Estimativa de componentes do balanço de radiação em diferentes tipos de uso e cobertura do solo

Sallo, Fernando da Silva; França, Mauro Sergio de; Morais, Denes Martins de; Rodrigues, Rodicrisller; Biudes, Marcelo Sacardi

doi:10.4136/ambi-agua.1273

Resumos

Estudos sobre o balanço de radiação em áreas de expansão agropecuária, especialmente em estados agroexportadores como Mato Grosso, são relevantes para a compreensão da interação atmosfera-biosfera. Este estudo estimou alguns componentes do balanço de radiação em áreas distintas (floresta secundária, reflorestamento com eucaliptos e cultivos agrícolas) no município de Lucas do Rio Verde/MT com base em magens do satélite Landsat 5 - TM. As imagens escolhidas foram de 20/01 e 26/04 do ano de 2010. As imagens foram processadas utilizando o algoritmo SEBAL para o cálculo dos valores do saldo de radiação instantâneo (Rn inst), albedo e NDVI. Os resultados evidenciaram alta variabilidade no Rn inst, albedo e NDVI tanto entre as distintas coberturas quanto para as diferentes datas. As áreas de floresta secundária e reflorestamento de eucaliptos apresentaram magnitudes similares, enquanto as áreas com cultivos agrícolas os valores apresentam relações intrínsecas referentes aos estádios de desenvolvimento com complexa interação radiativa.

interação biosfera-atmosfera; sensoriamento remoto; uso da terra

Studies on the radiation balance in areas of agricultural expansion, especially in agro-exporting states such as Mato Grosso, are relevant to understanding the atmosphere-biosphere interaction. This study estimated some components of the radiation balance in different areas (secondary forest, reforestation with eucalyptus trees and agricultural crops) in the city of Lucas do Rio Verde/MT using Landsat 5 - TM images. The images chosen were acquired on January 20 and April 26 of 2010. The images were processed using the SEBAL algorithm to calculate the values of the instantaneous radiation balance (Rn inst), albedo and NDVI. The results showed high variability of Rn inst, albedo and NDVI considering both different coverages and dates. The areas of secondary forest and reforestation of eucalyptus showed similar magnitudes, while areas with agricultural crops had values with intrinsic relations for the stages of development with complex radiative interaction.

