Fechar

@PhDThesis{Cesar:2023:AnVaCo,
               author = "Cesar, Gabriel Moiano",
                title = "An{\'a}lise da variabilidade da concentra{\c{c}}{\~a}o de 
                         clorofila-a estudada por sat{\'e}lite na regi{\~a}o costeira de 
                         Ubatuba, litoral norte de S{\~a}o Paulo",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2023",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2023-04-18",
             keywords = "clorofila-a, coeficientes de absor{\c{c}}{\~a}o, sensoriamento 
                         remoto, plataforma continental sudeste do Brasil, s{\'e}rie 
                         temporal, chlorophyll-a, absorption coefficients, remote sensing, 
                         southern Brazilian bight, time series.",
             abstract = "As {\'a}guas costeiras e interiores s{\~a}o as mais desafiadoras 
                         para a estimativa da concentra{\c{c}}{\~a}o de clorofila-a (Cla) 
                         a partir de dados de sensoriamento remoto devido {\`a} 
                         intera{\c{c}}{\~a}o com outros constituintes {\'o}pticos 
                         codominantes presentes na {\'a}gua. Neste estudo, foram 
                         analisados dados bio-{\'o}pticos e dados radiom{\'e}tricos 
                         coletados em uma esta{\c{c}}{\~a}o fixa costeira na Plataforma 
                         Continental Sudeste do Brasil para caracterizar a variabilidade 
                         das propriedades bio-{\'o}pticas, avaliar o desempenho de 
                         algoritmos da cor do oceano (OC) para estimativa de Cla, avaliar a 
                         variabilidade temporal da Cla e identificar eventos de 
                         flora{\c{c}}{\~a}o. A s{\'e}rie temporal de Cla in situ, a 
                         absor{\c{c}}{\~a}o espectral de luz pelo fitopl{\^a}ncton, 
                         detritos e mat{\'e}ria org{\^a}nica dissolvida colorida (CDOM), 
                         reflect{\^a}ncia de sensoriamento remoto acima da {\'a}gua 
                         (Rrs), bem como a s{\'e}rie do sensor MODIS Aqua do produto de 
                         concentra{\c{c}}{\~a}o de clorofila-a foram obtidos no 
                         per{\'{\i}}odo entre 2004 e 2019 em uma frequ{\^e}ncia de 
                         amostragem quase mensal. Nesta esta{\c{c}}{\~a}o fixa, a Cla 
                         apresentou alta variabilidade, com desvio padr{\~a}o duas vezes 
                         maior que a m{\'e}dia (1 ± 1,83 mg m-3), e valores variando de 
                         0,18 mg m-3 at{\'e} 18,09 mg m-3, durante eventos epis{\'o}dicos 
                         de flora{\c{c}}{\~a}o. A absor{\c{c}}{\~a}o do CDOM em 440 nm 
                         foi o constituinte opticamente significativo dominante na maior 
                         parte da s{\'e}rie temporal, sugerindo a influ{\^e}ncia de 
                         fontes continentais, embora a esta{\c{c}}{\~a}o esteja 
                         localizada no limite externo da plataforma interna (40m). O CDOM 
                         desempenha, assim, um papel importante na defini{\c{c}}{\~a}o 
                         dos tipos {\'o}pticos de {\'a}gua, que s{\~a}o compostos 
                         principalmente por 2 classes de {\'a}guas verdeazuladas (conforme 
                         mostrado pelos espetros de Rrs). Apesar disso, os algoritmos 
                         emp{\'{\i}}ricos OCx tiveram um desempenho razo{\'a}vel com 
                         vi{\'e}s positivo (30%). O algoritmo OC3 de 3 bandas teve o 
                         melhor desempenho selecionando a melhor raz{\~a}o de banda com 
                         maior influ{\^e}ncia da absor{\c{c}}{\~a}o do fitopl{\^a}ncton 
                         e menor absor{\c{c}}{\~a}o do CDM (CDOM + detritos), (Rrs 
                         (490/555)). A estrutura da comunidade fitoplanct{\^o}nica de 
                         {\'a}guas oligo-mesotr{\'o}ficas, com alto coeficiente de 
                         absor{\c{c}}{\~a}o espec{\'{\i}}fica, tamb{\'e}m contribuiu 
                         para as superestimativas do OCx. Esses resultados sugerem que os 
                         produtos padr{\~a}o de Cla de sat{\'e}lite podem ser usados com 
                         cautela para monitorar e estudar a din{\^a}mica da biomassa do 
                         fitopl{\^a}ncton na regi{\~a}o. Para entender as 
                         varia{\c{c}}{\~o}es de longo prazo da regi{\~a}o foi aplicado 
                         um procedimento de decomposi{\c{c}}{\~a}o temporal (Census X13) 
                         em uma s{\'e}rie de dados de cor do oceano para caracterizar a 
                         variabilidade temporal da Cla. A decomposi{\c{c}}{\~a}o 
                         realizada nos dados de Cla em escala local para a 
                         esta{\c{c}}{\~a}o ANTARES-Ubatuba mostra uma domin{\^a}ncia da 
                         contribui{\c{c}}{\~a}o da componente sazonal (41%). A componente 
                         irregular tem tipicamente maior resposta pr{\'o}ximo a linha de 
                         costa e sugere a influ{\^e}ncia de fen{\^o}menos como 
                         ressurg{\^e}ncias e passagem de frentes frias como mecanismos 
                         causadores da variabilidade, respondendo por 16% da 
                         varia{\c{c}}{\~a}o. A componente tend{\^e}ncia foi 
