Revista Brasileira de Geografia Física

Revista Brasileira de Geografia Física 07, n. 05 (Número Especial- VIWMCRHPE), (2014) 1015-1027
Revista Brasileira de
Geografia Física
ISSN:1984-2295
Homepage: www.ufpe.br/rbgfe
COMPORTAMENTO SAZONAL DO ALBEDO E DOS ÍNDICES DE
VEGETAÇÃO NA BACIA HIDROGRÁFICA DO ALTO CURSO DO RIO
PARAÍBA
Telma Lucia Bezerra Alves1; Pedro Vieira de Azevedo2; Carlos A. C. dos Santos3; Francineide A. C. Santos4
¹Licenciada em Geografia, Mestre e Doutoranda em Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande. Campina Grande, Paraíba, Brasil,
[email protected]; ²Prof. da Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Campina Grande, Campus Campina
Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil, [email protected]; 3Prof. Doutor da Unidade Acadêmica de Ciências Atmosféricas, Universidade
Federal de Campina Grande, Campus Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil, [email protected]; 4Licenciada em Física,
Doutoranda em Meteorologia, Universidade Federal de Campina Grande, Campina Grande, Paraíba, Brasil, [email protected].
Artigo recebido em 30/06/2014 e aceito em 26/08/2014
RESUMO
O objetivo deste estudo foi apresentar as variações do albedo, do índice de vegetação por diferença normalizada
(IVDN) e do índice de vegetação para ajustamento do solo (IVAS) para a bacia do alto curso do Rio Paraíba, composta
por 18 municípios. Os parâmetros foram obtidos a partir de imagens Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer
(MODIS) da plataforma Terra, sendo todas as rotinas computacionais necessárias executadas através do programa
ERDAS Imagine 8.5. Foram utilizadas imagens referentes aos dias julianos: 025, 033, 089, 0,97, 137, 169, 201, 233,
273, 281, 313, 337 de 2013. O albedo foi estimado pelos métodos de Liang (2000) e Tasumi et al. (2008) visando a
precisão das estimativas. Os resultados evidenciam que a precipitação é identificada como fator de controle decisivo da
tendência dos índices de vegetação e, indiretamente, do albedo. O município de Caraúbas foi o que apresentou menor
índice de vegetação, tanto pelo IVDN quanto pelo IVAS, enquanto o município de São Sebastião do Umbuzeiro
apresentou os índices mais elevados. O mês de fevereiro apresentou os maiores valores de albedo para os municípios e
menores valores de IVDN. Por outro lado, o mês de maio apresentou os valores menores de albedo e maiores de IVDN
e IVAS, devido a curta estação chuvosa na região, que é compreendida entre fevereiro, março e abril.
Palavras-chave: Caatinga; trimestre mais chuvoso; estações seca e úmida.
Albedo Seasonal Behavior and vegetation indices in the upper basin Paraíba
River
ABSTRACT
The aim of this study was to present the variations of albedo, index of normalized difference vegetation (NDVI) and the
vegetation index adjusted for soil (SAVI) to the basin of the upper course of the Rio Paraiba, composed of 18
municipalities. The parameters were obtained from images Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS)
Earth platform, with all the necessary computational routines performed by the ERDAS Imagine program 8.5 images
related to Julian days were used:. 025, 033, 089, 0.97 , 137, 169, 201, 233, 273, 281, 313, 337, 2013. Albedo were
estimated by the methods of Liang (2000) and Tasumi et al. (2008) aimed at the precision of the estimates. Results
indicateds show that precipitation may be is identified as a decisive factor controlling the trend of vegetation indices
and, indirectly, albedo. The municipality Caraúbas showed the lowest vegetation index, NDVI as much by the SAVI,
while the city of São Sebastião do Umbuzeiro showed the highest levels. The month of February had the highest albedo
values for municipalities and lower values of NDVI. Moreover, the month of May had the lowest albedo and higher
NDVI values and SAVI due to the short rainy season in the region, comprising between February, March and April.
Keywords: Caatinga; wettest quarter; dry and wet seasons.