biosphere-atmosphere interaction; remote sensing; land use

ALLEN, R. G.; TREZZA, R.; TASUMI, M. Surface energy balance algorithms for land: advance training and user's manual. Version 1.0. [S.l.]: Waters Consulting; University of Idaho; WaterWatch, Inc, 2002. p.98.
ALLEN, R. G.; TASUMI, M.; TREZZA, R. Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC) - Model. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, v. 133, p. 380-394, 2007. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380)
BASTIAANSSEN, W. G. M. Regionalization of surface flux densities and moisture indicators in composite terrain 1995. 273f. Ph.D. (Thesis) - Wageningen Agricultural University, Wageningen, Netherlands, 1995.
BASTIAANSSEN, W. G. M. SEBAL - based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin, Turkey. Journal of Hydrology, v. 229, p. 87-100, 2000. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(99)00202-4
BASTIAANSSEN, W. G. M.; MENENTI, M.; FEDDES, R. A.; HOLTSLAG, A. A. M. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL) 1. Formulation. Journal of Hydrology, v. 212/213, p. 198-212, 1998. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00253-4
BECKMANN, E.; OLIVEIRA, A. M. Levantamento e análise do potencial agroindustrial dos municípios mato-grossenses de Sinop, Sorriso e Lucas do Rio Verde. Revista de Estudos Sociais, n. 24, v. 2, 2010.
CHANDER, G.; MARKHARM, B. Revised Landsat 5 - TM radiometric calibration procedures and post calibration dynamic ranges. IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, v. 41, p. 2674-2677, 2003. http://dx.doi.org/10. 1109/TGRS.2003.818464
COSTA, M. H.; YANAGY, S. M. N; SOUZA, P. J. O. P.; RIBEIRO, A.; ROCHA, E. J. P. Climate change in Amazonia caused by soybean cropland expansion, as compared to caused by pastureland expansion. Geophysical Research Letters, v. 34, L07706, 2007. http://dx.doi.org/10.1029/2007GL029271
DUBREUIL, V.; DELAHAYE, C. Changements d'occupation du sol et leurs impacts climatiques au Mato Grosso, Brésil. França. Confins, v. 10, 2010.
FERREIRA, J. C. V. Mato Grosso e seus municípios. Cuiabá: Secretaria de Estado de Educação, 2001.
FONTANA, D. C.; BERLATO, M. A.; BERGAMASCHI, H. Balanço de radiação da soja em região subtropical do Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 26, n. 3, p. 411-418, 1991.
GOMES, H. F.; SILVA, B. B.; CAVALCANTI, E. P.; ROCHA, H. R. Balanço de radiação em diferentes biomas no Estado de São Paulo mediante imagens Landsat 5. São Paulo, UNESP. Geociências, v. 28, n. 2, p. 153-164, 2009.
GUSMÃO, A. C. V. L.; SILVA, B. B.; MONTENEGRO, S. M. G. L.; GALVÍNCIO, J. D. Determinação do saldo radiativo na Ilha do Bananal/TO, com imagens orbitais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 16, n. 10, p. 1107-1114, 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012001000011
HUETE, A.; DIDAN, K.; MIURA, T.; RODRIGUEZ, E. P.; GAO, X.; FERREIRA, L. G. Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing of Environment, v. 83, p. 195-213, 2002. http://dx.doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00096-2
HUETE, A. R. A soil adjusted vegetation index (SAVI). Remote Sensing of Environment, v. 25, p. 295-309, 1988. http://dx.doi.org/10.1016/0034-4257(88)90106-X
INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Censo demográfico do Brasil Rio de Janeiro, 2010.
JACOBS, A. F. G.; VAN PUL, W. A. J. Seasonal changes in the Albedo of a Maize Crop during two Seasons. Agricultural and Forest Meteorology, v. 49, p. 351-360, 1990. http://dx.doi.org/10.1016/0168-1923(90)90006-R
KAR, G.; KUMAR, A. Energy balance and crop water stress in winter maize under phenology-based irrigation scheduling. Irrigigation Science, v. 28, p. 211-220, 2010. http://dx.doi.org/10.1007/s00271-009-0192-x
MARKHAM, B. L.; BARKER, J. L. Landsat MSS and TM post-calibration dynamic ranges, exoatmospheric reflectances and at-satellite temperatures. Lanham: Earth Observation Satellite Co., 1986.
MORSE, A.; ALLEN, R. G.; TASUMI, M.; KRAMBER, W. J.; TREZZA, R.; WRIGHT, J. Application of the SEBAL Methodology for Estimating Evapotranspiration and consumptive use of water through remote sensing Final Report. [S.l.]: Idaho Department of Water Resources, 2000. 220 p.
OLIVEIRA, G.; MORAES, E. C. Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA. Acta Amazonica, v. 43, n. 3, p. 353-364, 2013. http://dx.doi.org/10.1590/S0044-59672013000300011
OLIVEIRA, L. M. M.; MONTENEGRO, S. M. G. L.; ANTONINO, A. C. D.; SILVA, B. B.; MACHADO, C. C. C.; GALVÍNCIO, J. D. Análise quantitativa de parâmetros biofísicos de bacia hidrográfica obtidos por sensoriamento remoto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 47, n. 9, p. 1209-1217, set. 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-204X2012000900005
SANTOS, C. A. C.; LIMA, J. R. A. Análise dos efeitos da expansão urbana de Manaus-AM sobre parâmetros ambientais através de imagens de satélite. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 06, n. 01, p. 001-014, 2013.
SEIXAS, G. B.; SOBRINHO, F. J. C.; SANTANA, F. B.; BIUDES, M. S.; NOGUEIRA, J. S. Estimativa do albedo em área de cambarazal no pantanal norte utilizando o algoritimo SEBAL e imagens TM/LANDSAT 5. In: SIMPÓSIO DE GEOTECNOLOGIAS NO PANTANAL, 3., 16-20 de outubro, Cáceres. Anais... São José dos Campos: Embrapa Informática Agropecuária; INPE, 2010. p. 144 -150
SILVA NETO, J. L.; SOUZA, J. L.; SILVA, P. T.; TEODORO, I.; SANTOS, E. A.; AMORIM, E. C. et al. Análise dos componentes de radiação para três condições de plantio de milho. Maceió: Universidade Federal de Alagoas, 2008.
SILVA, B. B.; BRAGA, A. C.; BRAGA, C. C. Balanço de radiação no perímetro irrigado São Gonçalo/PB mediante imagens orbitais. Revista Caatinga, v. 24, p. 145-152, 2011.
SILVA, B. B.; LOPES, G. M.; AZEVEDO, P. V. Determinação do albedo de áreas irrigadas com base em imagens Landsat 5 - TM. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 13, p. 201-211, 2005a.
SOUZA, P. J. O. P.; RIBEIRO, A.; ROCHA, E. J. P.; LOUREIRO, R. S.; BISPO, C. J. C.; SOUSA, A. M. L. Balanço de energia na soja em áreas de fronteira agrícola na Amazônia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 15., 2007, Aracaju. Anais... [S.l.]: SBAGRO, 2007. 1 CD-ROM.
SOUZA, P. J. O. P.; RIBEIRO, A.; ROCHA, E. J. P.; LOUREIRO, R. S.; BISPO, C. J.; SOUSA, A. M. L. Albedo da cultura da soja em área de avanço da fronteira agrícola na Amazônia. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 14, n. 1, p. 65-73, 2010.
SOUZA, P. J. O. P.; ROCHA, E. J. P.; RIBEIRO, A. Impactos do avanço da soja no balanço de radiação no leste da Amazônia. Acta Amazônica, v. 43, n. 2, p. 169-178, 2013. http://dx.doi.org/10.1590/S0044-59672013000200006
TIAN, F.; QIU, G.Y.; YANG, Y.H.; XIONG, Y.J.; WANG, P. Studies on the Relationships Between Land Surface Temperature and Environmental Factors in an Inland River Catchment Based on Geographically Weighted Regression and MODIS Data. IEEE Journal of selected topics in applied earth observations and remote sensing, v. 5, n. 3, p. , Jun. 2012. http://dx.doi.org/10.1109/JSTARS.2012.2190978
WIKIMEDIA COMMONS. Map locator of Mato Grosso's Lucas do Rio Verde city 20 Jan. 2010. Disponível em: http://wikimedia.org/MatoGrosso_Municip_Lucasdo RioVerde.svg/200px-.svg.png >. Acesso em: 30 dez. 2013

