Fluxo de carbono e sua variação espaço-temporal na Paraíba, utilizando sensoriamento remoto e dados meteorológicos.

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2025
Autor(a) principal: NEVES, Rebeca Alves.
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Dissertação
Tipo de acesso: Acesso aberto
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Campina Grande
Brasil
Centro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRN
PÓS-GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIA
UFCG
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: https://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/41740
Resumo: O dióxido de carbono (CO₂), juntamente com outros gases atmosféricos como metano, ozônio, clorofluorcarbonos (CFCs) e óxido nitroso (N₂O), desempenham um papel fundamental como gás de efeito estufa, contribuindo para a regulação térmica do planeta. Esses gases também são essenciais para a fotossíntese, processo pelo qual a vegetação absorve CO₂ e o converte em biomassa. A Produtividade Primária Bruta (GPP) quantifica o carbono absorvido pela vegetação via fotossíntese que é uma métrica essencial para monitorar a saúde dos ecossistemas. Adicionalmente, índices de vegetação como o NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) são ferramentas fundamentais para o monitoramento ambiental, fornecendo informações sobre o estado fenológico da vegetação e seus impactos no clima e no ambiente. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a variabilidade espacial, sazonal e anual da quantidade de CO₂ capturada pela vegetação no estado da Paraíba-PB, a partir da GPP no período de 2003 a 2022. Para isso, utilizaram-se dados do NDVI (MOD13A2), GPP (MOD17A2H) do satélite MODIS/Terra, climáticos do ERA5, medidos em cinco (05) estações meteorológicas do INMET e da precipitação de 102 postos/estações da AESA-PB. Determinaram-se os padrões de variabilidade temporal e espacial do NDVI e GPP obtidos pelos produtos do MODIS. Em seguida estimou-se a GPP pelo método de Monteith (1972), utilizando dados do MODIS, ERA5 e medidos em estações meteorológicas. Os resultados obtidos mostraram uma relação espacial e temporal expressiva entre a disponibilidade hídrica e o desenvolvimento da vegetação, destacando-se a vulnerabilidade do semiárido paraibano, aos eventos climáticos extremos, como as secas severas. Para fazer a avaliação dos dados estimados GPPMODIS com GPPMonteith 1972, fez-se uso das técnicas estatísticas dos métodos dos mínimos quadrados e índice de Willmott. As correlações obtidas entre a GPP MODIS e método Montheith (1972), apresentaram os melhores resultados para as localidades de Monteiro com de R= 0,71e Patos R=0,81, respetivamente. Ou seja, para essas localidades ambos os métodos foram eficazes para mostrar as variações da GPP. Por outro lado, João Pessoa, Campina Grande e Areia apresentaram valores menos expressivos (piores correlações) com R=0,12, 0,39 e 0,31, respetivamente, sugerindo uma baixa concordância entre os métodos, possivelmente devido aos efeitos da urbanização, Já que elas estão próximas de regiões metropolitanas. Esses valores mostram que as variações na GPP calculadas pelos dois métodos não estão bem relacionadas nessas cidades, destacando que o método de Monteith (1972) foi mais eficiente em captar variações locais, enquanto o MODIS ofereceu estimativas mais integradas espacialmente. Desta forma, a análise da Produtividade Primária Bruta (GPP) no estado da Paraíba revelou forte dependência da vegetação em relação à disponibilidade hídrica, com destaque para a vulnerabilidade das regiões semiáridas. O estudo reforça a importância do sensoriamento remoto para o monitoramento ambiental e a formulação de políticas públicas voltadas à resiliência climática.
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spelling Fluxo de carbono e sua variação espaço-temporal na Paraíba, utilizando sensoriamento remoto e dados meteorológicos.Carbon flux and its spatiotemporal variation in Paraíba, using remote sensing and meteorological data.Dióxido de carbono (CO2)Sensoriamento remotoProdutividade Primária Bruta (GPP)Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI)Climatologia – ParaíbaVegetação – ParaíbaSemiárido ParaibanoCarbon dioxide (CO2)Remote sensingGross Primary Productivity (GPP)Normalized Difference Vegetation Index (NDVI)Climatology – ParaíbaVegetation – ParaíbaSemiarid Region of ParaíbaDados meteorológicosMeteorologia.O dióxido de carbono (CO₂), juntamente com outros gases atmosféricos como metano, ozônio, clorofluorcarbonos (CFCs) e óxido nitroso (N₂O), desempenham um papel fundamental como gás de efeito estufa, contribuindo para a regulação térmica do planeta. Esses gases também são essenciais para a fotossíntese, processo pelo qual a vegetação absorve CO₂ e o converte em biomassa. A Produtividade Primária Bruta (GPP) quantifica o carbono absorvido pela vegetação via fotossíntese que é uma métrica essencial para monitorar a saúde dos ecossistemas. Adicionalmente, índices de vegetação como o NDVI (Índice de Vegetação por Diferença Normalizada) são ferramentas fundamentais para o monitoramento ambiental, fornecendo informações sobre o estado fenológico da vegetação e seus impactos no clima e no ambiente. Neste contexto, o objetivo do estudo foi avaliar a variabilidade espacial, sazonal e anual da quantidade de CO₂ capturada pela vegetação no estado da Paraíba-PB, a partir da GPP no período de 2003 a 2022. Para isso, utilizaram-se dados do NDVI (MOD13A2), GPP (MOD17A2H) do satélite MODIS/Terra, climáticos do ERA5, medidos em cinco (05) estações meteorológicas do INMET e da precipitação de 102 postos/estações da AESA-PB. Determinaram-se os padrões de variabilidade temporal e espacial do NDVI e GPP obtidos pelos produtos do MODIS. Em seguida estimou-se a GPP pelo método de Monteith (1972), utilizando dados do MODIS, ERA5 e medidos em estações meteorológicas. Os resultados obtidos mostraram uma relação espacial e temporal