                         respons{\'a}vel por 33% da variabilidade, com tend{\^e}ncias 
                         n{\~a}o-lineares. Os dados MODIS Aqua permitiram a 
                         caracteriza{\c{c}}{\~a}o do ciclo fenol{\'o}gico do 
                         fitopl{\^a}ncton, onde o per{\'{\i}}odo de flora{\c{c}}{\~a}o 
                         inicia-se no final do inverno (em agosto) e termina no final da 
                         primavera (em novembro) e o n{\'u}mero de observa{\c{c}}{\~o}es 
                         acumulado foi maior em outubro. ABSTRACT: Coastal areas are the 
                         most challenging regions to retrieve chlorophyll-a concentration 
                         from remote sensing data because of the interaction with other 
                         co-dominant optical constituents. In this study, we analyze 
                         bio-optical remote sensing and radiometric data collected at a 
                         fixed coastal time series station in the South Brazil Bight, the 
                         ANTARES-Ubatuba station (S{\~a}o Paulo, Brazil), to characterize 
                         the variability of bio-optical properties, evaluate the 
                         performance of ocean color (OC) algorithms for chlorophyll-a 
                         retrieval, evaluate temporal variability and study algal bloom 
                         events. In situ Chla and the spectral absorption of phytoplankton, 
                         detritus, and colored dissolved organic matter (CDOM), above-water 
                         remote sensing reflectance (Rrs) as well as the MODIS Aqua 
                         chlorophyll-a product were obtained from 2004 to 2019 at a 
                         quasimonthly sampling frequency. In this fixed station, 
                         chlorophyll-a exhibited high variability, with a standard 
                         deviation twice as large as the mean (1 ± 1.83 mg m-3), and values 
                         ranging from 0.18 mg m-3 up to 18.09 mg m-3, during episodic bloom 
                         events. CDOM absorption at 440 nm was the dominant optically 
                         significant constituent over most of the time series, suggesting 
                         the influence of continental sources, even though the station is 
                         located at the external limit of the inner shelf (40m). CDOM thus 
                         plays an important role in defining the optical water types, which 
                         are composed of mainly 2 classes of blue-green waters (as shown by 
                         the spectral Rrs). Despite this, the empirical OCx algorithms had 
                         a reasonable performance with a positive bias (30%). The 3-band 
                         OC3 algorithm had the best performance by selecting the best band 
                         ratio with higher influence of phytoplankton pigment absorption, 
                         and lower CDM (CDOM + detritus) absorption (Rrs (490/555)). The 
                         phytoplankton community structure of oligo-mesotrophic waters, 
                         with a high specific absorption coefficient also contributed to 
                         the OCx overestimations. These results suggest that standard 
                         satellite chlorophyll-a products should be used with some caution 
                         to monitor and study the dynamics of the phytoplankton biomass 
                         within the region. To understand the long-term variations in the 
                         region, a temporal decomposition procedure (Census X13) was 
                         applied to a series of ocean color data to characterize the 
                         temporal variability of Cla. The decomposition performed on the 
                         chlorophyll-a data on local scale for the ANTARES-Ubatuba station 
                         shows a dominance of the contribution of the seasonal component 
                         (41%). The irregular component typically has a greater response 
                         close to the coastline and suggests the influence of as upwellings 
                         and cold front events as causative mechanisms, accounting for 16% 
                         of the variation. The trend component was responsible for 33% of 
                         the variation. MODIS Aqua data allowed the characterization of 
                         phytoplanktonic bloom events, where the bloom period begins at the 
                         end of winter (in August) and ends in spring (in November) and the 
                         number of accumulated observations was higher in October.",
            committee = "Novo, Evlyn M{\'a}rcia Le{\~a}o de Moraes (presidente) and 
                         Kampel, Milton (orientador) and Oliveira, Natalia Rudorff 
                         (orientadora) and Lobo, Felipe de Lucia and Noernberg, Mauricio 
                         Almeida",
         englishtitle = "Chlorophyll-a concentration variability at coastal zone of 
                         Ubatuba, north shore of S{\~a}o Paulo state",
             language = "pt",
                pages = "129",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34T/49A9R6B",
                  url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34T/49A9R6B",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "06 maio 2024"
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