Datas de Publicação

Publicação nesta coleção
30 Jun 2014
Data do Fascículo
Jun 2014

Histórico

Recebido
07 Jan 2014
Aceito
30 Abr 2014

This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

[1] ALLEN, R. G.; TREZZA, R.; TASUMI, M. Surface energy balance algorithms for land: advance training and user's manual. Version 1.0. [S.l.]: Waters Consulting; University of Idaho; WaterWatch, Inc, 2002. p.98.

[2] ALLEN, R. G.; TASUMI, M.; TREZZA, R. Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC) - Model. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, v. 133, p. 380-394, 2007. http://dx.doi.org/10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380)

[3] BASTIAANSSEN, W. G. M. Regionalization of surface flux densities and moisture indicators in composite terrain 1995. 273f. Ph.D. (Thesis) - Wageningen Agricultural University, Wageningen, Netherlands, 1995.

[4] BASTIAANSSEN, W. G. M. SEBAL - based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin, Turkey. Journal of Hydrology, v. 229, p. 87-100, 2000. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(99)00202-4

[5] BASTIAANSSEN, W. G. M.; MENENTI, M.; FEDDES, R. A.; HOLTSLAG, A. A. M. A remote sensing surface energy balance algorithm for land (SEBAL) 1. Formulation. Journal of Hydrology, v. 212/213, p. 198-212, 1998. http://dx.doi.org/10.1016/S0022-1694(98)00253-4

[6] BECKMANN, E.; OLIVEIRA, A. M. Levantamento e análise do potencial agroindustrial dos municípios mato-grossenses de Sinop, Sorriso e Lucas do Rio Verde. Revista de Estudos Sociais, n. 24, v. 2, 2010.

