Slide 1 - wiki DPI

Estimativas de nitrogênio de superfície a
partir de dados de temperatura e clorofila-a
obtidos por satélite.
Leandro Rodrigues de Freitas
[email protected]
06/06/2012
Justificativa
Importância:
• Produção primária marinha
–
–
–
–
Bloom de fitoplâncton –
Confluência BrasilMalvinas (05/mar/2006)
Nitrogênio total: NO3- e NH4
Principal limitante
Pesca
Aprisionamento de CO2
Nasa Earth Observatory
Justificativa
Ciclo do Nitrogênio
• Produção primária
Estrutura vertical típica
idealizados
do Fluxos
oceano
tropical de
nutrientes no plâncton
– Nova X regenerada
• Dinâmica Oceânica
– Águas ricas em nutrientes
– Ressurgência, turbulência
Limitação de amostragem
• Campanhas oceanográficas
• Sub-amostragem
• Novos métodos?
• Estimativas indiretas
Mann & Lazier, 2006
Trabalhos anteriores
• 1970 – Strickland et al – La
Jolla , California
Estimativas globais
de nitrato
– Relação inversa T X N
• 1983 – Traganza et al
– Relação nutrientes X dados
orbitais
• Goes et al (1999)
– Relação empírica N X [T Chl-a]
• Tentativa de aplicação local
GOES et al, 2000
Área de estudo
Chuvoso Seco
4/mar – 13/abr/2009 5/ago – 17/set/2009
Aprox.
100 mil km²
~80% da
Produção de
petróleo
brasileira
Caracterização (2008 - 2010) Monitoramento ambiental
Projeto HABITATS – Heterogeneidade Ambiental da Bacia de Campos
Dados utilizados
• Dados in-situ: estações
oceanográficas
– Temperatura – CTD
– Clorofila-a – espectrofot.
– Nitrogênio – analisador em
fluxo
• Dados remotos: INPE-DSA
(http://satelite.cptec.inpe.br/oceano/?i=br)
– CSM – Clorofila-a MODIS (1km)
– TSM – Temperatura AVHRR
NOAA (1km)
Metodologia
Regressão Multivariada
Resultados
Seco
Chuvoso
CSM X Clorofila-a in-situ
Seco
Chuvoso
TSM X Temperatura in-situ
Seco
Chuvoso
Nitrogênio krigeagem e in-situ (pontos)
Isotrópico
“efeito pepita” < LD
Modelo circular
Alcance ~ 0,9° (~100km)
Chuvoso
Modelos
N=0,6719 – [0,0489 T] +
[0,0009 T²] + [0,0107 Clor-a]
0.025
in-situ
NSM
0.02
0.015
R² = 0,6658
RMSE = 0,0023
N=70
0.01
0.005
0
0
10
20
30
40
50
20
30
40
50
60
70
Seco
0.025
N=0,2612 – [0,0217 T] +
[0,0005 T²] + [0,0078 Clor-a]
R² = 0,5442
RMSE = 0,0037
N=68
in-situ
NSM
0.02
0.015
0.01
0.005
0
0
10
60
70
NSM (modelado)
42°0'0"W
41°0'0"W
40°0'0"W
39°0'0"W
22°0'0"S
Low : 0,008
23°0'0"S
Chuvoso
High : 0,115
0 20 40
42°0'0"W
41°0'0"W
40°0'0"W
80 km
39°0'0"W
High : 0,015
22°0'0"S
23°0'0"S
Seco
Low : 0,003
0 20 40
80 km
Seco
Chuvoso
NSM (modelado) X Nitrogênio in-situ
Seco
Chuvoso
Comparação
NSM
Nitrogênio Krig.
Conclusões
• Modelo superestimou o
• Modelos estatísticos na forma de mapas,
através de álgebra simples
• Krigeagem produziu bons resultados
• Área muito complexa para ser modelada com
um modelo polinomial simples
• Relação baixa com o Nitrato
Dificuldades encontradas e
Recomendações
• Relação baixa com o Nitrato
• Encontrar informações sobre os dados – Uso de
metadados
• Modelo de regressão linear – Matlab
• Krigeagem – alta variância dos dados
• Melhorias no modelo – r² baixo (Goes r²=0,96)
• Geração de superfícies com pares de TSM e CSM
diários ou semanais – média mensal
Obrigado