BALANÇO HÍDRICO EM LARGA ESCALA COM IMAGENS LANDSAT 8 EM AGROSECOSSISTEMAS DO SUBMÉDIO SÃO FRANCISCO Antônio Heriberto de Castro Teixeira * & Janice Freitas Leivas & Gustavo Bayma-Silva
Objetivo
☼
Quantificação dos componentes do balanço hídrico em larga escala, atrav é s de imagens Landsat 8 (L8), classificando-se os ecossistemas em vegetação natural e culturas irrigadas, localizadas na bacia do Submédio São Francisco.
Localização e estações agrometeorológicas 40º40 W
Cruz de Salinas
70o W
60o W
40o W
50o W
30o W
9o00 W
LAGOA GRANDE
SANTA MARIA DA BOA VISTA
Pontal
0o
9o00 W
CURAÇÁ
PETROLINA
Butiá
Bebedouro Timbaúba
CASA NOVA
N 10o
40o00 W
40º20 W
NE
9º20 W
Vale das Uvas
Santa Felicidade
Fruitfort
Brasil Uvas
9º20 W
S
CO
SF
SOBRADINHO
Santa Helena
20o S
SE
9º40 W
9º40 W
S 30o S
JUAZEIRO
Salitre
40º40 W
BRASIL
0
Radiações espectrais do L8: Visível: Bandas 1 a 7 Termal: 10 e 11
40º20 W
40o00 W
50 km
Variáveis climáticas: Valores Interpolados ET0; RG; Ta; P
Equações para obtenção dos componentes do balanço hídrico BALANÇO HÍDRICO
SAFER Razão ET/ET0
ETr
exp a b
Indicador razão do balanço hídrico
T0 0 NDVI
BH r
P ET
Evapotranspiração de equilíbrioIndicador diferença do balanço hídrico
ETeq
0,035
s Rn G
BHd
s
SUREAL
rs
P ET
T0 exp c 1 NDVI α0
d
Condições climáticas 250 250 250 250
26,0 26,0 26,0
26,0
200 200 200 200
22,8 22,8 22,8
22,8
150 150 150
19,6 19,6 19,6
100 100 100
16,4 16,4 16,4
ET0 ET ET0 ET0 0
150
100
19,6
16,4
505050
13,2 13,2 13,2
50
RG (MJ m-2 dia-1)
P ou ET0 (mm mês-1)
P P PP
RG RG RG RG
13,2
0 00 313131
181 334 334 120 120 273 273 181 181 334 120 273
595959
212 212 212
10,0 10,0 10,0 365 365 365
0
10,0 31
181
334
120
273
59
212
365
Dia do ano (2013 – 2015)
P - JAN a ABR e de NOV a DEZ, 94, 93 e 96% dos totais anuais, 417, 354 e 242 mm em 2013, 2014 e 2015. Tanto para ET0 como RG, os m í nimos ocorreram no per í odo de maio a junho, coincidindo com condições de pouca ou ausência de chuvas. Em 2015, P atendeu 12% da demanda atmosf é rica, em 2013, esta razão foi de 22% e em 2014 19%
Evapotranspiração mensal 40o40 W
40º00 W
40º20 W
40o40 W
40º00 W
40º20 W
40o40 W
40º20 W
40º00 W
40o40 W
40º20 W
40º00 W
9º00 S
9º20 S
9º40 S ET = 48 Ó45
JANEIRO
ET = 19 Ó23
MAIO
FEVEREIRO
ET = 43 Ó39
ET = 40 Ó37
MARÇO
ET = 26 Ó26
JULHO
ET = 15 Ó31
ABRIL
9º00 S
9º20 S
9º40 S
JUNHO
ET = 14 Ó21
ET = 15 Ó25
AGOSTO
9º00 S
9º20 S
9º40 S
ET = 11 Ó28
0
SETEMBRO
50 km
OUTUBRO
ET = 9 Ó26
0
50
NOVEMBRO
ET = 9 Ó27
100
150
ET (mm mês-1)
200
250
ET = 14 Ó26
DEZEMBRO
Balanço hídrico mensal
200
150
8
PBHdBHd ET0 200 24
BHd (mm mês-1)
BHd (mm mês-1)
24
2,50
40
250
P
2,00
BHrBHr RG
ET0
RG
1,50
8
150 -8 -24
100
22,8
50
19,6
0,50
100 -40
1,50 1,00
0,50
-24
26,0
2,00
1,00
-8
2,50
BHr
250
BHr
40
0,00 50 -40 Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Meses Meses
16,4
0,00
13,2