[7] CHANDER, G.; MARKHARM, B. Revised Landsat 5 - TM radiometric calibration procedures and post calibration dynamic ranges. IEEE Transactions on Geosciences and Remote Sensing, v. 41, p. 2674-2677, 2003. http://dx.doi.org/10. 1109/TGRS.2003.818464

[8] COSTA, M. H.; YANAGY, S. M. N; SOUZA, P. J. O. P.; RIBEIRO, A.; ROCHA, E. J. P. Climate change in Amazonia caused by soybean cropland expansion, as compared to caused by pastureland expansion. Geophysical Research Letters, v. 34, L07706, 2007. http://dx.doi.org/10.1029/2007GL029271

[9] DUBREUIL, V.; DELAHAYE, C. Changements d'occupation du sol et leurs impacts climatiques au Mato Grosso, Brésil. França. Confins, v. 10, 2010.

[10] FERREIRA, J. C. V. Mato Grosso e seus municípios. Cuiabá: Secretaria de Estado de Educação, 2001.

[11] FONTANA, D. C.; BERLATO, M. A.; BERGAMASCHI, H. Balanço de radiação da soja em região subtropical do Brasil. Pesquisa Agropecuária Brasileira, v. 26, n. 3, p. 411-418, 1991.

[12] GOMES, H. F.; SILVA, B. B.; CAVALCANTI, E. P.; ROCHA, H. R. Balanço de radiação em diferentes biomas no Estado de São Paulo mediante imagens Landsat 5. São Paulo, UNESP. Geociências, v. 28, n. 2, p. 153-164, 2009.

[13] GUSMÃO, A. C. V. L.; SILVA, B. B.; MONTENEGRO, S. M. G. L.; GALVÍNCIO, J. D. Determinação do saldo radiativo na Ilha do Bananal/TO, com imagens orbitais. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 16, n. 10, p. 1107-1114, 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S1415-43662012001000011

[14] HUETE, A.; DIDAN, K.; MIURA, T.; RODRIGUEZ, E. P.; GAO, X.; FERREIRA, L. G. Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing of Environment, v. 83, p. 195-213, 2002. http://dx.doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00096-2

[15] HUETE, A. R. A soil adjusted vegetation index (SAVI). Remote Sensing of Environment, v. 25, p. 295-309, 1988. http://dx.doi.org/10.1016/0034-4257(88)90106-X

[16] INSTITUTO BRASILEIRO DE GEOGRAFIA E ESTATÍSTICA (IBGE). Censo demográfico do Brasil Rio de Janeiro, 2010.

[17] JACOBS, A. F. G.; VAN PUL, W. A. J. Seasonal changes in the Albedo of a Maize Crop during two Seasons. Agricultural and Forest Meteorology, v. 49, p. 351-360, 1990. http://dx.doi.org/10.1016/0168-1923(90)90006-R

[18] KAR, G.; KUMAR, A. Energy balance and crop water stress in winter maize under phenology-based irrigation scheduling. Irrigigation Science, v. 28, p. 211-220, 2010. http://dx.doi.org/10.1007/s00271-009-0192-x

[19] MARKHAM, B. L.; BARKER, J. L. Landsat MSS and TM post-calibration dynamic ranges, exoatmospheric reflectances and at-satellite temperatures. Lanham: Earth Observation Satellite Co., 1986.

[20] MORSE, A.; ALLEN, R. G.; TASUMI, M.; KRAMBER, W. J.; TREZZA, R.; WRIGHT, J. Application of the SEBAL Methodology for Estimating Evapotranspiration and consumptive use of water through remote sensing Final Report. [S.l.]: Idaho Department of Water Resources, 2000. 220 p.

