AVALIAÇÃO DA COBERTURA VEGETAL E DA TEMPERATURA DA SUPERFÍCIE
NO SEMIÁRIDO DO NORDESTE BRASILEIRO
Jeane Rafaele A. Lima1, Julliana Larise M. Freire1, Lais Alves Santos1, Argemiro L. Araújo2
1
Graduanda em Meteorologia/UFCG/Campina Grande, PB, Brasil
2
Doutorando em Meteorologia/UFCG/Campina Grande, PB, Brasil. E-mail:
[email protected]
RESUMO: A presente pesquisa teve como objetivo avaliar o processo de desertificação na área
que compreende o município de Cruzeta-RN, considerada como uma região bastante susceptível
a ocorrência desse fenômeno. Foram utilizadas técnicas de sensoriamento remoto e
geoprocessamento, as quais vêm se tornando uma importante ferramenta para a análise e
controle das questões ambientais. A análise foi feita com base no Índice de Vegetação por
Diferença Normalizada (IVDN) e temperatura da superfície (Ts), obtidos de imagens do satélite
Landsat5 – TM para os dias 02 de agosto de 1989 e 19 de julho de 2007. As imagens foram
processadas e calibradas e os valores obtidos evidenciam que houve uma diminuição do IVDN e
um aumento da temperatura da superfície ao longo dos anos.
Palavras-chave: degradação, IVDN, Ts
ABSTRACT: This study aimed to evaluate the process of desertification in the area that
comprises the municipality of Cruzeta-RN, regarded as an area very susceptible to this
phenomenon. Where use dremot e sensing and GIS techniques, which have become an
important tool for the analysis and control of environmental issues. The analysis was based on
the Index of Normalized Difference Vegetation (NDVI) and surface temperature(Ts), obtained
from images of the satellite Landsat 5 – TM for the days 2 August 1989 and July 19, 2007. The
images have been processed and calibrated and the values obtained show that there was a
decrease in IVDN and increasing surface temperature over the years.
Keywords: degradation, NDVI, Ts
1. INTRODUÇÃO
A região semiárida do Nordeste Brasileiro (NEB) vem sofrendo cada vez mais impactos
nos seus recursos naturais. Uma das razões do aceleramento desses impactos ambientais nessa
região está atrelada ao crescente processo de desertificação que é resultante das atividades
antrópicas e das variações climáticas.
Júnior et. al. (2009), utilizaram o IVDN para mapear áreas degradadas e com risco à
desertificação no Sudoeste Baiano, a análise do IVDN favoreceu à caracterização da área de
estudo e possibilitou detectar áreas bastantes deterioradas com suscetibilidade à desertificação.
A vegetação é o elemento sensível a condições e tendências da paisagem, reagindo de forma
distinta e rápida às variações. Seu estudo permite conhecer as condições naturais do território e
as influências antrópicas recebidas (Altmannet al., 2009).
A extração da temperatura da superfície pela técnica do sensoreamento remoto é muito
utilizada, pois ela permite o monitoramento de condições de vegetação e variabilidades
bioclimáticas (Liu, 2007).
Este trabalho teve como objetivo avaliar o processo de desertificação através de
resultados do IVDN e temperatura da superfície (Ts) a partir de duas imagens Landsat 5 – TM
obtidas em períodos diferentes para o município de Cruzeta-RN.
2. MATERIAL E MÉTODOS
O município de Cruzeta está localizado na mesorregião Central Potiguar e na
microrregião Seridó Oriental do estado do Rio Grande do Norte, possui uma área de 295,83 km²
sob coordenadas geográficas 6° 24’ 42” latitude sul e 36° 47’ 23” longitude oeste. As condições
climáticas de Cruzeta (com altitude de 231 m acima do nível do mar) apresentam temperaturas
mínimas de 18ºC e máximas de 33ºC, com clima quente e semiárido. A precipitação
pluviométrica média anual é de 578,0 mm e a observada é de 859,9 mm no período chuvoso.
Esta região de estudo foi escolhida por estar inserida no domínio do semiárido do NEB,
área considerada susceptível ao processo de desertificação.
Para realização deste estudo foram utilizadas imagens do sensor TM situado a bordo do
satélite LANDSAT-5 na órbita 215, ponto 64, nas datas 02 de agosto de 1989 e 19 de julho de
2007 obtidos através do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). As imagens foram
processadas por meio de um software de geoprocessamento.
2.1 Obtençãodo IVDN e Ts
Calibração radiométrica - Processo de conversão do número digital (DN) de cada pixel da
imagem em radiância espectral monocromática (Lλi) (Chander&Markham2003):
Lλi = ai +
b i −a i
255
× ND
(1)
em que𝑎𝑖 e 𝑏𝑖 são as constantes de calibração para cada banda (Bezarra et. al,2011) e DN é a
intensidade do pixel, cujos valores variam entre 0 e 255,no caso do satélite Landsat. A unidade
de 𝐿𝜆𝑖 é Wm-2sr-1μm-1.
