Sensoriamento Remoto do Campo de Temperatura da SuperfÍcie do

Sensoriamento Remoto do Campo de Temperatura da
SuperfÍcie do Mar
MÁra Regina Labuto Fragoso da Silva, DSc.
Universidade Federal do EspÍrito Santo
Resumo
Este documento aborda o trabalho da área de Sensoriamento Remoto do Score
Central para o Programa REVIZEE com relação à estimativa do campo de temperatura
de superfície do mar utilizando imagens adquiridas pelos satélites NOAA-14 e
GOES-8. São descritos os processos de aquisição e preparação das imagens, a
metodologia utilizada para análise e exibição das imagens, os resultados obtidos, e
tecidas algumas considerações quanto ao uso do Sensoriamento Remoto como uma
poderosa ferramenta para esta medição oceanográfica.
Abstract
This document deals with the work of the Central Score Remote Sensing area for
REVIZEE Programme, concerned on the sea surface temperature estimation, using
images acquired from NOAA-14 and GOES-8 satellites. It describes proceedings on
images acquisition and preparation, the methodology used for image analysis and
exhibition, results and some considerations in respect to Remote Sensing as a
powerful tool for this oceanographical measurement.
Palavras-chave
Satellite Oceanography
Remote Sensing
Sea Surface Temperature
Sensoriamento Remoto
Temperatura de SuperfÍcie do Mar
Siglas e Abreviaturas
AVHRR - Advanced Very High Resolution Radiometer
CPTEC – Centro de PrevisÃo de Tempo e Clima
GMT – Greenwich Meridian Time
GIF – Graphical Interface File
GOES - Geostationary Operational Environmental Satellite
HRPT - High Resolution Picture Transmission
INPE – Instituto nacional de Pesquisas Espaciais
MCSST - Multi-channel Sea Surface Temperature
NASA – National Aeronautics and Space Administration
NOAA - National Oceanographic and Atmospheric Administration Satellite
PIRATA - Pilot Research Moored Array in the Tropical Atlantic
PNB³IA - Programa Nacional de BÓias
SIG - Sistemas de InformaÇÃo GeogrÁfica
TSM – Temperatura de SuperfÍcie do Mar
UFES – Universidade Federal do EspÍrito Santo
IntroduÇÃo
O oceano É um sistema complexo, com movimento e variabilidade em todas as
escalas espaciais e temporais, e o instrumento mais usado pela oceanografia
tradicional – o navio – nÃo fornece uma sÉrie temporal em um ponto fixo determinado,
nem fornece uma carta espacial sinÓtica em um tempo fixo determinado.
Com o desenvolvimento da oceanografia por satÉlite, podemos ter mais um
instrumento oceanogrÁfico para colher informaÇÕes, envolvendo alta tecnologia, capaz
de reduzir os custos da monitoraÇÃo “in situ”, embora ainda limitado a uma pequena
camada de superfÍcie do mar.
Conforme citado no Programa REVIZEE (apud SILVA, M. R. L. F., 1997):
“...deverÁ ser objeto de atenÇÃo o emprego do Sensoriamento
Remoto capaz de fornecer informaÇÕes sobre temperatura...
“...Durante a execuÇÃo do projeto REVIZEE deverÃo ser coletados
dados dos sensores AVHRR-NOAA para determinaÇÃo do campo de
temperatura da superfÍcie do mar (TSM)...”
Portanto, de acordo com o acima citado, procedeu-se ao Sensoriamento Remoto
do Campo de Temperatura da SuperfÍcie do Mar (de agora em diante denominada
apenas de Temperatura de SuperfÍcie do Mar = TSM) na RegiÃo da Costa Central do
Brasil definida pelo projeto REVIZEE (Score Central) usando o sensor AVHRR do
satÉlite NOAA no perÍodo entre 1998 e 2000.