* E-mail para correspondência: [email protected] (Alves, T. L. B.).
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
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Introdução
Diversos índices de vegetação têm sido
propostos na literatura com o objetivo de explorar as
propriedades espectrais da vegetação, especialmente
nas faixas espectrais do visível e do infravermelho
próximo: Índice de vegetação da razão simples (IVRS)
(Jordan, 1969), Índice de vegetação da diferença
normalizada (IVDN) (Rouse et al., 1973), Índice de
vegetação perpendicular (IVP) (Richardson e Wiegand,
1977), Índice de vegetação ajustado para o solo (IVAS)
(Huete, 1988); Índice de vegetação resistente a
atmosfera (IVRA) (Kaufman e Tanré, 1992), Índice
global de monitoramento ambiental (IGMA) (Pinty e
Verstraete, 1992) e Índice de vegetação melhorado
(IVM) (Justice et al., 1998). Esses índices são
relacionados a variáveis biofísicas da cobertura vegetal,
como biomassa e índice de área foliar, além de
minimizarem os efeitos de iluminação da cena,
declividade da superfície e geometria de aquisição, que
influenciam os valores de refletância da vegetação e
são citados por Ponzoni et al., (2012). O referido autor
evidencia ainda que quanto maior for à densidade da
cobertura vegetal de uma determinada área, maior será
a reflectância na região do visível, em razão da maior
oferta de pigmentos fotossintetizantes. Maior será a
refletância verificada na região do infravermelho
próximo, por causa do espalhamento múltiplo da
radiação eletromagnética na estrutura foliar das plantas.
O índice de vegetação por diferença
normalizada (IVDN) tem sido usado com sucesso para
avaliar a condição da vegetação em regiões áridas e
semiáridas, demonstrando a aplicabilidade das imagens
de satélite para investigar os processos de degradação
ambiental e/ou desertificação. Em geral, a degradação
da vegetação é o indicador mais direto da degradação
do solo. Embora seja impraticável para os
pesquisadores determinar uma avaliação baseada
apenas nas mudanças do crescimento da vegetação,
pois existem várias condições estáveis da vegetação em
ecossistemas áridos (YANG et al., 2004), a condição
da vegetação pode refletir a variação sensível no
ambiente causada pela desertificação. O IVDN foi
proposto incialmente por Tucker (1979) como um
índice que reflete a saúde e densidade da vegetação. O
emprego de técnicas de sensoriamento remoto para
análise da dinâmica da cobertura vegetal e avaliação
das áreas de degradação das terras/desertificação
ambiental tem sido usado por diversos autores (Accioly
et al., 2002; Lopes et al., 2010; Sá et al., 2010; Melo et
al., 2011 e Aquino et al., 2012), justificando-se assim,
o seu uso para um fenômeno complexo e dinâmico.
O IVAS, por sua vez, contem uma constante
“L” que tem a função de minimizar o efeito do solo no
resultado final do índice. Essa particularidade é
importante, pois as características do solo têm uma
influência considerável no espectro de radiação
proveniente de dosséis vegetais esparsos e,
consequentemente no cálculo do índice de vegetação.
Entre as propriedades físicas dos corpos
terrestres, destaca-se ainda o albedo, comumente dado
em porcentagem, que se caracteriza pela capacidade
que os corpos têm de refletir a radiação solar que incide
sobre eles. O albedo varia de acordo com a cor e a
constituição do corpo. Assim, o albedo será máximo
nos corpos brancos e mínimo nos corpos pretos
(MENDOÇA e DANNI-OLIVEIRA, 2007). Os autores
acrescentam que um dado corpo com elevado albedo
terá, em consequência, uma baixa intensidade de
absorção de radiação solar, já que a maior parte da
mesma é refletida.
