Variação da temperatura de superfície na Lagoa Mangueira nas passagens de sistemas frontais, a partir de dados de radiância do sensor MODIS

Abstract

Dados de sensoriamento remoto constituem uma importante fonte de obtenção da temperatura de superfície em sistemas aquáticos, uma vez que são capazes de cobrir áreas nem sempre abrangidas por estações convencionais de coleta de dados meteorológicos. Os métodos derivados e os modelos teóricos destinados à análise e caracterização de padrões de comportamento da dinâmica de corpos d’água necessitam informações de fenômenos relacionados à temperatura de superfície. Esta medida é uma das principais variáveis para o entendimento de fenômenos ambientais. Os ecossistemas aquáticos possuem uma dinâmica própria com diferentes características que sofrem variações com a passagem de sistemas frontais, que por sua vez, são influenciados pela temperatura do ar, vento e outras grandezas meteorológicas. Neste sentido, estudos da temperatura de superfície em meio aquático relacionados aos fatores climáticos são de grande contribuição para diversos estudos, bem como no controle ambiental de águas superficiais. Como alternativa às abordagens convencionais de investigação existentes, este trabalho apresenta um método para estimativas de temperaturas superficiais utilizando imagens orbitais integradas com dados meteorológicos. A resposta da temperatura de superfície associada à passagem de sistemas frontais foi calculada a partir do produto MOD11-Temperatura de Superfície e Emissividade, do sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), a bordo da plataforma orbital EOS-TERRA. A área de estudo é a Lagoa Mangueira, localizada na porção meridional do Estado do Rio Grande do Sul (RS). Além do difícil acesso, esta lagoa apresenta um tempo meteorológico com grandes variações em escalas de tempo relativamente curtas, dificultando previsões do tempo local. As imagens MODIS foram associadas às datas das passagens dos sistemas frontais (SF) de dezembro de 2005 e dos meses de inverno 2005/2006. A temperatura de superfície apresentou maior variação nas presenças de ventos fortes e temperaturas ambientes altas para os períodos estudados. Na região norte da lagoa, a temperatura de superfície é mais elevada em relação ao sul e centro. Este aumento é relacionado à entrada de nutrientes oriundos do banhado da Reserva do Taim. A presente análise mostra que as medidas de temperatura superficial em lagoas, obtidas pelo sensor MODIS, constitui uma ferramenta viável e eficiente relacionadas com o campo de vento originado durante a passagem de sistemas frontais.

Remotely sensed data are an important source for obtaining the surface temperature in aquatic systems since they are able to cover areas not always covered by conventional stations collecting meteorological data. The derived methods and theoretical models for analysis and characterization of patterns of behavior of the dynamics of water bodies need phenomena information related to surface temperatures. This measure is one of the main variables for understanding environmental phenomena. The aquatic ecosystems have their own characteristics with different dynamic levels that change with the passage of frontal systems, which in turn are influenced by air temperature, wind and other meteorological quantities. In this sense, studies of surface temperature in the aquatic environment related to climatic factors are contributing to various studies as well as environmental control of surface waters. As an alternative to conventional research approaches, this paper presents a method for estimating surface temperatures using satellite images integrated with micrometeorological data. The temperature response of the surface associated to the passage of frontal systems was calculated from the product MOD11 - Surface Temperature and Emissivity, sensor Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) aboard the EOS -TERRA orbital platform. The study area is the Mangueira Lagoon, located on the southern portion of the state of Rio Grande do Sul ( RS ). In addition to the difficult access, it presents a meteorological time with large variations on relatively short time scales, hindering local weather forecasts. The MODIS images were associated with dates of passages of frontal systems (SF) december 2005 and the winter months 2005/2006. The surface temperature varied more in the presence of strong winds and high ambient temperatures for the periods studied. In the north of the pond, the surface temperature is higher compared to the south and center. This increase is related to the input of nutrients from the plated Reserve of Taim waters. This analysis shows that measures of surface temperature in ponds, obtained by MODIS, are a viable and efficient tool to establish relations with the wind field originated during the passage of frontal systems.