PorÉm, a partir de outubro de 2000, o NOAA-14 (lanÇado em dezembro 1994),
comeÇava a dar sinais de tÉrmino de sua vida Útil, apresentando problemas de
calibraÇÃo. De fato, em 21 de marÇo de 2001, foi lanÇado o satÉlite NOAA-16 para
substituÍ-lo. Uma vez que jÁ nÃo se podia contar com o NOAA-14 e no intuito de
prosseguir com a estimativa de TSM, a estratÉgia adotada pela Área de Sensoriamento
Remoto do Score Central foi operacionalizar a utilizaÇÃo dos dados do satÉlite GOES-8
para a estimativa sistemÁtica da TSM.
Portanto, para a estimativa da TSM foram utilizados dados dos satÉlites NOAA-14
e GOES-8.
Metodologia de AnÁlise
¡rea de Estudo
A Área de estudo para as imagens NOAA compreendeu o retÂngulo definido por:
latitude entre 12 - 27° S e longitude entre 28 - 49° W. A área de abrangência desse
estudo, portanto correspondeu a ZEE desde Salvador (BA) até o Cabo de São Tomé
(RJ), incluindo o Arquipélago dos Abrolhos e os bancos submersos da Cadeia VitóriaTrindade. O limite de latitude da Área descrita no Programa REVIZEE para o Score
Central (23° S) foi estendido para a latitude de 27° S a fim de possibilitar a observaÇÃo
de conhecidas zonas de ressurgÊncia, principalmente nos estados do Rio de Janeiro e
Santa Catarina, e suas possÍveis influÊncias na regiÃo de interesse.
A Área de estudo para as imagens GOES, devido À sua baixa resoluÇÃo,
compreendeu toda a costa brasileira.
Faixa espectral
O Sensoriamento Remoto espacial se fundamenta em medidas da radiaÇÃo
eletromagnÉtica que chegam a um sensor a bordo de um satÉlite e podem caracterizar
o estado ou inferir propriedades do mar. A escolha das faixas espectrais a serem
utilizadas depende do espectro da transmissÃo atmosfÉrica e da aplicaÇÃo. Para a
correlaÇÃo com a temperatura, usa-se a regiÃo do infravermelho termal que
compreende a faixa entre 1 - 103 µm de comprimento de onda.
SatÉlites, Sensores e BÓias
Os seguintes dados foram utilizados:
•
Dados de imagem do satÉlite National Oceanographic and Atmospheric
Administration Satellite (NOAA-14) com o sensor Advanced Very High
Resolution Radiometer (AVHRR). O sistema NOAA possui dois satÉlites
operando simultaneamente, em Órbitas sÍncronas ao Sol, separadas de 90š de
longitude, de modo que possa haver uma passagem de manhà e outra À tardenoite no mesmo ponto imageado. Foram usados dados diÁrios do sensor
AVHRR do satÉlite NOAA-14
1
pois este satÉlite fornecia o melhor horÁrio em
sua trajetÓria para a regiÃo utilizada neste trabalho (entre 15-19h), buscandose evitar a termoclina diurna. Foi usada a melhor definiÇÃo possÍvel do sensor
AVHRR, ou seja, o modo High Resolution Picture Transmission (HRPT),
transmitido diretamente À estaÇÃo de terra, em tempo real, onde um pixel
2
equivale no mar a uma Área aproximada de 1,1Km X 1,1Km.
•
Dados de imagem do satÉlite Geostationary Operational Environmental Satellite
(GOES-8) canais 4 e 5, infravermelhos, similares ao AVHRR-NOAA. Embora sua
resoluÇÃo fosse mais baixa do que a do NOAA (um pixel equivale no mar a uma
Área aproximada de 4,5Km X 4,5Km), sua resoluÇÃo temporal era de apenas 30
minutos. Esta vantagem do GOES na resoluÇÃo temporal possibilitou maior
facilidade na obtenÇÃo da estimativa da TSM em tempo quase real. AlÉm disso,
a sua cobertura espacial (geoestacionÁrio posicionado na longitude de 75° W)
permitiu a cobertura de grande parte dos oceanos PacÍfico e AtlÂntico, o que
possibilitou observar o comportamento da variaÇÃo da TSM em toda a costa da
AmÉrica do Sul. Cada imagem diÁria foi composta pela TSM mÁxima do dia, a
fim de se eliminar boa parte dos ruÍdos e dos pixels contaminados por nuvem.