expressiva entre a disponibilidade hídrica e o desenvolvimento da vegetação, destacando-se a vulnerabilidade do semiárido paraibano, aos eventos climáticos extremos, como as secas severas. Para fazer a avaliação dos dados estimados GPPMODIS com GPPMonteith 1972, fez-se uso das técnicas estatísticas dos métodos dos mínimos quadrados e índice de Willmott. As correlações obtidas entre a GPP MODIS e método Montheith (1972), apresentaram os melhores resultados para as localidades de Monteiro com de R= 0,71e Patos R=0,81, respetivamente. Ou seja, para essas localidades ambos os métodos foram eficazes para mostrar as variações da GPP. Por outro lado, João Pessoa, Campina Grande e Areia apresentaram valores menos expressivos (piores correlações) com R=0,12, 0,39 e 0,31, respetivamente, sugerindo uma baixa concordância entre os métodos, possivelmente devido aos efeitos da urbanização, Já que elas estão próximas de regiões metropolitanas. Esses valores mostram que as variações na GPP calculadas pelos dois métodos não estão bem relacionadas nessas cidades, destacando que o método de Monteith (1972) foi mais eficiente em captar variações locais, enquanto o MODIS ofereceu estimativas mais integradas espacialmente. Desta forma, a análise da Produtividade Primária Bruta (GPP) no estado da Paraíba revelou forte dependência da vegetação em relação à disponibilidade hídrica, com destaque para a vulnerabilidade das regiões semiáridas. O estudo reforça a importância do sensoriamento remoto para o monitoramento ambiental e a formulação de políticas públicas voltadas à resiliência climática.Carbon dioxide (CO₂), along with other atmospheric gases such as methane, ozone, chlorofluorocarbons (CFCs) and nitrous oxide (N₂O), play a fundamental role as a greenhouse gas, contributing to the planet's thermal regulation. These gases are also essential for photosynthesis, the process by which vegetation absorbs CO₂ and converts it into biomass. Gross Primary Productivity (GPP) quantifies the carbon absorbed by vegetation via photosynthesis and is an essential metric for monitoring the health of ecosystems. Additionally, vegetation indices such as NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) are fundamental tools for environmental monitoring, providing information on the phenological state of vegetation and its impacts on climate and the environment. In this context, the objective of the study was to evaluate the spatial, seasonal and annual variability of the amount of CO₂ captured by vegetation in the state of Paraíba-PB, based on GPP in the period from 2003 to 2022. For this purpose, data from NDVI (MOD13A2), GPP (MOD17A2H) from the MODIS/Terra satellite, climate data from ERA5, measured at five (05) INMET meteorological stations and precipitation from 102 AESA-PB stations/stations were used. The patterns of temporal and spatial variability of NDVI and GPP obtained by MODIS products were determined. Then, GPP was estimated by the Monteith (1972) method, using data from MODIS, ERA5 and measured at meteorological stations. The results obtained showed a significant spatial and temporal relationship between water availability and vegetation development, highlighting the vulnerability of the semiarid region of Paraíba to extreme climatic events, such as severe droughts. To evaluate the data estimated by GPPMODIS with GPPMonteith 1972, statistical techniques such as the least squares method and the Willmott index were used. The correlations obtained between the GPP MODIS and the Montheith (1972) method presented the best results for the localities of Monteiro with R = 0.71 and Patos with R = 0.81, respectively. In other words, for these localities, both methods were effective in showing the variations in the GPP. On the other hand, João Pessoa, Campina Grande and Areia presented less expressive values (worse correlations) with R = 0.12, 0.39 and 0.31, respectively, suggesting a low agreement between the methods, possibly due to the effects of urbanization, since they are close to metropolitan regions. These values show that the variations in GPP calculated by the two methods are not well correlated in these cities, highlighting that the Monteith (1972) method was more efficient in capturing local variations, while MODIS offered more spatially integrated estimates. Thus, the analysis of Gross Primary Productivity (GPP) in the state of Paraíba revealed a strong dependence of vegetation on water availability, with emphasis on the vulnerability of semiarid regions. The study reinforces the importance of remote sensing for environmental monitoring and the formulation of public policies aimed at climate resilience.CNPqUniversidade Federal de Campina GrandeBrasilCentro de Tecnologia e Recursos Naturais - CTRNPÓS-GRADUAÇÃO EM METEOROLOGIAUFCGBRAGA, Célia Campos.BRAGA, C. C.http://lattes.cnpq.br/1280653509025923SILVA, Bernardo Barbosa da.MELO, Maria Luciene Dias de.NEVES, Rebeca Alves.2025-02-282025-04-29T13:13:01Z2025-04-292025-04-29T13:13:01Zinfo:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesishttps://dspace.sti.ufcg.edu.br/handle/riufcg/41740NEVES, Rebeca Alves. Fluxo de carbono e sua variação espaço-temporal na Paraíba, utilizando sensoriamento remoto e dados meteorológicos. 2025. 70 f. Dissertação (Mestrado em Meteorologia) – Programa de Pós-Graduação em Meteorologia, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025.porinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCGinstname:Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)instacron:UFCG2025-11-18T06:48:56Zoai:dspace.sti.ufcg.edu.br:riufcg/41740Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttp://bdtd.ufcg.edu.br/PUBhttp://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/oai/requestbdtd@setor.ufcg.edu.br || bdtd@setor.ufcg.edu.bropendoar:48512025-11-18T06:48:56Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da UFCG - Universidade Federal de Campina Grande (UFCG)false
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