Evapotranspiração regional utilizando imagens orbitais para a Amazônia Oriental

A evapotranspiração (ET) foi espacializada através do algoritmo SEBAL para uma região de floresta primária na Amazônia Oriental (Caxiuanã, Pará). Para tal, utilizaram-se dados observacionais da torre micrometeorológica (localizada no interior desta floresta) em combinação com dados de origem orbital (imagens Modis/Acqua). Os primeiros resultados indicaram que, apesar da superestimativa, o SEBAL reproduz qualitativamente bem o padrão da variabilidade mensal da evapotranspiração para a região, principalmente para os meses da estação seca; em relação ao quantitativo, os resultados revelaram haver necessidade de acurácia no algoritmo. Para isso, calibrou-se o SEBAL a partir do saldo de radiação (Rn), com ajustes no albedo, na emissividade atmosférica e emissividade da superfície. As estimativas de ET geradas a partir deste SEBAL modificado apresentaram melhorias significativas na reprodução da variabilidade diária da evapotranspiração para a região, principalmente nos meses da estação chuvosa. Isto é, os ajustes realizados no algoritmo mostraram que as taxas de ET estimadas tornaram-se muito mais semelhantes às relatadas na literatura para a Amazônia, concordando melhor com a evapotranspiração observada. Através do SEBAL modificado foi possível também mapear o albedo, o saldo de radiação, o NDVI e a própria ET para duas vegetações distintas, encontradas dentro dos limites de Caxiuanã. A estimativa espacial destes parâmetros biofísicos foi coerentemente reproduzida para as duas vegetações, demonstrando que se o SEBAL modificado for aplicado a dados temporal e espacial de alta resolução, esta técnica pode ser rotineiramente utilizada, tornando-se uma ferramenta fundamental no monitoramento de necessidades hídricas e atmosféricas.

Características agrometeorológicas da cultura de soja (Glycine max (L.) Merrill) variedade Candeias em Paragominas – PA

O Município de Paragominas pertence à Mesorregião Sudeste Paraense (03° 00' 00” S e 47° 21' 30" W) onde há toda uma área já alterada por desmatamentos e pastagens apenas à espera de ser incorporada ao processo produtivo agrícola..A cultura da soja tem importância significativa para a economia nacional, sendo um dos principais produtos agrícolas de exportação e geração de divisas,, pertencente à família das leguminosas, se adapta em uma ampla faixa de climas, podendo ser cultivada em todos os tipos de solo. O objetivo deste estudo é avaliar as condições agrometeorológicas durante o ciclo vegetativo da soja em Paragominas - PA. Nesta área foi construída uma torre meteorológica automática de 4 metros de altura, sendo a fazenda Boi branco localizada a 03°02´15´´S e 47°17´56´´W e instalada uma estação com medidas a cada (5) cinco minutos das seguintes variáveis: temperatura do ar (Tar), umidade específica do ar (q), temperatura do solo (Tsolo), umidade do solo (Usolo), velocidade do vento (W), direção do vento (D), radiação solar incidente (Sin), radiação solar refletida (Sout), saldo de radiação (Rn) e fluxo de calor no solo (G) e precipitação. Variações microclimáticas têm efeitos bastante diretos no desenvolvimento da planta. As coletas realizadas entre fevereiro a início de junho de 2006 mostram que os dias 84, 98 e 126 foram os dias de maior precipitação e os dias 70 e 154 e 161 não houve chuva. De acordo com o desenvolvimento do plantio observamos que nos meses de fevereiro a início de abril a umidade específica máxima do ar se manteve elevada 21,0 g/Kg. A jornada da temperatura do ar máxima se manteve entre 23,5 ºC e 32,5 ºC acompanhando o desenvolvimento da cultura. A temperatura média do solo em três medidas (5, 10 e 20 cm), observou-se que as temperaturas estão entre 25 ºC a 35 ºC. No início do plantio a velocidade do vento estava por volta de 3 m/s decrescendo, e no final do cultivo encontrava-se 2,5 m/s. No período de floração a velocidade se manteve estável o que contribui para a dispersão de pólen e sementes. O vento vem de todas as direções, entretanto, o vento é predominante de nordeste. Quando o solo ainda se encontra completamente nu, o albedo é elevado, pois a radiação que entra no sistema é a mesma que sai. Quando o plantio começa a se desenvolver o albedo tende a diminuir, pois a quantidade de radiação solar que chega ao sistema parte é refletida e outra absorvida pela superfície. A umidade média do solo em três medidas (10, 20 e 30 cm), onde observamos que a umidade está entre 0,2 m⁄m³ a 0,45 m⁄m³. O fluxo de calor no solo a 10 cm apresentou picos em torno de -135 W/m2 e 55 W/m2 (7 as 18 h) e a 20 cm apresentou picos em torno de -25 W/m2 e 45 W/m2 (7 as 18 h). O sinal positivo representa transferência de calor do ar para o solo e o fluxo foi da superfície para as camadas mais internas do solo. Quando analisamos a evapotranspiração estimada notamos que foi inferior do que a evapotranspiração medida, sendo o pico da evapotranspiração estimada 4,0 mm⁄dia e a evapotranspiração medida 8,8 mm⁄dia. Quando analisamos a regressão linear a evapotranspiração estimada foi inferior a evapotranspiração medida.