•
Dados de bÓias fixas do projeto PIRATA
3
prÓximas À costa Norte e Nordeste
brasileira e bÓias de deriva do projeto PNB³IAS (PNB³IAS, 1999) da Marinha
do Brasil lanÇadas na costa Nordeste do Brasil. Estas bÓias forneceram a TSM
diÁria mÉdia obtida a aproximadamente um metro de profundidade. As bÓias,
em um total de onze (11), forneceram em mÉdia, cada bÓia, cinco (5) medidas
diÁrias de TSM. Foram, portanto, em mÉdia 55 dados de TSM diÁrios de bÓias.
Banco de Imagens
Foram gerados os seguintes bancos de imagens:
1
Este satÉlite era o mais recente na Época do inÍcio deste trabalho operando em conjunto com o NOAA-15
(lanÇado em maio de 1998).
2
Pixel (Picture Element) É o menor elemento de uma imagem.
3
http://www.funceme.br/demet/pirata/site/pirata.htm. Acesso em 10 de fevereiro de 2005.
•
Banco de imagens diÁrias da regiÃo central do Brasil processadas a partir de
dados do sensor AVHRR do satÉlite NOAA-14 da NASA contendo classificaÇÃo
de temperatura de superfÍcie do mar, no perÍodo outubro/1998 a outubro/2000.
•
Banco de imagens diÁrias da regiÃo central do Brasil processadas a partir de
dados do satÉlite GOES-8 da NASA e bÓias do projeto PIRATA e Marinha do
Brasil, contendo classificaÇÃo de temperatura de superfÍcie do mar, no perÍodo
julho/2002 a fevereiro/2003.
PrÉ-processamento
Todas as imagens - tanto as adquiridas pelo NOAA quanto as adquiridas pelo
GOES - foram prÉ-processadas no CPTEC/INPE. O prÉ-processamento consistiu em:
•
CorreÇÃo radiomÉtrica: calibraÇÃo dos dados dos sensores de acordo com
informaÇÕes do fabricante;
•
ConversÃo Sensor-TSM: conversÃo do sinal que chega ao sensor do satÉlite
para TSM.
Para as imagens NOAA normalmente utiliza-se o modelo de MCCLAIN (1989),
denominado de MCSST (Multi-channel Sea Surface Temperature). Este modelo
sofre ajuste sistemÁtico ao longo do tempo, jÁ que se fundamenta em uma
equaÇÃo linear de regressÃo entre dados dos canais AVHRR infravermelho e
dados de bÓias colocadas nos oceanos. A distribuiÇÃo das bÓias nos oceanos É
desigual, sendo muito mais freqÜentes no hemisfÉrio norte e, portanto, nÃo
representam as situaÇÕes atmosfÉricas locais na costa do Brasil, provocando
erros superiores a 1,0°C na TSM global via MCSST, quando utilizado em escala
regional (SOBRINO ET. AL, 1991; FRAN§A E CRACKNELL, 1994). FRAN§A ET
AL. (1996) implantaram uma nova metodologia, usada neste projeto, utilizando
o AVHRR/NOAA-14 juntamente com dados “in situ” obtidos pelas bÓias
brasileiras do projeto PIRATA e PNB³IA, aumentando a precisÃo da estimativa
de TSM.