Varejão-Silva (2006) explica que nas
superfícies planas e horizontais não vegetadas, o
albedo varia com as propriedades físicas dos materiais
que as constituem (cor, rugosidade, etc.) e com o
ângulo zenital do Sol, sendo menor quando este astro
se encontra próximo à culminação com a superfície
terrestre. Havendo vegetação, o albedo varia com a
espécie, a fase do desenvolvimento, o estado de
sanidade, a geometria da copa, o índice de área foliar
etc., das plantas presentes. Em geral, utiliza-se o valor
médio em um dado intervalo de tempo (uma dada fase
de desenvolvimento da cultura em estudo, por
exemplo). O albedo da superfície é definido como a
razão entre as irradiâncias refletida e incidente à
superfície. Em algumas aplicações, o albedo restringese aos comprimentos de onda do visível, enquanto que,
em outras ocasiões, a definição é estendida para incluir
a radiação do infravermelho próximo e médio. Em
geral, o termo albedo, usado na literatura das ciências
atmosféricas, considera a radiação de onda curta,
aproximadamente entre 0,15 e 4,0 μm (GIONGO,
2008).
Conti (2011) explica que com o
desmatamento, surgem grandes extensões de solo nu,
fato que contribui para mudar a refletância da
superfície, aumentando os valores do albedo. Isso leva
a redução da energia térmica disponível - processo
agravado pela ausência de nebulosidade, que favorece
o escape da radiação infravermelha originada na
superfície. O resultado é a não formação de correntes
convectivas ascendentes, condição desfavorável à
formação de chuvas, processo chamado pelos cientistas
de mecanismo biogeofísico de retroalimentação
(feedback). Estudos que avaliem o comportamento de
parâmetros relacionados à cobertura da superfície são
relevantes e podem apontar as consequências de um
processo bastante discutido na atualidade, a
Desertificação. Além disso, o monitoramento temporal
é relevante, tendo em vista que os parâmetros
climáticos e biofísicos não devem ser estudados
momentaneamente. Ademais, a perspectiva espacial
deve ser buscada, uma vez que a dinâmica e
variabilidade da precipitação pluvial influencia
consideravelmente na cobertura vegetal das regiões
semiáridas.
Assim, o presente estudo objetiva avaliar o
comportamento espacial e sazonal de parâmetros
biofísicos (IVDN e IVAS) e climático (albedo) na
bacia hidrográfica do alto curso do Rio Paraíba.
Material e Métodos
Área de estudo
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
1016
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O presente trabalho foi realizado na bacia
hidrográfica do alto curso do Rio Paraíba, que está
localizada na parte sudoeste do Planalto da Borborema
e limita-se ao norte com a sub-bacia do rio Taperoá, ao
sul e a oeste com o estado de Pernambuco e a leste com
a região do médio curso do Rio Paraíba (Figura 1).
Figura 1: Localização da bacia hidrográfica do alto curso do Rio Paraíba, na região Nordeste do Brasil.
A bacia hidrográfica do alto curso do Rio
distribuídos entre as microrregiões do cariri ocidental e
Paraíba tem uma área de aproximadamente 6.727,69
oriental do Estado da Paraíba (Quadro 1):
km², e engloba total ou parcial, a área de 18
municípios,
Quadro 1: Municípios e microrregiões que compõem a bacia hidrográfica do alto curso do Rio Paraíba.
Bacia hidrográfica do alto curso do Rio Paraíba
Municípios
Microrregião do Cariri
Inserção da área do município na BH*
Amparo
Ocidental
Total
Barra de São Miguel
Oriental
Total
Boqueirão
Oriental
Parcial
Cabaceiras
Oriental
Parcial
Camalaú
Ocidental
Total
Caraúbas
Oriental
Total
Congo
Ocidental
Total
Coxixola
Ocidental
Total
Monteiro
Ocidental
Total
Ouro Velho
Prata
São Domingos do Cariri
São João do Cariri
São João do Tigre
São Sebastião do Umbuzeiro
Serra Branca
Sumé
Zabelê
*BH – Bacia Hidrográfica
Ocidental
Ocidental
Oriental
Oriental
Ocidental
Ocidental
Ocidental
Ocidental
Ocidental
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
Total
Total
Total
Parcial
Total
Total
Parcial
Total
Total
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Dados Utilizados
As imagens digitais orbitais utilizadas para
obtenção dos índices de vegetação foram provenientes
do sensor MODIS da plataforma Terra, obtidas
gratuitamente no portal da National Aeronautics and
Space Administratiton (NASA). Pelo fato da oferta a
cada oito dias, de um produto melhorado, optou-se pelo
produto MOD09A1, considerado mais adequado para o
monitoramento dos parâmetros estudados. Este produto
é oriundo da refletância da superfície, disponível no
MODLAND para o continente sulamericano.
