Análise da influência do ângulo de visada e do background na estimativa da potência radiativa do fogo

• Ano de defesa: 2014
• Autor(a) principal: Guilherme Augusto Verola Mataveli
• Orientador(a): Elisabete Caria Moraes, Gabriel Pereira
• Banca de defesa: Kleber Trabaquini, André de Lima, Ana Paula Contador Packer
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: Fires affect large areas around the world, acting as a modeler of ecosystems and contributing to the accumulation of trace gases and aerosols in the atmosphere. Studies related to fires were initially conducted from field measurements; however, this approach is limited. Over the last years, with the advancement in remote sensing, providing the possibility of acquiring data at global scale systematically, remote sensing has become the main source of data for studying fires. However, the need of understanding this phenomenon completely resulted in obtaining more detailed information about fires, among them the estimate of the amount of burned biomass, an important input variable in climatological and emissions estimates models. One of the most frequently used methods nowadays to estimate the amount of burned biomass is derived from Fire Radiative Power (FRP) on the assumption that the amount of energy emitted as electromagnetic radiation during the combustion process could be directly related to the amount of burned biomass. However, like any estimate obtained with remote sensing, it should be understand the factors that introduce errors in FRP, such as viewing angle and background. To determine the influence of these factors in FRP, a small scale experiment was conducted using sugarcane straw as biomass; also was estimated the burned biomass coefficient for sugarcane and it was applied to estimate burned biomass by sugarcane pre-harvest burning in São Paulo State from 2008 to 2012 using active fire products derived from MODIS, SEVIRI and GOES Imager. The estimates obtained showed that for biomass samples with same weight FRP decreases with increased angle, and the background can increase estimates in more than 30\%. SEVIRI was the most effective sensor for detecting fires in sugarcane areas, detecting 4.5 times more fires than MODIS and 6 times more fires than GOES Imager. Regarding burned biomass estimates, it was noticed a significant decrease in biomass burned from sugarcane pre-harvest burning in 2012, and the tendency is that in the following years this decrease elevates, due to the proximity of the goals established by Green Ethanol Protocol.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21b/2014/02.13.13.40

As queimadas atingem grandes áreas em todo o planeta, constituindo-se em um agente modelador dos ecossistemas e contribuem para o acúmulo de gases traços e aerossóis na atmosfera. Em geral, os estudos relacionados às queimadas eram realizados a partir de experimentos e medições em campo, entretanto, esse tipo de abordagem é limitado. Nos últimos anos, com o avanço no sensoriamento remoto orbital e a possibilidade da aquisição de dados em nível global e de forma sistemática, o sensoriamento remoto tornou-se a principal fonte de dados para o estudo das queimadas. Como apenas identificar focos de queimada não é o suficiente para entender esse fenômeno por completo, surgiu a necessidade de se obter informações mais detalhadas sobre as queimadas, dentre elas estimar a quantidade de biomassa queimada, uma importante variável de entrada em modelos climatológicos e modelos de estimativas de emissão de gases traços e aerossóis. Um dos métodos mais utilizados atualmente para estimar a quantidade de biomassa queimada é derivado da Potência Radiativa do Fogo (FRP), sobre a premissa de que a estimativa da quantidade de energia emitida como radiação eletromagnética durante o processo de combustão seria capaz de ser diretamente relacionada com a quantidade de biomassa queimada. Contudo, são essenciais e devem ser compreendidos os fatores que introduzem erros na FRP, como o ângulo de visada e o \emph{background}. Para avaliar a influência desses fatores na FRP foi realizado um experimento de combustão em pequena escala utilizando como biomassa a palha da cana-de-açúcar. Também foi determinado o coeficiente de biomassa queimada para a cana-de-açúcar a fim de estimar a biomassa queimada pela colheita da cana-de-açúcar no Estado de São Paulo no período de 2008 a 2012 usando os produtos de fogo derivados do MODIS, do SEVIRI e do GOES \emph{Imager}. As estimativas obtidas permitiram concluir que para amostras com a mesma quantidade de biomassa a FRP diminui de acordo com o aumento do ângulo de visada, e que o efeito de \emph{background} pode elevar em até mais de 30\% as estimativas obtidas. O SEVIRI foi o sensor mais eficiente para a detecção de focos de queimada em áreas de cultivo de cana-de-açúcar, chegando a detectar 4,5 vezes mais focos que o MODIS e 6 vezes mais focos que o GOES \emph{Imager}. Quanto às estimativas de biomassa queimada, percebe-se em 2012 uma queda significativa na biomassa queimada pela colheita da cana-de-açúcar no Estado de São Paulo, sendo a tendência nos anos seguintes que essa queda se acentue ainda mais devido à proximidade das metas determinadas pelo do Protocolo Etanol Verde.