Para as imagens GOES foi implementada por FRAN§A ET AL. (2000) no CPTEC
(INPE) uma nova metodologia para a estimativa de TSM, baseada na equaÇÃo
clÁssica chamada “split-window” onde os coeficientes regionais foram
estimados por regressÃo linear baseando-se em dois bancos de dados distintos
para a variÁvel dependente (TSM) da equaÇÃo. A estimativa da TSM adquirida
pelo GOES foi primeiramente correlacionada com a TSM adquirida atravÉs de
dados NOAA e, posteriormente, com dados de TSM “in situ” obtidos de bÓias
fixas do projeto PIRATA e de bÓias a deriva da Marinha do Brasil. A estimativa
de TSM GOES-8 via bÓias É de grande importÂncia, jÁ que se tem um produto
independente de satÉlite da sÉrie NOAA-n. Esta independÊncia permite uma
TSM de melhor precisÃo, pois diminui a propagaÇÃo de erros e permite que os
coeficientes sejam mais facilmente atualizados com os dados de bÓias
regionais.
•
CorreÇÃo geomÉtrica: georreferenciamento dos pixels da imagem segundo
processamento padrÃo da estaÇÃo de recepÇÃo;
•
Mascaramento de nuvens: FRAN§A E CRACKNELL (1995) apresentam a
metodologia de filtragem de nuvem (mascaramento) desenvolvida, testada e
implementada para regiÕes equatorial/tropical, utilizada no CPTEC (INPE) para
o REVIZEE Score Central no processo de estimativa da TSM.
Processamento das imagens NOAA
ApÓs o prÉ-processamento, as imagens TSM adquiridas pelo NOAA/AVHRR
geradas foram transmitidas para o LaboratÓrio de Processamento de Imagens do
REVIZEE Score Central (UFES) para processamento que consistiu em:
•
ValidaÇÃo das imagens, utilizando informaÇÕes do Programa Nacional de BÓias,
que possui uma rede de bÓias de deriva rastreadas por satÉlites dentro da
regiÃo estudada, e tem como um de seus objetivos a validaÇÃo de dados de
satÉlites, “... em particular o campo de TSM ...” (PNB³IAS, 1999);
•
ClassificaÇÃo das Imagens, mapeando as imagens em uma sÉrie de classes com
intervalos discretos (“Density Slice”) usando a gama de cores (paleta) arco-Íris,
abrangendo as faixas entre 0 - 30°C, a intervalos de 1° em 1°C. Esta escolha se
deveu ao fato desta paleta possuir cores quentes e frias, correlacionadas
intuitivamente com a temperatura. Foi usado um efeito “dÉgradÉ”
4
entre as
cores do arco-Íris, para realÇar o contraste em temperaturas prÓximas,
possibilitando melhor definiÇÃo de frentes termais, vÓrtices e zonas de
4
DisposiÇÃo dos matizes de uma cor, onde a cor vai gradativamente perdendo intensidade.
ressurgÊncia, tomando como base a paleta "zebra" usada por HOOKER, S. B.
ET AL. (1995). TambÉm foram inseridas linhas batimÉtricas a partir da linha de
costa de: 100, 200, 500, 1000, 2000, 3000, 4000 e 5000 metros;
•
Registro GeogrÁfico Imagem-Mapa, ajuste geogrÁfico na imagem utilizando
pontos de controle no terreno e a tÉcnica de alocaÇÃo de vizinho mais prÓximo
(“Nearest Neighbor Resampling”), onde o valor atribuÍdo ao pixel da nova
imagem georreferenciada É o mesmo valor do pixel que se encontra mais
prÓximo da posiÇÃo ocupada por este pixel na imagem sem ajuste. Esta tÉcnica
foi escolhida por ser a Única a nÃo produzir alteraÇÃo no valor do pixel (que
neste caso É a prÓpria medida de TSM), diferentemente de outras tÉcnicas
onde se utilizam diversas mÉdias ou interpolaÇÃo;
•
Ajuste de Tamanho da Imagem e Pixel de ReferÊncia, a fim de possibilitar
operaÇÕes matemÁticas em um conjunto de imagens e casamento de imagens
em seqÜÊncia para filme;
•
GeraÇÃo de ferramentas para anÁlise (SILVA, M. R. L. F., 2003; SILVA, M. R. L.