Valores positivos elevados de BHd - excesso h í drico, possibilidades 0 31 181 120 273 59 212 de percolação e escoamento (maio e334dezembro de 2015) 0 10,0 31
181
334
120
273
59
212
365
Valores negativos - defici ê ncias h í dricas. Janeiro, foi o m ê s que apresentou o valor mais negativo. BHr - condi ç õ es favor á veis apenas em fevereiro, mar ç o e dezembro, quando esteve acima de 0,70 Nos meses mais secos BHr abaixo de 0,50 indicam maiores necessidades de irrigação
365
Condições de umidade do solo 0,50
1,20 (a)
(b) 0,40
0,72
0,30 ETr
ETr
0,96
0,48
0,20
0,24
0,10
0,00
0,00
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Meses
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun Jul Meses
Ago
Set
Out
Nov Dez
Ambos os ecossistemas: Pico no mês de fevereiro, situação em que as culturas irrigadas usam também a água proveniente das chuvas elevando (ETr > 0,70), com máximos em torno e 1,00 enquanto que os valores correspondentes para Caatinga apresenta pico de 0,25 e máximo de 0,50. Nos meses mais secos do ano, a ETr na Caatinga se aproxima de 0,00 enquanto que nas condi ç õ es de irriga ç ã o ocorreu um novo pico em agosto, acima de 0,90, como consequência do uso da água do Rio São Francisco
Evapotranspiração incremental 150
150 (a) ET_VN
DP_CI
DP_VN
(b)
120
90
ETinc (mm mês-1)
ET ou DP(mm mês-1)
120
ET_CI
60
30
90
60
30
0 Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun Jul Meses
Ago
Set
Out
Nov
Dez
0 Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Meses
Enquanto que as taxas da ET em VN foram em torno de 30% daquelas em CI na estação chuvosa, esta percentagem foi em torno de 6% no período climaticamente mais seco. Elevada ETinc, nos primeiros meses do ano é devida à s chuvas, enquanto que seu incremento de junho a agosto mostra uma retirada cont í nua de á gua do rio, caindo nos meses subsequentes quando o mês de outubro na entrada nos estágios finais dos ciclos produtivos generalizados das culturas irrigadas.
Conclusões ☼ O uso conjunto de imagens do sat é lite Landsat 8 e esta ç ões agrometeorol ó gicas permitiu a quantifica ç ã o e an á lises de indicadores de balan ç o h í drico ao longo do ano de 2015 em agrosecossistemas mistos na bacia hidrogr á fica do Subm é dio S ão Francisco, Nordeste do Brasil. ☼ Os maiores valores médios de evapotranspiração aconteceram no m ê s de janeiro a fevereiro, havendo uma maior homogeneidade espacial, enquanto que as menores m é dias ocorreram de outubro a novembro. ☼ As condições naturais de umidade do solo foram favoráveis para a agricultura apenas nos meses fevereiro, mar ç o e dezembro, indicando que as chuvas puderam atender cerca de 70% das taxas evapotranspiratórias. ☼ Para todo o ano de 2015 as culturas irrigadas consumiram cinco vezes mais água que a vegetação natural.
Muito Obrigado
heriberto.teixeira@embrap