O MODIS (Moderate Resolution Imaging
Spectro radiometer) é um instrumento fundamental a
bordo dos satélites Terra - Água. A órbita do satélite
Terra é cronometrada para que ele passe do Norte ao
Sul através do Equador na parte da manhã, enquanto a
do Água passa do Sul ao Norte através do equador, na
parte da tarde. O Terra-MODIS e o Água-MODIS
visualizam toda a superfície da Terra a cada 1 ou 2
dias, obtendo dados em 36 bandas espectrais, ou
grupos de comprimentos de onda. Estão a uma altitude
de 705 km e apresentam resolução espacial em metros
de 250 m (faixas 1 – 2), 500 m (faixas 3 – 7) e 1000 m
(faixas 8 – 36).
Os
dados
MODIS
foram
obtidos
originalmente na projeção integerized sinusoidal e no
formato .hdf, sendo convertidos para a projeção WGS e
formato IMG através do ERDAS Imagine 8.5. Além
disso, todas as rotinas computacionais necessárias à
geração do IVDN, IVAS e do albedo foram executadas
no módulo Model Maker deste programa. A área de
estudo está inserida no tile v9_h12. Os dias julianos
analisados foram: 025, 033, 089, 097, 137, 169, 201,
233, 273, 281, 313 e 337 de 2013, selecionados devido
à ausência de nuvens e por representarem
sequencialmente os doze meses do ano de 2013. Os
dados foram obtidos para cada município, através da
delimitação dos mesmos em formato .aoi.
O Quadro 2 descreve o produto MODIS
utilizado no presente estudo, com o fator de correção
(multiplicativo e ou aditivo) que são empregados para
converter os valores originais em dados de refletância
(adimensional):
Quadro 2 - Descrição do produto MODIS utilizado
Produto
MOD09A1
Descrição
Reflectância da
superfície
Fator multiplicativo
0,0001
Resolução espacial e
temporal
500m
diária/composição de 8 dias
Unidades
Adimensional
Fonte: http://modis.gsfc.nasa.gov/
Obtenção dos parâmetros: IVDN, IVAS e Albedo
Obteve-se os valores de IVDN e IVAS de
acordo com as Equações 1 e 2, respectivamente:
   V 
IVDN  IVP
 IVP  V 
(1)
Em que: ρIVP é a refletância medida na banda espectral
do infravermelho próximo (0,725 -1,00 μm) e ρV a
refletância medida na banda espectral do visível
(vermelho) (0,625 - 0,725 μm).
IVAS 
 IVP  V (1  L)
 IVP  V  L
(2)
Em que: ρIVP é a refletância medida na banda espectral
do infravermelho próximo (0,725 -1,00 μm) e ρV a
refletância medida na banda espectral do visível
(vermelho) (0,625 - 0,740 μm) e L é a constante que
minimiza o efeito do solo e pode variar de 0 a 1, e
neste caso foi utilizado o valor 1.
O albedo segundo o método Liang (2000) - αL
fundamenta-se na equação:
 L  0,160.1  0,291. 2  0,243. 3 
0,116. 4  0,112. 5  0,081. 7  0,0015
(3)

Onde, ρ1, ρ2, . . ., ρ7, representam as refletâncias
monocromáticas relativas a cada uma das sete bandas
espectrais do MODIS, distribuídas por meio do produto
MOD09A1.
