Avanço e retração de área glacial no extremo norte da Península Trinity, Antártica, entre 1988 e 2015

Abstract

Essa dissertação realizou o levantamento das variações nas frentes das geleiras no extremo norte da Península Trinity, na Antártica, através da utilização de técnicas de Sensoriamento Remoto. Foram mapeados os avanços e as retrações ocorridas nas frentes das geleiras da área, bem como as áreas livres de gelo da região, no período de 27 anos entre 1988-2015. Os resultados foram complementados com dados de temperatura média do ar para a região. A base de dados utilizou de 8 imagens do satélite Landsat (sensores TM, ETM+ e OLI/TIRS), além de dados da base de dados digitais da Antártica (ADD), o Mosaico de Imagens Landsat da Antártica (LIMA), e o modelo digital de elevação para a Península Antártica (APGDEM). Os dados de temperatura utilizados são provenientes da base antártica Esperanza (ARG), adquiridos através do READER. As linhas de frente das geleiras foram obtidas através de métodos automáticos e manuais de geoprocessamento. Foram realizadas classificações não-supervisionadas e supervisionadas na aquisição dessas, transformando-as em vetores e unindo-as a delimitação das bacias de drenagem glacial disponibilizada pelo ADD, formando, assim, o conjunto de geleiras com a sua posição de frente para cada ano das imagens (1988, 2000, 2006, 2011 e 2015). As áreas livres de neve e gelo foram obtidas através de classificação supervisionada. As classificações foram validadas através do índice Kappa, obtendo resultados satisfatórios. O total da área de estudo é de aproximadamente 1.450 km² e conta com 32 bacias de drenagem glacial, destas, 3 possuem nome, as geleiras de maré Arena, Depot e Mondor. Com análises desde do o período de 1988, observou-se uma perda de massa de gelo da área de aproximadamente 50 km², enquanto que o ganho total foi de aproximadamente 10 km², resultando em uma diminuição de ±40 km² (ou seja, em torno de ±2,7 % da área total). No período entre 1988 e 2000 (maior intervalo das investigações) a área perdeu ±25,1 km² de gelo em suas frentes. Entre 2000 e 2006 o recuo foi de ±12,2 km² e entre 2006 e 2011 de 5,0 km². Já o período de 2011-2015 foi o único a apresentar avanços maiores que retrações, com um aumento de área de ±2,5 km² (±0,16%). As geleiras Depot e Mondor apresentaram comportamento de retração, sendo que a geleira Depot não apresentou nenhum avanço dentro dos períodos, já a geleira Arena apresentou avanços e retrações em todos os intervalos, permanecendo praticamente inalterada. A área livre de gelo e neve aumentou em aproximadamente ±18 km², ou seja, um acréscimo de ±114% em relação a área livre de neve e gelo de 1988. Os maiores aumentos se deram entre os anos 1988 e 2000, no ano de 1988 a área representava ±15,91 km², passando para ±37,54 km² em 2000 e ±37,90 km em 2006, no ano de 2011 observou-se uma diminuição, com área de ±28,32 km², sendo que em 2015 a área voltou aos valores anteriores, ±34,09 km². A avaliação da temperatura do ar observada em Esperanza entre 1964-2014 mostra um aumento de 1,45°C.

This dissertation conducted a survey of variations of ice fronts in glaciers positions on the northern tip of the Trinity Peninsula by using remote sensing techniques. Advances and retreats of glaciers were mapped, as well as ice-free areas in the 27-year period between 1988-2015, and the results were complemented with air temperature data for the region. The database used eight satellite images from Landsat (TM, ETM + and OLI/TIRS sensors). In addition, it was used the Antarctica Digital Database (ADD) data, the Landsat Image Mosaic of Antarctica (LIMA), and the digital elevation model Antarctic Peninsula 100 m Digital Elevation Model (APGDEM). The temperature data used come from the Antarctic station Esperanza (ARG), acquired through READER. The glaciers ice fronts positions were obtained through automatic and manual methods. Unsupervised and supervised classifications were performed in the acquisition of these, turning them into vectors and uniting them with the delimitation of glacial drainage basins provided by ADD, thus forming the set of glaciers with its front position for each year of images (1988, 2000, 2006, 2011 and 2015). The ice-free areas were obtained by supervised classification. The classifications were validated through the Kappa index, obtaining satisfactory results. The total study area is approximately 1,450 square kilometers and has 32 glacial drainage basins, these, three are named glacier (Arena, Depot and Mondor), all three tidewater glaciers. In the period of analysis, since 1988, there has been a loss of mass of ice area of approximately 50 square kilometers, whereas the total gain was only ±10 square kilometers, resulting in an overall decrease of approximately ±40 square kilometers (i.e. ±2,7% of the total area). Between 1988-2000 (the wider range of investigations), the area lost ±25.1 square kilometers of ice on its fronts, from 2000 to 2006 there was a decrease of ±12.2 km², and between 2006 to 2011 others ±5.0 km²; the 2011-2015 interval was the only one to show advances greater that retreats with a ±2.5 sq km increase in the area (±0.16%). The Depot and Mondor glaciers showed retreat behavior, and Depot did not show any advance within the periods, the Arena glacier showed advances and retreats in all intervals, remaining virtually unchanged. The ice-free area increased by approximately 18 square kilometers, that is, a ±114% increase over the 1988 snow/ice free area. The largest increases were given in the years 1988-2000, in 1988 the area represented ±15.91 km², reaching ±37.54 km² in 2000 and ±37.90 km in 2006, in 2011 there was a decrease, with an area of ±28.32 square kilometers, and in 2015 the area returned to its previous values, ±34.09 km². The air temperature evaluation in Esperanza observed in 1964-2014 years show an increase of 1.45 ° C.