {\'a}gua e carbono, na temperatura de superf{\'{\i}}cie e
albedo da superf{\'{\i}}cie atrav{\'e}s da
utiliza{\c{c}}{\~a}o dos produtos MODIS e o modelo METRIC
(Mapping Evapotranspiration with High Resolution and Internalized
Calibration). Os produtos utilizados foram: MCD43A3 (albedo),
MCD43A4 (reflect{\^a}ncia de superf{\'{\i}}cie ao nadir),
MOD11A1 (temperatura de superf{\'{\i}}cie), MOD15A2H
({\'{\i}}ndice de {\'a}rea foliar), MOD13A1 (Normalized
Difference Vegetation Index - NDVI), MOD16A2
(evapotranspira{\c{c}}{\~a}o ET), MOD17A2H (produtividade
prim{\'a}ria bruta GPP) e MOD44W (m{\'a}scara de {\'a}guas
continentais). Atrav{\'e}s de imagens do sensor OLI/Landsat-8
provenientes da plataforma do Google Earth Engine foi realizado um
mapeamento por inspe{\c{c}}{\~a}o visual das classes de uso e
cobertura da terra para extra{\c{c}}{\~a}o dos perfis. Al{\'e}m
destes dados, foram utilizadas imagens do produto 3B43 do TRMM
(Tropical Rainfall Measuring Mission) de precipita{\c{c}}{\~a}o
acumulada, o produto de cobertura da terra do MapBiomas
vers{\~a}o 3.0 e o modelo digital de eleva{\c{c}}{\~a}o
GMTED2010. O METRIC foi utilizado na obten{\c{c}}{\~a}o da ETa,
alguns de seus sub-produtos foram utilizados como entrada na
modelagem da GPP e posterior obten{\c{c}}{\~a}o da
efici{\^e}ncia de uso da {\'a}gua (WUE). No processo de
valida{\c{c}}{\~a}o os produtos gerados foram comparados com
dados de torres micrometeorol{\'o}gicas, cujo resultado mostrou
que n{\~a}o recomenda-se utilizar a WUE obtida a partir dos
produtos MODIS (MOD17A2H/MOD16A2) como tamb{\'e}m o MOD15A2H e o
MOD16A2 para estudar os valores obtidos, no entanto, o
pen{\'u}ltimo podem ser utilizados em estudos de tend{\^e}ncia.
Entre os produtos MODIS recomenda-se a utiliza{\c{c}}{\~a}o do
MCD43A3 e do MOD11A1. Os produtos derivados do METRIC apresentaram
os melhores resultados sendo recomendados para estudos dos fluxos
de {\'a}gua e carbono, por{\'e}m deve-se atentar para a etapa de
calibra{\c{c}}{\~a}o do modelo, que {\'e} essencial para a
obten{\c{c}}{\~a}o de bons resultados. Quanto ao comportamento
dos fluxos na regi{\~a}o de estudo observou-se que as {\'a}reas
de Caatinga e pastagem por n{\~a}o serem irrigadas apresentaram
uma forte depend{\^e}ncia das chuvas da regi{\~a}o diferente das
{\'a}reas de agricultura irrigada que mantiveram o comportamento
constante ao longo do ano. As {\'a}reas de Caatinga e pastagem,
mesmo passando por um per{\'{\i}}odo de baixas
precipita{\c{c}}{\~o}es durante os meses de junho/2015 e de
dezembro/2015 conseguiram apresentar altos valores de NDVI e WUE
ap{\'o}s eventos de precipita{\c{c}}{\~o}es de janeiro/2016. As
{\'a}reas de agricultura irrigada apresentaram altos valores de
GPP e WUE durante todo o ano. ABSTRACT: The S{\~a}o Francisco
River basin covers an area of 645.000 km2 corresponding to 8% of
Brazilian territory. Located in the Lower-Middle part of S{\~a}o
Francisco River basin and in the biome of Caatinga, the
Gar{\c{c}}as, the Pontal and the Cura{\c{c}}{\'a} river
sub-basins are known for the strong irrigated agriculture,
especially, the fruticulture. Many of those irrigated areas were
implemented in natural vegetation areas. Due to the higher water
demand, it can have changes in the water fluxes, as also in the
carbon and energy fluxes. Therefore, the aim of this study was to
evaluate how landcover and land use change impacts in the carbon
and water fluxes, as also in the land surface temperature and
surface albedo, using MODIS dataset and the algorithm METRIC
(Mapping Evapotranspiration with High Resolution and Internalized
Calibration). The used dataset were: MCD43A3 (albedo), MCD43A4
(nadir adjusted reflectance), MOD11A1 (land surface temperature),
MOD15A2H (leaf area index), MOD13A31 (Normalized Difference
Vegetation Index NDVI), MOD16A2 (evapotranspiration ET), MOD17A2H
(gross primary productivity GPP) and MOD44W (land water mask). The
landcover and land use was mapped by visual inspection the main
use and land cover in the area to extract the temporal profiles
using images from OLI/Landsat-8 availables at Google Earth Engine.
There was used the cummulative precipitation images from the TRMM
(Tropical Rainfall Measuring Mission) data set 3B43, the landcover
product MapBiomas version 3.0 and the elevation digital model
GMTED2010. After applied the model METRIC to obtain ETa, some of
the METRIC sub-products were used as input to generate the GPP and
after the water-use efficiency (WUE). After the validation of the
generated products using data from micrometerology towers, we not
recommended using WUE from the ratio between the MODIS products
(MOD17A2H/MOD16A2), as also MOD15A2H and MOD16A2 to study the
pixel values, but the penultimate can be used to study the trends.
Among the MODIS products, it is recommended to use MCD43A3 and
MOD11A1. The products derived from METRIC showed the best results.
These products are recommend in studies about carbon and water
fluxes, but it is necessary to pay attention to the algorithm
calibration of the algorithm to obtain good results. About the
behaviour of the studied fluxes in the study area, it was observed
a strong dependence of the Caatinga vegetation and pasture areas
to the rainfall periods. Differently of irrigated areas, which
presented a constant behaviour during the time. The Caatinga
vegetation and pasture areas, even suffered a period of lower
rainfall events in a period between June/2015 and December/2015
showed high values of NDVI and WUE after the precipitation events
from January/2016. The irrigated areas showed high values of GPP
and WUE during the whole year.",
committee = "Sanches, Ieda Del'Arco (presidente) and Moraes, Elisabete Caria
(orientadora) and Moura, Magna Soelma Beserra de (orientadora) and
Oliveira, Bruno Silva and Oliveira, Gabriel de",
englishtitle = "Spatio-temporal variability of the water-use efficiency in the
Caatinga of the lower-middle S{\~a}o Francisco River basin using
MODIS data and the model METRIC",
language = "pt",
pages = "149",
ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3T34EBL",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34R/3T34EBL",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}