Para o cômputo do albedo conforme a
metodologia de Tasumi et al. (2008) - αT, utilizou-se a
equação:
 T  [  s ,b wb]
n
(4)
b 1
Já os pesos wb são os coeficientes de
ponderação que representam a fração da radiação solar
que ocorre no intervalo espectral das bandas
específicas, constantes na Tabela 1; n é o número de
bandas correspondente e ρs,b é a refletância espectral à
superfície,
obtida
do
produto
MOD09A1.
Para a determinação do albedo foram
utilizados dois métodos: um proposto por Liang (2000)
e outro por Tasumi et al. (2008).
Tabela 1 - Coeficientes de ponderação (wb) da Equação (4), para uso em imagens MODIS (Tasumi et al., 2008)
Coeficiente
Banda 1
Banda 2
Banda 3
Banda 4
Banda 5
Banda 6
Banda 7
0,215
0,215
0,242
0,129
0,101
0,062
0,036
wb
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
1018
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meses das estações de primavera e verão, atingem 21%,
quando estimados pelo método de Liang (2000),
enquanto os valores mínimos ocorreram nas estações
de outono e inverno, com um mínimo de 13%, por
ambos os métodos.
Resultados e Discussão
Os resultados obtidos evidenciam que o
comportamento do albedo, independente do método de
obtenção, varia com a estação do ano. Na Figura 2
observa-se que os valores máximos correspondem aos
22
22
21
21
Albedo (Tasumi) %
20
19
18
17
16
15
Média
Máximo
Mínimo
18
17
16
15
Média
Máximo
Mínimo
14
13
Dez
Out
Nov
Set
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
Meses
Mar
12
Fev
Out
Set
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
Mar
Fev
Jan
12
19
Jan
13
Dez
14
Nov
Albedo (Liang) %
20
Meses
a)
b)
Figura 2: Comportamento anual do albedo para todos os municípios que compõem a bacia hidrográfica do alto curso
do Rio Paraíba. a) Método de Liang (2000). b) Método de Tasumi et al. (2005).
O albedo apresentou grande variação com a
pluviosidade da região, sendo maior em períodos com
menor disponibilidade hídrica (estação seca) e menor
em períodos chuvosos e mais úmidos (estação úmida).
Para o trimestre mais chuvoso da região (março, abril e
maio) foi observado um valor médio do albedo de 15,6
(Liang) e 14,6 (Tasumi). O mesmo padrão obtido neste
estudo foi observado por (Lima et al., 2009; Bezerra et
al., 2011; Esteves et al., 2012). Wang e Davidson
(2007) afirmam que as condições hídricas do solo e da
planta
influenciam diretamente nos padrões sazonais do
albedo. O solo mais úmido absorve mais radiação
eletromagnética e, por estar mais úmido, reduz a
refletância, diminuindo os valores do albedo.
Com relação aos índices de vegetação (IVDN e IVAS),
observa-se que estes também apresentaram relação
direta com a ocorrência da precipitação pluvial, cuja
média histórica para a região pode ser observada na
Tabela 2 e a média para o ano de 2013 na Tabela 3
(AESA, 2012).
Tabela 2: Média histórica da precipitação pluvial de séries maiores que 30 anos para todos os municípios do alto curso
da bacia do Rio Paraíba.
Jan
50,6
Fev
70,0
Mar
113,1
Abr
97,0
Mai
65,2
Jun
42,7
Jul
28,2
Ago
11,5
Set
4,8
Out
Nov
7,7
6,6
Dez
21,0
Média
518,2
Tabela 3: Média da precipitação pluvial (ano de 2013) para todos os municípios do alto curso da bacia do Rio Paraíba.
Jan
15,7
Fev
12,6
Mar
27,1
Abr
62,5
Mai
26,6
Jun
32,3
Jul
38,8
Ago
10,2
Os valores mais elevados de IVDN e IVAS
foram 0,53 e 0,29 (Figura 3), respectivamente,
observados no mês de maio, e os valores mínimos
foram 0,22 e 0,15, observados no mês de fevereiro para
o IVDN e em setembro para o IVAS. Isso porque a
vegetação respondeu rapidamente às chuvas ocorridas
nos meses anteriores e, embora o mês de fevereiro
apresente uma média relativamente elevada, o solo
encontra-se com
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
Set
2,3
Out
7,3
Nov
29,2
Dez
61,8
Média
330,7
elevado déficit hídrico e a vegetação bastante
ressecada, necessitando de um período para
recomposição. Esses valores de IVDN corroboram com
os encontrados por Lopes et. al. (2010), para a bacia do
Rio Brígida, localizada no sertão pernambucano, área
com vegetação de Caatinga, onde a maior parte dos
pixels para o ano de 1985 apresentou valores de IVDN
entre 0,35 e 0,40 e, para o ano de 2001 valores entre
0,40 e 0,50.