Balanço de água em área de cultivo de soja no Leste da Amazônia

A expansão da fronteira agrícola, motivada principalmente pelo cultivo de soja (Glycine max (L) Merrill), possui grande extensão regional e reveste-se de elevada importância. Sendo assim, foi implantado um experimento de campo observacional visando-se estudar os componentes do balanço hídrico do agroecossistema de agricultura da soja, para analisar o impacto no balanço de água associado à conversão de floresta, assim como avaliar a necessidade hídrica da cultura de acordo com sua fase de desenvolvimento. Utilizou-se a cultivar BRS Candeia e suas respectivas fases fenológicas para o estudo do balanço de água, analisado através de médias do armazenamento de água no solo, precipitação, interceptação de água pelo dossel, escoamento superficial de água do solo, evapotranspiração (Etc) e conteúdo de água retido pela planta de soja. Também foi avaliado a infiltração de água no solo. A interceptação e o escoamento superficial medidos foram de 45,9% e 1% da precipitação, respectivamente. A maior evapotranspiração ocorreu na fase de floração (R 1 -R 2 ) com queda gradativa até a colheita, com média para o ciclo de 3,80mm.dia -1 , resultado este próximo encontrado para floresta. O período compreendido entre a fase vegetativa (V) e a frutificação (R 3 -R 4 ), é o período em que a planta apresenta maior porcentagem de água, decaindo gradativamente a partir da fase de enchimento de grãos (R 5 ). De um modo geral não ocorreu deficiência de água no solo no balanço de água médio, pois a precipitação foi maior que a quantidade necessária para suprir a evapotranspiração e completar armazenamento, havendo assim, excedente de água no solo.

Estudo dos potenciais impactos das mudanças climáticas e de alterações na cobertura vegetal nos recursos hídricos na Região Central da Amazônia

Este trabalho busca avaliar e quantificar os impactos na disponibilidade hídrica local na região da Amazônia Central, decorrentes de possíveis mudanças climáticas e modificações na cobertura vegetal, por meio de um experimento de simulação numérica com o modelo de biosfera Common Land Model (CLM), no modo “off line”. Os resultados de 9 modelos climáticos acoplados Oceano-Atmosfera para três cenários de alterações climáticas do Painel Intergovernamental sobre Mudanças Climáticas (IPCC-AR4) foram utilizados para compor a base das forçantes climáticas do modelo de biosfera CLM. Em relação ao uso da terra, foram utilizados cenários de dinâmica de desmatamento para a região no caso “business as usual” previstos para cada ano do período de 2001 a 2050. A área de estudo compreende o domínio da drenagem da Bacia do Rio Cuieiras na Amazônia Central. A partir dos resultados dos modelos analisaram-se, para cada conjunto de simulações, as incertezas das projeções em relação à precipitação e a temperatura e o impacto no ciclo hidrológico terrestre, considerando a variabilidade entre os modelos e os cenários de emissões de CO2; bem como as alterações nas componentes do balanço de água e energia a superfície associada a variações progressivas na cobertura de floresta e sua substituição por pastagem. Os resultados indicam que diante de um cenário de mudanças climáticas que resultem em uma diminuição (aumento) persistente na precipitação média anual, tanto o escoamento quanto o armazenamento de água no solo serão diretamente afetados. Em relação às alterações na cobertura vegetal tanto as componentes dos balanços de água e energia foram significativamente afetados pela substituição da floresta por pastagem, apresentando redução na evapotranspiração e aumentos no armazenamento de água no solo e do escoamento total.

A influência do Arco do Desmatamento sobre o ciclo hidrológico da Amazônia

Este trabalho buscou quantificar algumas alterações no ciclo hidrológico da Amazônia propiciadas pelo desmatamento da região, principalmente devido à faixa conhecida como "Arco do Desmatamento". Neste sentido, foram realizados experimentos numéricos utilizando o modelo BRAMS (Brazilian Regional Atmospheric Modeling System) tendo o submodelo de vegetação dinâmica GEMTM (General Energy and Mass Transport Model) a ele acoplado. Foram investigados os impactos causados pelo Arco do Desmatamento atual em relação à floresta intacta, bem como as futuras modificações, causados pelo avanço do desmatamento até o ano de 2050. Como condições de contorno na superfície para o modelo BRAMS, foram usados cenários oriundos de modelos empíricos de desmatamento para os anos de 2002 e 2050. Os resultados mostraram que o avanço do Arco do Desmatamento até 2050 tem uma complexa relação com as variáveis analisadas. Por exemplo, a precipitação apresentou distribuição espacial heterogênea, com áreas de anomalias positivas e negativas que se mostraram coerentes com as anomalias de outras variáveis, como a evapotranspiração e a divergência de umidade. Também foram encontradas algumas áreas que evidenciaram as possíveis influências dos grandes rios e topografia da região sobre essa precipitação. Os balanços de radiação e energia também foram afetados pelo desmatamento, sendo que grande parte das alterações é devido à mudança do albedo da superfície, a qual ocorre com a substituição da floresta pela pastagem. Quanto às alterações propiciadas pelo Arco do Desmatamento atual em relação à floresta intacta, foi observado que todas as variáveis foram afetadas, entretanto a maioria dos impactos ainda é localizada sobre a área mais afetada pelo desmatamento, diferentemente dos resultados encontrados para o cenário de 2050, onde as modificações já se dão a nível regional.

