Variabilidade espacial e temporal do NDVI sobre o Brasil e suas conexões com o clima

• Ano de defesa: 2000
• Autor(a) principal: Helen da Costa Gurgel
• Orientador(a): Nelson Jesus Ferreira
• Banca de defesa: Corina da Costa Freitas, Getúlio Teixeira Batista, Yosio Edemir Shimabukuro, Pedro Leite da Silva Dias
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Sensoriamento Remoto
• País: BR
• Resumo em Inglês: This work studies the connections between Normalized Difference Vegetation Index (NDVI) and annual and interanual climatic variabilities over Brazil. For this purpose, NDVI and Outgoing Longwave Radiation (OLR) data, obtained from National Oceanic and Atmospheric Administration - Advanced Very High Resolution Radiometer (NOAA-AVHRR) between January/82 and December/93, were analyzed. To accomplish this study, Cluster and Principal Component Analysis (PCA) were the statistical tools used, as well as monthly and seasonal means, and annual anomalies. PCA was done at both NDVI and OLR data, in contrast to Cluster analysis, which was applied only to NDVI data. The obtained results point that the means and anomalies at OLR data and the PCA, allow a climatic characterization in space and time of the main climatic systems that act on Brazil. In relation to the PCA, it was observed that the first component represents the mean pattern of convective activity; second and fourth components are associated to the summer/winter and spring/autumn modes of the annual cycle; the third component shows the variations modulated by El Niño's events, and the fifth component is associated with the semi-annual cycle. The cluster analysis of NDVI data, sorted seven great vegetation groups that appear in Brazil and showed the annual and interanual variation, as well as these groups' response time to precipitation. The PCA of NDVI demonstrated the potentiality of this variable in characterizing the main features of vegetation that prevail in the Brazilian territory. In addition, annual and interannual variability of these vegetation groups related to the climatic variability (components 1, 2 and 3), was characterized. PCA also revealed the main "non climatic" factors that disturbs NDVI, which are: the occurrence of burns, NOAA?s satellites period delays and the changes of NOAA?s satellites 9 and 11 (components 4, 5, 6 and 10). The high values of correlations obtained among the eigenvectors, resultants from PCA of OLR and NDVI data, that correspond to summer/winter (r = 0.91) and spring/autumn (r = 0.70) modes, indicate that the annual variability of Brazilian vegetation cover is largely modulated by the climatic regime. The obtained results suggest that the statistical techniques used in this work, proved to be useful tools to characterize events of periodic and non-periodic changes in temporal series data collected by remote sensing.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/05.07.14.08

Este trabalho avalia as conexões entre o Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI) e as variabilidades climáticas anual e interanual sobre o Brasil. As análises foram feitas utilizando-se NDVI e Radiação de Ondas Longas (ROL), derivados do National Oceanic and Atmospheric Administration - Advanced Very High Resolution Radiometer (NOAA-AVHRR). O estudo foi baseado no comportamento estatístico destes dados para o período de janeiro de 1982 a dezembro de 1993. Foram utilizadas as técnicas de estatística multivariada de análise por componentes principais (ACP) e análise de agrupamento, bem como médias mensais e sazonais e anomalias. A ACP foi aplicada nos dados de ROL e de NDVI; já a análise de agrupamento foi feita apenas nos dados de NDVI. Os resultados obtidos mostram que as médias e anomalias de ROL, assim como a ACP, possibilitaram a caracterização climática espacial e temporal dos principais sistemas de tempo que atuam sobre o Brasil. Em relação à ACP, observou-se que a primeira componente representa o padrão médio da atividade convectiva; a segunda e quarta componentes estão associadas aos modos verão/inverno e primavera/outono do ciclo anual; a terceira componente mostra as variações moduladas pelos eventos de El Niño, e; a quinta componente está associada ao ciclo semi-anual. A análise de agrupamento realizada nos dados de NDVI, identificou sete grandes grupos de vegetação que ocorrem no Brasil e revelou a variabilidade anual e interanual e o tempo de resposta a precipitação destes grupos. A ACP aplicada ao NDVI demonstrou a potencialidade desta variável em caracterizar as grandes feições da vegetação que predominam no território brasileiro. Além disso, caracterizou-se a variabilidade anual e interanual destas tipologias de vegetação relacionadas com a variabilidade climática (componentes 1, 2 e 3). A ACP também revelou os principais fatores "não climáticos", tais como ocorrência de queimadas, mudança de horário da passagem dos satélites NOAA e trocas dos satélites NOAA 9 e 11 (componentes 4, 5, 6 e 10), que ocasionam distúrbios no NDVI. Os altos valores de correlações obtidos entre os autovetores, resultantes da ACP da ROL e do NDVI, que correspondem aos modos verão/inverno (r = 0,91) e primavera/outono (r = 0,70), indicam que a variabilidade anual da cobertura vegetal brasileira é modulada em grande parte pelo regime climático. Os resultados encontrados também sugerem que as técnicas estatísticas utilizadas neste trabalho, mostraram-se ser, interessantes ferramentas para caracterizar eventos de mudanças periódicas ou aperiódicas em dados de séries temporais obtidos através de sensoriamento remoto.