1019
0.56
0.53
0.50
0.47
0.44
0.41
0.38
0.35
0.32
0.29
0.26
0.23
0.20
0,30
Média
Máximo
Mínimo
Média
Máximo
Mínimo
0,28
0,26
0,24
IVAS
0,22
0,20
0,18
0,16
0,14
0,12
Meses
ov
N
Se
t
Ju
l
M
ai
M
ar
0,10
Ja
n
IVDN
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Meses
a)
b)
Figura 3: Comportamento anual dos índices de vegetação para todos os municípios que compõem a bacia hidrográfica
do alto curso do Rio Paraíba. a) IVDN. b) IVAS.
para o município de Serra Talhada – PE, com valores
compreendidos entre 0,10 e 0,35. Os autores ainda
identificaram que as classes 0,20-0,25 e 0,25-0,30
correspondem às áreas de vegetação esparsa, de menor
porte ou de solo úmido/com vegetação rasteira,
classificando as áreas que apresentaram essa
característica como Savana Estépica (Caatinga), porém
de porte arbustivo.
A Figura 4a evidencia que os valores do albedo
obtidos pelos métodos de Liang (2000) e Tasumi et al.
(2005) estão altamente correlacionados (R2 = 0,998). O
valor médio para os 18 municípios analisados foi
idêntico, evidenciando a pouca flutuação desta variável
para a região e a equivalência dos métodos utilizados.
Exceto o município de Caraúbas (albedo de 17%),
todos os outros municípios apresentaram um albedo de
16%.
0,17
0,17
0,17
0,17
0,16
0,16
0,16
0,16
0,16
0,15
0,16
0,23
0,22
0,21
IVAS
Albedo (Liang)
Também Barbosa (2013) relata uma variação
média do IVDN de 0,30 a 0,70, determinando desde
áreas desnudas-degradadas a áreas com cobertura
vegetal densa. Barbosa et al. (2006) relatam que
análises de 20 anos de dados de IVDN para o Nordeste
do Brasil mostraram fortes oscilações em ambos os
domínios, temporal e espacial. A análise temporal
mostrou que a forma geral de oscilações do IVDN é
sazonal, correspondente à vegetação que cresce, sendo
largamente influenciada pela sazonalidade de períodos
secos e chuvosos. O IVDN médio mensal aumentou
rapidamente durante o verão austral a um máximo em
abril-maio (período que corresponde a estação chuvosa
na região Nordeste do Brasil) e diminuiu mais
lentamente durante a primavera austral.