Caracterização de regimes de umidade em regiões tropicais: comparação entre floresta e savana

Este trabalho tem como objetivo investigar um método de classificação de regimes de umidade, baseado na caracterização de diferentes “estados” da Camada Limite Atmosférica Tropical (CLAT), tanto acima de uma área de floresta quanto acima de uma área de savana, de acordo com a metodologia proposta por Mahrt (1991). A partir dessa classificação é elaborado um aperfeiçoamento da mesma que incorpora tanto uma análise da estabilidade termodinâmica da CLAT para a área de floresta, quanto uma investigação sobre a contribuição da Energia Potencial Disponível para Convecção (CAPE) para a classificação dos regimes de umidade. Para essas análises foram utilizados dados de radiossondagens e de torres micrometeorológicas, coletados durante o período menos chuvoso de cada região. Esses dados foram obtidos durante experimentos de campo realizados nas áreas de estudo, sendo que para a área de floresta (Caxiuanã) se utilizaram os dados do experimento COBRA-PARÁ (realizado no período de 06 a 13/11 de 2006), enquanto que para a área de savana (Daly Waters) se utilizaram os dados do experimento “KOORIN” (realizado no período de 15/07 a 13/08 de 1974, na Austrália). A comparação entre os regimes de umidade de cada região sugere que, caso houvesse a savanização da Amazônia, a mesma apresentaria uma atmosfera seca, com a maior parte da energia utilizada para o aquecimento dessa atmosfera, com baixos índices de evapotranspiração, menores taxas de precipitação e inexistência de CAPE. Por outro lado, a análise da estabilidade da atmosfera para Caxiuanã mostrou que, contrariamente ao observado em experimentos na Amazônia Ocidental, na Amazônia Oriental, durante o experimento COBRA-PARÁ, os maiores valores de CAPE ocorreram às 18:00 HL, possivelmente, em decorrência da convergência de umidade que provém da baía de Caxiuanã através da circulação de brisa terrestre. Isso indica que nessa região os máximos de CAPE estiveram associados predominantemente aos campos de umidade e não aos de temperatura. Para essas condições de CLAT “perturbada” o espaço de fase proposto por Mahrt (1991) não caracteriza muito bem regimes de umidade associados a grandes valores da CAPE.

Mecanismos de controle da variação sazonal da transpiração de uma floresta tropical no Nordeste da Amazônia

No presente trabalho foram estudadas a variação sazonal da transpiração, de uma floresta tropical, e sua dependência com fatores bióticos e abióticos. Utilizaram-se dados do projeto CARBOPARÁ, parte integrante do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA), coletados na reserva florestal de Caxiuanã, região nordeste da Amazônia. A evapotranspiração total num intervalo de 39 dias para o período chuvoso foi 108,2 mm, com valor médio de 2,9 mm dia^-1, enquanto, durante o período menos chuvoso, a evapotranspiração total num intervalo de 29 dias foi 128,8 mm, com média de 4,3 mm dia^-1 para o período. Os valores máximos da condutividade de superfície (Cs), nos dois períodos, ocorreram às 08:00 hl, sendo estes valores de 0,060 m s^-1 e 0,045 m s^-1 para o período chuvoso e menos chuvoso, respectivamente. A condutância aerodinâmica média (Ca) foi 0,164 m s^-1 e 0,210 m s^-1, para os períodos chuvoso e menos chuvoso, respectivamente. Os valores máximos da Ca observados para os períodos chuvoso e menos chuvoso foram, respectivamente, 0,220 e 0,375 m s^-1. Verificou-se que Cs guarda uma relação exponencial inversa com o déficit de vapor de água atmosférico, para diferentes intervalos de irradiância solar global. A análise horária do fator de desacoplamento sugere que a evapotranspiração, durante a manhã, tem um maior controle realizado pela disponibilidade de energia, quando comparado ao período menos chuvoso. Durante a tarde verifica-se que o dossel da floresta progressivamente tende a estar mais acoplado à atmosfera, para ambos os períodos estudados, demonstrando maior controle superficial na transpiração.