F. ET AL, 2001), englobando: nova metodologia para remoÇÃo de nuvem
(agrupamentos
naturais);
nova
metodologia
para
reduÇÃo
de
dados
(agrupamento por Índice de semelhanÇa) - desenvolvida para o REVIZEE com
base nas similaridades ou distÂncias usando Índice de semelhanÇa especÍfico
para o REVIZEE, considerando informaÇÕes das Áreas de pesca e biologia
marinha; anÁlise de Componentes Principais; mÉdia aritmÉtica realizada pixel a
pixel, excluindo-se em cada grupo os pixels contaminados por nuvem (mensal e
anual); desvio da mÉdia anual (subtraÇÃo: imagem mÉdia mensal – imagem
mÉdia anual), imagem desvio janeiro-julho
5
(subtraÇÃo: imagem mÉdia de
janeiro – imagem mÉdia de julho), imagem desvio verÃo-inverno
6
(subtraÇÃo:
imagem mÉdia composta pelas imagens mÉdias dos meses de dezembro,
janeiro e fevereiro – imagem mÉdia composta pelas imagens mÉdias dos meses
junho, julho e agosto);
5
Usado por LEVITUS, S. (1982) para análise de variabilidade sazonal.
6
Usado por PEIXOTO, J.P., OORT, A. H. (1992) para análise de variabilidade associada ao ciclo anual,
maior do que a sazonal.
•
GeraÇÃo de Arquivo GrÁfico para ImpressÃo de todas as imagens em formato
GIF. Um exemplo de composiÇÃo de imagens TSM do satÉlite NOAA-14 com
mÉdia pixel-a-pixel (excluindo nuvens) no perÍodo 1 a 7/12/1998 É apresentada
no Anexo 1;
•
GeraÇÃo do aplicativo TSMSAT (tela de entrada mostrada no Anexo 2): CDROM
contendo as imagens diÁrias de TSM do satÉlite NOAA/AVHRR no perÍodo de
um ano (dezembro de 1998 a novembro de 1999), as imagens validadas por
dados de bÓias “in situ” e vÁrios programas envolvendo ferramentas para
anÁlises estÁticas e/ou dinÂmicas (atravÉs de animaÇÃo): anÁlises temporais
naturais (agrupamento atÉ que a imagem nÃo possua nuvens), mensais e
anuais; anÁlises espaciais variadas (ajustadas por “zoom”) e anÁlise estatÍstica
(mÉdia, desvio da mÉdia, diferenÇa verÃo-inverno, diferenÇa janeiro-julho).
Processamento das imagens GOES
As imagens adquiridas pelo satÉlite GOES foram processadas no CPTEC/INPE.
FRAN§A ET AL. (2000) descrevem os processamentos que consistiram em:
•
Ajuste de imagem NOAA-GOES: Foram escolhidas cerca de 60 imagens de TSM
NOAA/AVHHR-14 e GOES-8 de 1998 e 1999, onde neste conjunto estaria uma
amostra sazonal e regional da Costa Brasileira. A TSM AVHRR/NOAA-14 foi
colocada na projeÇÃo eqÜidistante, com resoluÇÃo espacial de 1,5 km usando a
interpolaÇÃo do vizinho mais prÓximo. No sentido de tornar compatÍvel a
resoluÇÃo
da
TSM
AVHRR
e
dados
GOES
(este
com
resoluÇÃo
de
aproximadamente entre 4,5-5 km na regiÃo em estudo), o dado de AVHRR foi
degradado por um fator de 4, isto É, cada pixel AVHRR, tornou-se a mÉdia de 4
pixels por 4 pixels.
•
CalibraÇÃo de dados GOES atravÉs dos dados NOAA: O objetivo foi encontrar a
temperatura de brilho do Canal 4 , Canal 5 e Ângulo zenital (Z) na imagem
GOES, na mesma latitude e longitude da TSM da imagem NOAA de referÊncia.
Problema encontrado: o ajuste nÃo poderia ser feito para toda a Costa
Brasileira com a mesma precisÃo regional, ou seja, o ideal seria dividir em
setores sudeste e nordeste.