Os valores de IVAS obtidos neste estudo, estão
de acordo com aqueles obtidos por Silva et al. (2013)
y = 0,9295x + 0,0107
R2 = 0,9977
0,16
0,17
0,17
0,18
Albedo (Tasum i)
0,20
0,19
0,18
0,17
0,27
y = 0,4905x + 0,0348
R2 = 0,9864
0,32
0,37
0,42
IVDN
a)
b)
Figura 4: Correlações entre o albedo e o índice de vegetação obtidos por diferentes metodologias: a) Albedo Liang
versos Tasumi. b) IVAS versos IVDN
para os municípios são mais elevados que os do IVAS
(0,20). Novas et al. (2008) encontrou, para a parte sul
Com relação à Figura 4b, observa-se que,
da Bacia do Rio Traipu – AL, valores de IVDN mais
embora os índices IVDN e IVAS apresentem a mesma
elevados (IVDN médio de 0,55 em outubro de 1999 e
tendência sazonal, os valores médios de IVDN (0,34)
média de 0,40 em dezembro de 2006). Em relação ao
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
1020
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Meses
IVAS
Meses
a)
Meses
0
Albedo (Liang) %
0
Nov
5
Dez
10
Out
10
Set
20
Ago
15
Jul
30
Jun
20
Mai
40
Abr
25
Mar
50
Fev
Precipitação (mm)
0
Dez
0
Out
5
Nov
10
Set
10
Ago
20
Jul
15
Jun
30
Mai
20
Abr
40
Mar
25
Jan
50
Albedo (Tasumi) %
b)
Fev
Precipitação (mm)
Dez
0,00
Out
0
Nov
0,05
Set
10
Jul
0,10
Ago
20
Jun
0,15
Mai
30
Abr
Dez
Nov
Set
Out
Jul
Ago
Jun
Abr
Mai
Mar
Jan
Fev
0
0,20
Fev
10
40
Mar
20
0,25
Jan
30
50
Jan
Preccipitação (mm)
40
Precipitação (mm)
0,40
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
50
Caraúbas teve 131,6 mm de precipitação anual, São
Sebastião do Umbuzeiro teve 478,5 mm. Além disso,
fatores relacionados ao relevo contribuem para as
condições mais favoráveis no município de São
Sebastião do Umbuzeiro, com altitude superior a 700
m, comparada à altitude do município de Caraúbas, em
torno de 500 m.
IVDN
IVAS,a região apresentou média de 0,29 em 1999 e
0,21 em 2006.
Os municípios que apresentaram menor e
maior valor de IVDN também apresentaram valores
correspondentes para o IVAS (Figuras 5 e 6). Caraúbas
foi o município com menor valor e São Sebastião do
Umbuzeiro com maior índice de vegetação. Uma das
causas dessa diferença deve-se aos valores precipitados
em cada município no ano de 2013, pois, enquanto
Meses
c)
d)
Figura 5: Comportamento dos parâmetros estudados em relação a precipitação pluvial (representada em barras) para o
município de Caraúbas - PB. a) IVDN; b) IVAS; c) Albedo Tasumi e d) Albedo Liang.
Ainda com base na Figura 5, é evidente que os
parâmetros analisados têm comportamento oposto, ou
seja, a medida que o albedo diminui o índice de
vegetação aumenta. Isso porque uma vegetação mais
verde e densa reflete menos. À medida que a vegetação
diminui ou perde sua folhagem (senescência), em
decorrência do estresse hídrico, a refletividade
aumenta, pois o solo fica mais descoberto e as áreas
mais claras. Assim, o monitoramento temporal e
espacialmente desses parâmetros pode contribuir para o
entendimento e mensuração do processo de degradação
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
das terras/desertificação ambiental, isso quando as
causas da redução da vegetação forem antrópicas.
Na Figura 6 observa-se o comportamento do
albedo, IVDN e IVAS em relação à precipitação
pluviométrica para o município com menor índice de
vegetado da área de estudo (Caraúbas). Os índices de
vegetação estão relacionados diretamente com a
precipitação pluvial nessa região, que tem como
característica marcante a variabilidade espacial e
temporal.
1021
Meses
IVAS
Dez
Nov
Set
Out
Ago
0,35
0,30
0,25
0,20
0,15
0,10
0,05
0,00
Meses
a)
b)
c)
15
10
Out
Nov
Set
0
Dez
Meses
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
5
Albedo (Liang) %
20
Mar
Nov
Out
Set
0
Dez
Meses
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
Mar
5
25
Jan
10
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Fev
15
Precipitação (mm)
20
Albedo (Tasumi) %
25
Jan
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Fev
Precipitação (mm)
Jul
Jun
Abr
Mai
0,00
Dez
Nov
Set
Out
Jul
Ago
Jun
Abr
Mai
Mar
0,10
Mar
0,20
Jan
0,30
IVDN
0,40
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Fev
0,50
Precipitação (mm)
0,60
Jan
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Fev
Precipitação (mm)
Revista Brasileira de Geografia Física 07, n. 05 (Número Especial- VIWMCRHPE), (2014) 1015-1027
d)
Figura 6: Comportamento dos parâmetros estudados em relação a precipitação pluvial (representada em barras) para o
município de São Sebastião do Umbuzeiro - PB. a) IVDN; b) IVAS; c) Albedo Tasumi e d) Albedo Liang.
