Monitoramento e caracterização de secas da América do Sul com sensoriamento remoto

Abstract

Atualmente existe grande demanda na elaboração de mais estudos que venham aprimorar os conhecimentos relacionados a secas, visto que os prejuízos causados por este tipo de desastre natural podem alcançar cifras bilionárias, além de gerar um grande impacto social. Metodologias de monitoramento de secas geram informações estratégicas para o planejamento de medidas mitigadoras, redução dos impactos gerados e ajudam a aprimorar a forma como se gere os recursos hídricos. Algumas regiões no mundo são atingidas frequentemente por este tipo de desastre e mesmo assim não dispõe de um sistema de monitoramento completo para as secas a exemplo do continente sul-americano. Apresenta-se neste trabalho avaliação de metodologias para análise de alguns dos principais índices de seca citados na literatura científica. O objetivo é avaliar o desempenho destes visando encontrar relações que possam vir a aprimorar o entendimento sobre esse tipo de evento e para geração de mapas de seca para região citada. Foram utilizados neste estudo apenas produtos de sensoriamento remoto, de reanálises de precipitação e modelos de superfície, abrangendo diversas variáveis do ciclo hidrológico terrestre, tais como: Precipitação (TRMM e MSWEP); Umidade do solo gerada pelo GLDAS; Condições da vegetação (NDVI GMMIS e MOD13C2); Variação do armazenamento de água (TWS GRACE). Calculou-se o Índice de Precipitação Padronizado (SPI), Anomalia da Umidade do Solo (SMA), Índice de Vegetação Padronizado (SVI) e Anomalia do Armazenamento Terrestre de Água (ATWS). Os resultados mostraram que estes índices conseguiram identificar a maioria dos eventos de seca registrados e que apresentam uma forte relação entre si e que esta é governada por variações no déficit de precipitação representado na forma do SPI. Concluiu-se que no geral as secas evoluem primeiramente apresentando uma redução da precipitação e que após 1 ou 2 meses passa a atingir a umidade do solo e a vegetação e por fim atinge o armazenamento de água 2 ou 3 meses após o início da seca. A metodologia aplicada para geração dos mapas de seca se mostrou bastante eficiente para o monitoramento deste tipo de evento, de forma que foi possível representar a maioria dos principais eventos de seca que ocorreram na América do Sul nos últimos anos.

There is a need tor increase the scientific studies related to drought since this type of natural disaster causes billionaires damages, besides generating social impacts. Drought monitoring methodologies generate strategic information for the planning of mitigation measures, reduction of the impacts generated, and can be used to improve water resource management. Some regions in the world like South America are often hit by this type of disaster and yet do not has a complete monitoring system for droughts. This study presents a methodological proposal for the analysis of some of the main drought indexes cited in the scientific literature. The goal is to evaluate the performance of these indexes in order to find relationships between them that may have improve the understanding about this type o disaster and generate drought maps for the cited region. It was used only remote sensing products and products of precipitation reanalysis and land surface model, such as: Precipitation (TRMM and MSWEP); Soil moisture generated by GLDAS; Vegetation conditions index (NDVI GMMIS and MOD13C2); Variations of water storage (TWS GRACE). Standardized Precipitation Index (SPI), Soil Moisture Anomaly (SMA), Standardized Vegetation Index (SVI) and Terrestrial Water Storage Anomaly (ATWS) were calculated for this study. The results showed that theses indices were able to identify most of the droughts events recorded and there is a strong relationship between them. In general this relationship is ruled by variations in the precipitation deficit represented by the SPI. It was concluded that for the most regions in South America the droughts first evolve presenting a reduction of the precipitation and after 1 or 2 moths it is noticed a change in soil moisture and vegetation condition and in the end after 2 or 3 moths it is noticed a reduction in the water storage. The methodology used to generate the drought maps proved to be very efficient for the monitoring of this type of disaster that it was possible to represent most of the main drought events that occurred in South America in recent years.