Evapotranspiração real da bacia do alto rio Negro, região sul brasileira, por meio do SEBAL (Surface Energy Balance Algorithm for Land) e balanço hídrico

Abstract

Informações espaciais de evapotranspiração real podem ajudar a relacionar uso do solo e uso da água, bem como, auxiliar a compreensão das demandas hídricas em uma bacia hidrográfica. O Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) é um modelo que estima a evapotranspiração real distribuída pelo balanço de energia à superfície, utilizando técni- cas de sensoriamento remoto. A bacia do alto Rio Negro (BARN) possui 3454 km2, localiza-se no Planalto Norte Catarinense e no Primeiro Planalto Paranaense, com quase metade de sua área coberta por Floresta Ombrófila Mista (FOM). A FOM pertence ao bioma mata atlântica, que abriga de 1 a 8% do total de espécies de fauna e flora do planeta e tem, atualmente, 11,7% de sua área original. Os objetivos deste estudo foram (i) estimar a evapotranspiração real na BARN por meio do SEBAL e de imagens do sensor Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) em diferentes usos e coberturas do solo; e (ii) avaliar e comparar as estimativas do SEBAL com dados obtidos pelo balanço hídrico sazonal. Para a aplicação do SEBAL foram utilizadas imagens ASTER de abril de 2006 e dados meteorológicos. Foram observados os menores valores médios de evapotranspiração para as áreas com maior interferência antrópica, como solo exposto e áreas urbanas e os maiores para as áreas mais conservadas, como florestas e água. Solo exposto claro e área urbana apresentaram as menores médias (2,2 e 2,4 mm dia-1, respectivamente). Para FOM, reflorestamentos de Pinus sp e água, os valores obser- vados foram de 4,1 mm dia-1, 4,3 mm dia-1 e 5,0 mm dia-1, respectivamente. As áreas de floresta (abrangem 71% da bacia) são as que mais contribuem para a perda de água da bacia do alto Rio Negro e apresentam altas taxas evapotranspirativas. Destaca-se a importância de estudos relacionados ao papel da FOM e dos reflorestamentos no balanço hídrico da bacia. Em escala mensal, o SEBAL simula o comportamento sazonal da evapotranspiração em função das condições climáticas.

Actual evapotranspiration spatial information helps understand water demands and also allows relating land use to water use in a watershed. The Surface Energy Balance Algorithm for Land (SEBAL) is a semi-empirical model that estimates the distributed actual evapotranspiration as the residual of the surface energy balance, using remote sensing techniques. The upper Rio Negro watershed - BARN (3454 km2) is located in the Northern Plateau of Santa Catarina state and the First Plateau of Paraná state and nearly half of its area is covered by Mixed Ombrophilous Forest (FOM). The FOM is part of the Atlantic Forest biome which supports 1-8% of the planet’s flora and fauna species. Currently only 11.7% of its original area remain. The objectives of this study were (i) to estimate the actual evapotranspiration in BARN through SEBAL and Advanced Spaceborne Thermal Emission and Reflection Radiometer (ASTER) images on different land uses, and (ii) to evaluate and compare the SEBAL estimates with the seasonal water balance estimates. For the SEBAL application five ASTER images acquired in April 2006 and meteorological data were used. The results showed lower actual evapotranspiration values for areas with greater human interference, such as bare soil and urban areas, and the larger values for preserved areas, such as forests and water. The values for bare soil and urban area had the lower averages (2.2 mm day-1 and 2.4 mm day-1, respectively). For FOM, Pinus sp reforestation and water averages of 4.1 mm day-1, 4.3 mm day-1 and 5.0 mm day-1, respectively were found. The Study indicates that the water loss from the upper Rio Negro watershed is greatly affected by the forested areas (approximately 71% of the basin land surface), which has high evapotranspiration rates. Thus, we highlight the importance of studies related to the role of FOM and Pinus sp in the water balance of the upper Rio Negro watershed. On a monthly scale, it was found that SEBAL simulates the evapotranspiration seasonal variation according to climatic conditions