Reflectância - Razão entre fluxo emergente da atmosfera e o fluxo incidente no seu topo, na
região e banda espectral analisada; sendo computada a partir dos mapas de radiância espectral
de cada banda, informações sobre o cos ϴ e irradiância espectral no topo da atmosfera para cada
banda, estimou-se a refletância espectral planetária em cada banda, através da Equação (2)
definida por (Bastiaanssen, 1995):
ρb = K
𝐿𝜆𝑖 π
b ×cos
θ×d r
(2)
em que ρb é a reflectância planetária da banda b, 𝐾𝑏 é a constante monocromática solar
associada a cada banda do sensor, ϴ é o ângulo zenital do Sol e dr é o inverso do quadrado da
distância relativa Terra-Sol. Para o cálculo de dr usa-se, geralmente, a equação proposta por
Duffie&Beckman (1980):
2π
dr = 1 + 0,033 cos DJ 365
(3)
em que DJ é o dia Juliano.
Indíce de vegetação da diferença normalizada (IVDN) - Razão entre a diferença das
refletividades do IV-próximo (ρ4) e do vermelho (ρ3) e a soma das mesmas (Allen et al., 2002):
NDVI = ρ4 − ρ3
ρ4 + ρ3
(4)
Índice de vegetação com ajuste do solo (SAVI) - Proposto por Huete (1988) em que L=0,5,
obtido pela equação:
𝑆𝐴𝑉𝐼 = 1 + 𝐿 𝜌4 − 𝜌3 / 𝐿 + 𝜌4 + 𝜌3
(5)
Índice de área foliar (IAF) - Foi utilizado a expressão empírica obtida por (Allen et al., 2002):
IAF = −
ln
0,69−SAVI
0,59
(6)
0,91
Emissividade termal (𝛆𝐍𝐁 ) - Porção do espectro eletromagnético (narrowband - 10,4 µm a 12,5
µm (Allen et al. 2002), em função do IAF:
εNB = 0,97 + 0,0033 × IAF
(7)
emque, a equação é válida para IAF < 3,0. Para valores do IAF > 3,0, considerou-se 𝜀𝑁𝐵 = 0,98
(Allen et al., 2002).
Emissividade radiativa (𝜺𝟎 ) - Emissão radiativa de cada pixel (Allen et al.,2002):
ε0 = 0,95 + 0,01 × IAF
(8)
em que, a função é definida para IAF < 3,0, caso contrário, assumiu-se 𝜀0 = 0,98, procedimento
usado por Morse et al. (2001) e Allen et al. (2002) .
Temperatura da superfície Ts (K) - Determinada em função da radiância espectral da banda 6
(termal) e εNB através da seguinte expressão (Allen et al., 2002):
Ts =
K2
ε
K
ln NB 1 +1
(9)
L λ,6
Em que 𝐾1 = 607,76 W m-2sr-1µm-1, 𝐾2 = 1260,56 W m-2sr-1 µm-1, 𝐿𝜆 ,6 é a radiância espectral da
banda 6, 𝜀𝑁𝐵 é a emissividade de cada pixel na porção da banda termal do Landsat 5 – TM.
3. RESULTADOS E DISCUSSÃO
As cartas do índice de vegetação por diferença normalizada (IVDN) obtidas para os dias
02 de agosto de 1989 e 19 de julho de 2007 (Figura 1), estão subdivididas em 8 faixas cada uma
com uma tonalidade diferente, onde os maiores valores de IVDN indicam o vigor da vegetação.
Fazendo um comparativo entre as duas datas analisadas observa-se que ao longo do tempo
houve uma degradação da região estudada devido a grande diminuição da área vegetada nas
faixas 6, 7 e 8 correspondente a vegetação mais densa. Na Figura 1.B, nota-se áreas com valores
de IVDN muito baixo nas faixas 2, 3 e 4, mostrando ser uma área provavelmente com solo
desnudo. Portanto é evidente a atuação humana nessa região, além do mais é sabido que aos
arredores de cursos de água existe uma grande expansão de atividades econômicas e atividades
extrativistas, o que pode ser a razão dessa degradação.
Figura 1 – Cartas do Índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) para a área de
estudo nas datas: (A) 02 de agosto de 1989 e (B) 19 de julho de 2007.
Na Figura 2.A e 2.B, são apresentados as cartas de Ts correspondentes a área de estudo
para os dias 02 de agosto de 1989 e 19 de julho de 2007. Observa-se que para o ano de 1989 as
temperaturas apresentavam-se mais suaves devido à grande área de vegetação nativa que
ocupava esta região. De acordo com a Figura 2.B que mostra a carta da Ts para o ano de 2007,
nota-se o aumento da temperatura em quase toda a região, fato que pode ser explicado pelas
áreas de
solo desnudo, que estão expostas a uma maior quantidade de radiação solar,
provocando o aquecimento dessas áreas.
Figura 2 – Cartas da Temperatura da superfície em Kelvin (K) para a área de estudo nas datas:
(A) 02 de agosto de 1989 e (B) 19 de julho de 2007
4. CONCLUSÕES
Foi constatado que ao longo do período estudado entre as imagens de 1989 a 2007, a
cobertura vegetal encontrou-se bastante modificada, uma grande área desmatada, e
consequentemente uma perda da biodiversidade sem nenhum vestígio de recuperação. O ano de
2007 apresentou temperaturas bem mais elevadas do que no ano de 1989, fato que pode ser
explicado pela maior absorção da radiação solar na área onde houve diminuição na vegetação,
uma vez que o solo ficou exposto. Por fim, foi possível identificar a influência e importância da
vegetação para o aumento/diminuição da temperatura da superfície.
5. AGRADECIMENTOS
A UFGC pelo apoio financeiro.
6. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
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