[21] OLIVEIRA, G.; MORAES, E. C. Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA. Acta Amazonica, v. 43, n. 3, p. 353-364, 2013. http://dx.doi.org/10.1590/S0044-59672013000300011

[22] OLIVEIRA, L. M. M.; MONTENEGRO, S. M. G. L.; ANTONINO, A. C. D.; SILVA, B. B.; MACHADO, C. C. C.; GALVÍNCIO, J. D. Análise quantitativa de parâmetros biofísicos de bacia hidrográfica obtidos por sensoriamento remoto. Pesquisa Agropecuária Brasileira, Brasília, v. 47, n. 9, p. 1209-1217, set. 2012. http://dx.doi.org/10.1590/S0100-204X2012000900005

[23] SANTOS, C. A. C.; LIMA, J. R. A. Análise dos efeitos da expansão urbana de Manaus-AM sobre parâmetros ambientais através de imagens de satélite. Revista Brasileira de Geografia Física, v. 06, n. 01, p. 001-014, 2013.

[24] SEIXAS, G. B.; SOBRINHO, F. J. C.; SANTANA, F. B.; BIUDES, M. S.; NOGUEIRA, J. S. Estimativa do albedo em área de cambarazal no pantanal norte utilizando o algoritimo SEBAL e imagens TM/LANDSAT 5. In: SIMPÓSIO DE GEOTECNOLOGIAS NO PANTANAL, 3., 16-20 de outubro, Cáceres. Anais... São José dos Campos: Embrapa Informática Agropecuária; INPE, 2010. p. 144 -150

[25] SILVA NETO, J. L.; SOUZA, J. L.; SILVA, P. T.; TEODORO, I.; SANTOS, E. A.; AMORIM, E. C. et al. Análise dos componentes de radiação para três condições de plantio de milho. Maceió: Universidade Federal de Alagoas, 2008.

[26] SILVA, B. B.; BRAGA, A. C.; BRAGA, C. C. Balanço de radiação no perímetro irrigado São Gonçalo/PB mediante imagens orbitais. Revista Caatinga, v. 24, p. 145-152, 2011.

[27] SILVA, B. B.; LOPES, G. M.; AZEVEDO, P. V. Determinação do albedo de áreas irrigadas com base em imagens Landsat 5 - TM. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 13, p. 201-211, 2005a.

[28] SOUZA, P. J. O. P.; RIBEIRO, A.; ROCHA, E. J. P.; LOUREIRO, R. S.; BISPO, C. J. C.; SOUSA, A. M. L. Balanço de energia na soja em áreas de fronteira agrícola na Amazônia. In: CONGRESSO BRASILEIRO DE AGROMETEOROLOGIA, 15., 2007, Aracaju. Anais... [S.l.]: SBAGRO, 2007. 1 CD-ROM.

[29] SOUZA, P. J. O. P.; RIBEIRO, A.; ROCHA, E. J. P.; LOUREIRO, R. S.; BISPO, C. J.; SOUSA, A. M. L. Albedo da cultura da soja em área de avanço da fronteira agrícola na Amazônia. Revista Brasileira de Engenharia Agrícola e Ambiental, v. 14, n. 1, p. 65-73, 2010.

[30] SOUZA, P. J. O. P.; ROCHA, E. J. P.; RIBEIRO, A. Impactos do avanço da soja no balanço de radiação no leste da Amazônia. Acta Amazônica, v. 43, n. 2, p. 169-178, 2013. http://dx.doi.org/10.1590/S0044-59672013000200006

[31] TIAN, F.; QIU, G.Y.; YANG, Y.H.; XIONG, Y.J.; WANG, P. Studies on the Relationships Between Land Surface Temperature and Environmental Factors in an Inland River Catchment Based on Geographically Weighted Regression and MODIS Data. IEEE Journal of selected topics in applied earth observations and remote sensing, v. 5, n. 3, p. , Jun. 2012. http://dx.doi.org/10.1109/JSTARS.2012.2190978

[32] WIKIMEDIA COMMONS. Map locator of Mato Grosso's Lucas do Rio Verde city 20 Jan. 2010. Disponível em: http://wikimedia.org/MatoGrosso_Municip_Lucasdo RioVerde.svg/200px-.svg.png >. Acesso em: 30 dez. 2013

Brasil

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Estimativa de componentes do balanço de radiação em diferentes tipos de uso e cobertura do solo

Estimation of components of the radiation balance of different types of land use and land cover

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