•
Ajuste para a regiÃo sudeste: A regiÃo estudada compreendeu as latitudes
(20°S-40°S) e longitudes (24°W-64°W). O resultado sazonal ficou com um
desvio padrÃo mÉdio em torno de 0,7.
•
Ajuste para a regiÃo nordeste: A regiÃo estudada compreendeu a latitude (10°N
e 20°S) e longitude (24°W e 64°W). O resultado sazonal ficou com o desvio
padrÃo mÉdio igual ao do sudeste.
•
CalibraÇÃo de dados GOES atravÉs dos dados de bÓias: um programa gerado
extraiu automaticamente, diariamente, a TSM da bÓia e os dados de satÉlite na
mesma latitude e longitude e mesmo horÁrio (GMT).
•
GeraÇÃo de Arquivo GrÁfico para ImpressÃo de todas as imagens em formato
GIF. Um exemplo de composiÇÃo de imagens TSM do satÉlite GOES-8 com a
mÉdia dos valores de pixel mais quentes de cada dia (mÁxima do dia) no
perÍodo 6 a 8/10/2000 É apresentada no Anexo 3.
PrecisÃo da Medida
A precisÃo da temperatura de superfÍcie do mar ficou ≤0,5°C para o NOAA e ≤1°C
para o GOES, consideradas como as melhores precisÕes jÁ alcanÇadas para estes
satÉlites para a regiÃo de estudo.
Resultados
O sensoriamento remoto difere de outras tÉcnicas tais como cartografia temÁtica
e sistemas de informaÇÃo geogrÁfica (SIG), pois o sensoriamento remoto capta
informaÇÃo enquanto os outros mÉtodos citados organizam e apresentam informaÇÃo
jÁ disponibilizada. Neste contexto, pode-se declarar que o sensoriamento remoto
funciona como um dispositivo de mediÇÃo adequado para mÉdias e largas escalas
espaciais e temporais. Outra vantagem do sensoriamento remoto marinho É a
oportunidade de se acessarem dados que jÁ foram captados anteriormente pelo
mesmo sensor e se usarem novas tÉcnicas de processamento em dados antigos,
proporcionando novas descobertas.
Alguns usos potenciais de imagens de temperatura de superfÍcie do mar
adquiridas por satÉlite sÃo:
•
Climatologia: fornece uma base de dados com maior variabilidade espacial e
temporal do que os navios;
•
MudanÇas globais na temperatura de superfÍcie do mar: fornece sÉries a curto,
mÉdio e longo prazo das variaÇÕes na temperatura de superfÍcie do mar;
•
Resposta atmosfÉrica Às anomalias de temperatura de superfÍcie do mar: fornece
desvios da mÉdia (anomalias) na temperatura de superfÍcie do mar, assim como
mÉdias semanais, mensais, anuais, etc., em um determinado local durante um
determinado perÍodo de tempo;
•
PrediÇÃo de tempo: fornece acompanhamento de sistemas de condiÇÕes
meteorolÓgicas, como ciclones tropicais;
•
Fluxo de calor no oceano: fornece mediÇÃo e acompanhamento de gradientes de
temperatura de superfÍcie do mar;
•
ConvecÇÃo e formaÇÃo de massa de Água: fornece deteÇÃo de zonas com pequeno
esfriamento na superfÍcie em curtos perÍodos de tempo;
•
Oceanografia dinÂmica: fornece informaÇÃo sobre processos dinÂmicos que
ocorrem na parte superficial do oceano, como propagaÇÃo de ondas, redemoinhos,
ressurgÊncias, meandros de correntes, movimento das marÉs;
•
PoluiÇÃo: fornece deteÇÃo de manchas de Óleo (que alteram a temperatura de
superfÍcie do mar na regiÃo), plumas de esgoto.
