Otimização do modelo metric para estimativas de evapotranspiração no cerrado brasileiro - Bruno Silva Oliveira (2018)
O bioma Cerrado tem sido foco da atenção mundial, devido à sua grande diversidade biológica e às mudanças de uso e cobertura da terra que sofre com a expansão da agricultura. Essas mudanças causam impactos no balanço hídrico e de energia e, consequentemente, na evapotranspiração (ET), contribuindo para as mudanças climáticas local e global. Os modelos de ET com dados de sensoriamento remoto são atualmente a forma mais adequada para representar a dinâmica espacial e temporal dessa variável, no entanto sua aplicação é limitada pela disponibilidade de dados meteorológicos de superfície. Neste estudo o modelo METRIC (Mapping EvapoTranspiration at high Resolution with Internalized Calibration) foi aplicado em quatro regiões heterogêneas no Cerrado brasileiro, avaliando-se sua performance em estimar o balanço de energia e a ET. As estimativas foram avaliadas por comparação com fluxos observados por sistemas eddy covariance instalados sobre áreas de cana-de-açúcar (sítio USR), Cerrado denso (sítio PDG) e Cerrado sensu-stricto (sítio RECOR). O submodelo de albedo da superfície foi ajustado utilizando simulações de irradiância solar do modelo SMARTS2 e dados de radiometria coletados em campo. O METRIC foi aplicado inicialmente em sua forma padrão, com imagens MODIS e dados meteorológicos observados nos sítios experimentais. No segundo momento, para tornar o modelo independente de dados meteorológicos de superfície, melhorar a resolução espacial dos resultados e reduzir o tempo de processamento, as simulações foram realizadas aplicando-se somente dados MODIS e dados meteorológicos de reanálise (GLDAS), desagregação da banda termal do MOD11 (de 1km para 250 metros) e automatização da seleção de pixels âncora para a calibração interna do modelo. O ajuste no submodelo de albedo levou a desvios entre 10- 21% e máximo RMSE=0,03. O algoritmo de desagregação da banda termal permitiu simular a temperatura da superfície com R²>0,68 e RMSE < 2,1°C. O METRIC em sua forma padrão obteve resultados consistentes para o saldo de radiação (Rn) (R²>0,94 e RMSE<75 W m-2), porém subestimou esse fluxo em 8 e 9% na cana-de-açúcar e no Cerrado denso, respectivamente. O fluxo de calor latente (LE) foi estimado com precisão nos sítios PDG e RECOR, porém subestimado em 5% no sítio USR (R²=0,94 e RMSE=42,88 W m-2). A ET real foi estimada com precisão nos sítios USR e PDG, porém foi superestimada em 14% no sítio RECOR (R²=0,96 e RMSE=0,75 mm dia-1). O modelo ajustado e alimentado por dados meteorológicos do GLDAS obteve estimativas de Rn similares às da primeira aplicação, porém o esse fluxo foi superestimado em 7% nos sítios USR e PDG (R²>0,93 e RMSE<80 W m-2). Com essa configuração o modelo superestimou a ET em 25% e 26% na cana-de-açúcar e no Cerrado sensu-stricto, respectivamente. As médias zonais extraídas para diferentes classes de cobertura da terra do mapa do TerraClass Cerrado mostraram que entre as quatro áreas de estudo avaliadas os fluxos de energia e a ET são similares quanto à magnitude e variação sazonal, mostrando-se fortemente influenciados pela energia disponível, precipitação, umidade no solo e NDVI.