Na Figura 7, apresenta-se a distribuição espacial
das variáveis discutidas na bacia do alto curso do Rio
Paraíba. Para cada variável, foi apresentada a imagem
referente ao mês com menor e maior valor médio. Para
o albedo, a amostragem foi realizada apenas para as
imagens tratadas com o algoritmo de Tasumi et al.
(2005), onde o menor valor ocorreu em maio (13%) e o
maior em
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
fevereiro (0,20%). Para o IVDN, apresenta-se a
imagem referente a fevereiro (menor valor – 0,22), isso
porque o ano anterior (2012) apresentou precipitação
pluvial bem abaixo da média, e maio (maior valor –
0,53) e para o IVAS apresenta-se as imagens
correspondem aos meses de setembro (menor valor –
0,15) e maio (maior valor – 0,29).
1022
Revista Brasileira de Geografia Física 07, n. 05 (Número Especial- VIWMCRHPE), (2014) 1015-1027
a)
b)
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
1023
Revista Brasileira de Geografia Física 07, n. 05 (Número Especial- VIWMCRHPE), (2014) 1015-1027
c)
d)
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
1024
Revista Brasileira de Geografia Física 07, n. 05 (Número Especial- VIWMCRHPE), (2014) 1015-1027
e)
f)
Figura 7: Comportamento ou Variação espacial dos índices de vegetação e do albedo para a região do alto curso do Rio
Paraíba: a) Albedo (Tasumi) referente ao mês de fevereiro de 2013. b) Albedo (Tasumi) referente ao mês de maio de
2013. c) Índice de vegetação por Diferença Normalizada (IVDN) referente ao mês de fevereiro de 2013. d) IVDN
referente ao mês de maio de 2013. e) Índice de vegetação Ajustado ao Solo (IVAS) referente ao mês de maio de 2013.
f) IVAS referente ao mês de setembro de 2013.
Alves, T. L. B.; Azevedo, P. V. de; Santos, C. A. C. dos; Santos, F, A. C.
1025
Revista Brasileira de Geografia Física 07, n. 05 (Número Especial- VIWMCRHPE), (2014) 1015-1027
Conclusões
A avaliação do comportamento do albedo, do
índice de vegetação por diferença normalizada (IVDN)
e do índice de vegetação ajustado para o solo (IVAS)
observada na bacia hidrográfica do alto curso do Rio
Paraíba durante o ano de 2013 permitiu concluir que:
1) A precipitação pluviométrica foi identificada como
fator de controle decisivo da tendência dos índices
de vegetação: IVDN e IVAS e indiretamente do
albedo, uma vez que condiciona a cobertura da
superfície do solo. O albedo tem comportamento
oposto aos índices de vegetação e os resultados
foram praticamente idênticos com as duas
metodologias propostas por Liang.e Tasumi;
2) O município de Caraúbas foi o que apresentou
menor índice de vegetação, tanto pelo método do
IVDN quanto pelo IVAS, enquanto o município de
São Sebastião do Umbuzeiro apresentou os índices
mais elevados;
3) O mês de fevereiro apresentou os maiores valores de
albedo para os municípios e menores valores de
IVDN. Por outro lado, o mês de maio apresentou os
menores valores de albedo e maiores de IVDN e
IVAS, devido a curta estação chuvosa na região,
que compreende o trimestre entre fevereiro e abril;
4) Os fatores humanos também podem explicar
algumas tendências locais. Outras análises seriam
necessárias para melhor discriminar os fatores
naturais e antrópicos sobre a vegetação da bacia do
alto curso do Rio Paraíba e precisam ser melhor
investigados em trabalhos futuros.
brasileiras de geoprocessamento e sensoriamento
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