Com o uso de informações provenientes da geração do banco de imagens de
TSM do REVIZEE, SILVA, M. R. L. F. (2002) descreve uma nova metodologia para
detectar e eventualmente quantificar vórtices e meandros em correntes conhecidas
(como a Corrente do Brasil). Selecionam-se eixos ou perfis nas imagens com a
inclinação da trajetória principal seguida pela corrente a ser estudada na região. São
apresentadas duas metodologias para visualização e análise dos dados: visualização
de TSM por eixo ao longo de um período; visualização de TSM média no período por
pixel ao longo de cada eixo.
Algumas ferramentas para anÁlise das imagens de TSM geradas para o REVIZEE
(SILVA, M. R. L. F., 2002) e implementadas no aplicativo TSMSAT sÃo listadas na
Tabela 1 e alguns exemplos de anÁlise observados nas imagens de TSM geradas sÃo
listados na Tabela 2, ambas mostradas a seguir:
Tabela 1: Algumas ferramentas para anÁlise nas imagens de TSM geradas
AnÁlises anuais no perÍodo dezembro de 1998 a novembro de 1999, para coincidir com
as estaÇÕes do ano: (a) MÉdia anual: dezembro 1998 a novembro 1999; (b) Desvio
janeiro-julho: janeiro 1999 – julho 1999; (c) Desvio verão-inverno: mÉdia verÃo
(dez/jan/fev) – mÉdia inverno (jun/jul/ago).
(a)
(b)
(c)
Tabela 2: Alguns exemplos de anÁlise observados nas imagens de TSM
geradas
OscilaÇÃo sazonal no limite setentrional da corrente costeira fria (Ilha de SÃo SebastiÃo
– SP/julho 1999), que pode ser a causa da variaÇÃo de atÉ -4°C em relaÇÃo À mÉdia
anual, quando observam-se reduÇÕes de temperatura de superfÍcie do mar menores,
fora desta regiÃo.
InfluÊncia do alargamento da plataforma continental na regiÃo de Abrolhos. Isto pode
estar relacionado Às anomalias positivas em dezembro de 1998 nesta regiÃo.
RessurgÊncia em dezembro de 1998 em pequena Área da plataforma adjacente ao Cabo
Frio, com anomalia negativa, prÓximo À costa. Entre o Cabo de SÃo TomÉ e VitÓria,
outra anomalia negativa acompanha a quebra da plataforma continental, possivelmente
indicando ressurgÊncia associada À topografia.
Uma anÁlise das imagens de TSM resultantes realizada pelas Áreas de ProspecÇÃo
de Estoques, DinÂmica de PopulaÇÕes, AvaliaÇÃo de Estoques e EstatÍstica Pesqueira,
do Score Central do Programa REVIZEE, concluiu como possÍveis aplicaÇÕes:
1. DeterminaÇÃo do padrÃo sazonal de variaÇÃo da temperatura superficial como
subsÍdio À delimitaÇÃo de Áreas de distribuiÇÃo biogeogrÁficas;
2. AplicaÇÃo em modelos atmosfÉricos de trocas de calor entre o oceano e a
atmosfera;
3. DeterminaÇÃo de padrÕes de variaÇÃo de correntes superficiais oceÂnicas e
costeiras, principalmente a Corrente do Brasil;
4. VerificaÇÃo de ocorrÊncia de vÓrtices ou anÉis de correntes oceÂnicas, os quais
podem ter implicaÇÕes importantes na produtividade biolÓgica;
5. DeterminaÇÃo de Áreas de ocorrÊncia de ressurgÊncias costeiras ou oceÂnicas,
principalmente aquelas que podem ocorrer prÓximo aos bancos e montes
submarinos (geradas por obstÁculos fÍsicos) que sÃo de pequena escala
temporal e espacial e portanto de difÍcil observaÇÃo atravÉs de cruzeiros
cientÍficos ou bÓias;
6. AssociaÇÃo de campos de temperatura com desembarques da frota pesqueira
comercial visando um aumento de produtividade da pesca de peixes pelÁgicos;
7. AssociaÇÃo de diferentes faixas de temperatura superficial com distribuiÇÃo e
abundÂncia do fitoplÂncton, zooplÂncton e ictioplÂncton.
