Surface water and energy fluxes in South America : an integrated approach based on remote sensing and flux measurements

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Moreira, Adriana Aparecida
• Orientador(a): Ruhoff, Anderson Luis
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: eng
• Palavras-chave em Português: Bacias hidrográficas; Uso do solo; Evapotranspiração; Sensoriamento remoto; Balanço hídrico; América do Sul
• Palavras-chave em Inglês: Evapotranspiration; Remote sensing; Eddy covariance; Land use; Land cover
• Link de acesso: http://hdl.handle.net/10183/240008

A América do Sul é um continente abundante em água, abrigando as maiores bacias hidrográficas e a maior floresta tropical do mundo, a floresta Amazônica. A Amazônia desempenha um papel crucial no fornecimento de umidade para outras regiões do continente por meio da evapotranspiração (). A é um indicador crucial do funcionamento do ecossistema terrestre, interligando os ciclos da água, energia e carbono. Devido ao grande desafio de obtenção de informações de por medições in situ, o uso de dados de sensoriamento remoto tem se mostrado uma grande alternativa para obter estimativas desta variável. Com base em dados medidos e estimados por sensoriamento remoto foi conduzido um estudo que visou analisar a dinâmica, os padrões e os controles dos fluxos de água e energia na América do Sul, buscando responder a três questões principais: i) os dados de sensoriamento remoto podem fornecer informações precisas sobre o balanço hídrico?; ii) como os fatores que controlam a variam em diferentes biomas e condições de uso e cobertura do solo (LULC)?; e iii) os modelos de sensoriamento remoto conseguem representar com acurácia os padrões de e das suas componentes em diferentes condições de LULC? Para responder a primeira pergunta realizou-se uma análise de balanço hídrico, na qual foi avaliada as incertezas das estimativas de precipitação e usando medições in situ, e uma análise do quanto essas incertezas podem ser afetadas devido ao efeito de escala das bacias analisadas. Os resultados mostraram que devido às incertezas relacionadas com cada uma das componentes estimadas por sensoriamento remoto ainda não é possível alcançar o fechamento do balanço hídrico. No entanto, a abordagem demonstrou ser uma grande alternativa para avaliar a dinâmica dos fluxos de água, de pequenas a grandes bacias, especialmente naquelas onde a medição in situ ainda é escassa. Para buscar responder a segunda pergunta analisou-se a influência dos fatores bióticos e abióticos no controle dos processos de , por meio da análise das condutâncias de superfície e aerodinâmica e do fator de desacoplamento em 20 locais de monitoramento de fluxo na América do Sul. Por meio desta análise verificou-se diferentes padrões dos fluxos de calor latente () e sensível (), além de diferentes graus de importância dos controles bióticos e abióticos sobre o processo de e de acordo com as diferentes condições de LULC. Por fim, com base em 11 locais de monitoramento de fluxo e quatro modelos de (MOD16, GLEAM, PML e SSEBOP), analisou-se a acurácia destas estimativas na bacia amazônica, e a representação dos fluxos de em áreas de floresta, pastagem e soja, na bacia do Tapajós. Os resultados mostraram que a obtenção de estimativas acuradas de ainda é um grande desafio na bacia Amazônica, principalmente em locais úmidos e sazonalmente inundados. Discrepâncias significativas entre os modelos e entre as medições foram encontradas, sendo estas discrepâncias ainda mais expressivas quando se analisou as componentes individuais de . No entanto, os resultados deste estudo demonstraram que apesar de cada modelo não apresentar um desempenho significativo em todas as condições climáticas e de vegetação, estes apresentam em conjunto, uma grande oportunidade para melhorar a acurácia das estimativas de , propiciando um aprimoramento na compreensão dos impactos nos fluxos de água e energia devido a atividades antrópicas. Deste modo, estes resultados enfatizam os potenciais e limitações das variáveis hidrológicos obtidas por sensoriamento remoto, especialmente para a , e como as mudanças LULC podem modificar este fluxo na América do Sul.