Modelagem espectral para determinação da concentração e fluxo de co2 em paisagens naturais e antrópicas na região amazônica

Abstract

A modelagem espectral é uma das ferramentas importantes para a determinação de estimativa de parâmetros biofísicos de um local. Correlacionar a concentração e o fluxo de dióxido de carbono, por meio de medições indiretas é um grande avanço na área das geociências, principalmente quando envolve, também, a análise de ambientes naturais e antropogênicos. O objetivo central da tese foi analisar a concentração e o fluxo de dióxido de carbono por meio do sensoriamento remoto hiperespectral em determinadas regiões da Amazônia, verificando-se o potencial das imagens do sensor Hyperion para detecção do sequestro florestal de carbono e do conteúdo de CO2 atmosférico. O estudo foi desenvolvido a partir de cinco sítios experimentais com as torres micrometeorológicas, em diferentes paisagens na Amazônia Brasileira. A metodologia foi desenvolvida a partir da modelagem do CO2flux que mede a eficiência do processo de sequestro de carbono pela vegetação, a partir da integração do NDVI, EVI e EVI com o sPRI e validada pelo índice, ICO2, que é determinado pela intensidade da feição de absorção do gás centrada em 2,0 μm. Neste estudo foram utilizadas 21 imagens hiperespectrais obtidas pelo sensor Hyperion que possui cenas com 242 bandas, nos comprimentos de onda de 0,4 a 2,5 μm, com uma resolução espacial de 30 metros. Resultados desse estudo apontaram que os índices NDVI, EVI e EVI2 podem compor a estrutura do índice de sequestro florestal de carbono, CO2flux. Entretanto, fez-se necessário avaliar a potencialidade e comparação dos índices em relação à detecção do sequestro florestal de carbono, associado as medições diretas de CO2 nas torres. Essa avaliação fez referência às relações estatísticas entre as informações obtidas com a aplicação do modelo CO2flux e as informações de campo da concentração (ppm) e fluxo (mol.m-2.s-1) de CO2. Assim, os resultados mostraram que o CO2flux pode ser utilizado tanto com dados de concentração, quanto com dados de fluxo. Os melhores ajustes para o CO2flux pontual foram apresentados para a associação com dados de fluxo, enquanto que, para as análises a partir do footprint, apresentou melhores resultados com a associação entre os dados espectrais com as medidas de concentração de CO2 no topo das torres. As correlações entre as variáveis mensuradas são inversamente proporcionais, indicando maior atividade fotossintética medida pelo CO2flux, quando a concentração é menor na camada atmosférica. O índice ICO2 mostrou-se muito eficiente na validação do modelo de sequestro florestal de carbono, além de apresentar melhor ajustamento para dados de fluxo no pixel, apresentando correlação positiva indicando que, à medida que aumenta o fluxo de CO2 na coluna do ar atmosférico, também, eleva-se os valores de ICO2 nas imagens do sensor Hyperion, e, expõe que 71% do fluxo de CO2 são explicados pelo teor de CO2 disponível na coluna atmosférica nos ambientes estudados. Contudo, as medições indiretas da concentração de CO2 podem ser monitoradas por meio de sensoriamento remoto hiperespectral e permitem a compreensão de sua dinâmica, baseando-se nas modelagens espectrais de vegetação.