DiscussÃo
Existem alguns problemas na exploraÇÃo do oceano atravÉs do uso de
Sensoriamento Remoto: um deles É a necessidade de se lidar com o mais vasto
nÚmero de observaÇÕes disponÍveis, ou seja, a habilidade de se lidar com grandes
conjuntos de dados ao invÉs de observaÇÕes individuais; outro problema É que, uma
vez que os dados adquiridos por Sensoriamento Remoto estÃo restritos À superfÍcie do
mar, existe a necessidade de relacionÁ-los Às estruturas internas, tridimensionais.
Como se pode concluir, sempre existirÁ a necessidade de medidas dentro do oceano.
AlÉm dos problemas citados, nem sempre foi conseguida uma imagem vÁlida
(contendo alguma informaÇÃo) em perÍodo diÁrio, pois no intervalo de aquisiÇÃo
houveram dias de quase 100% de nuvens (problemas meteorolÓgicos) e dias em que
houveram problemas com a transmissÃo do satÉlite (problemas tÉcnicos). E para um
parÂmetro com variaÇÃo tÃo dinÂmica quanto a temperatura de superfÍcie do mar, o
intervalo de aproximadamente 24 horas nÃo foi tÃo pequeno quanto se desejava...
PorÉm, no caso de mediÇÕes “in situ”, o tempo de deslocamento da embarcaÇÃo
nÃo permite uma mediÇÃo instantÂnea em grandes Áreas, como no sensoriamento
remoto.
A inclusÃo do Sensoriamento Remoto como ferramenta na estimativa da TSM
deve-se ao fato deste mÉtodo ser ideal para observar o comportamento dinÂmico do
parÂmetro, sua evoluÇÃo, em grandes Áreas e no menor intervalo de tempo possÍvel.
Assim, uma vez obtida a seqÜÊncia de imagens vÁlidas, o principal problema no uso
das imagens de satÉlite foi a descontinuidade em imagens subseqÜentes devido a
Áreas cobertas por nuvens. Uma tentativa de resolver este problema foi o
agrupamento natural de imagens, embora com o custo do aumento do intervalo de
tempo (afinal, nÃo se pode ganhar sempre!).
Outro problema encontrado foi a baixa precisÃo na medida na Área de estudo,
devido ao fato da correÇÃo atmosfÉrica usada na literatura e fornecida pela NASA ser
mais adequada ao hemisfÉrio norte, jÁ que este hemisfÉrio detÉm maior concentraÇÃo
de bÓias para aferiÇÃo. Este problema foi resolvido adequando-se o algoritmo de
correÇÃo atmosfÉrica aos modelos atmosfÉricos locais juntamente com o uso de dados
das bÓias do Projeto PIRATA e PNB³IAS - tambÉm locais - possibilitando a melhor
precisÃo da medida de TSM assim como a validaÇÃo das imagens que apresentavam
problemas de calibraÇÃo do sensor do satÉlite.
Verificou-se, tambÉm, que a reduÇÃo de dados nem sempre era o desejado e que,
para a observaÇÃo de alguns fenÔmenos oceanogrÁficos, os dados qualitativos ou
comparativos eram preferÍveis aos dados quantitativos. Ou seja, em alguns casos,
melhor seria detetar um vÓrtice, um meandro, uma frente, observar, monitorar,
acompanhar seu movimento, sem necessidade de muita precisÃo na medida. A
geraÇÃo de filmes possibilitou um acompanhamento dinÂmico e as ferramentas
estatÍsticas complementaram a anÁlise de variabilidade do parÂmetro.
Considera-se o presente trabalho, portanto, uma ferramenta Útil no estudo da
variabilidade do campo de temperatura de superfÍcie do mar.
ReferÊncias BibliogrÁficas
FRAN§A, G. B.; CARVALHO, W.S.; GONDIM, M.A. , 2000, “Estimativa da Temperatura
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Anexos
Anexo 1
Exemplo de Imagem final NOAA
Anexo 2
Tela inicial do TSMSAT
Anexo 3
Exemplo de Imagem final GOES