Biophysical parameters and extreme air temperature indexes in the Cerrado-Amazonia transition
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Keywords

Albedo
Radiation
Heat flux
Climate change
Soil use

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SABINO, M.; SILVA, J. B. da .; COSTA, R. de O. .; DUARTE, L. G. .; SOUZA, A. P. de. Biophysical parameters and extreme air temperature indexes in the Cerrado-Amazonia transition. Sociedade & Natureza, [S. l.], v. 32, p. 513–524, 2020. DOI: 10.14393/SN-v32-2020-49257. Disponível em: https://seer.ufu.br/index.php/sociedadenatureza/article/view/49257. Acesso em: 12 nov. 2024.

Abstract

This paper aimed to evaluet the changes in the biophysical parameters and trends of the annual extremes of air temperature in Sinop, Mato Grosso, Brazil, using data from automatic meteorological stations (EMA) installed in the rural and urban areas of the municipality. The estimates of changes in soil use, surface albedo, radiation balance (Rn) and sensible heat (H) and latent heat (LE) were obtained by images from the Landsat 8 and Landsat 5 satellites in August of the years of 2007, 2011 and 2017. With the Rclimdex software, the trends of six extreme indices of the maximum, minimum and mean values of the annual maximum and minimum temperatures were calculated with least squares calibration and statistical significance considering the Fisher test with significance level equal to α: 0.05. It was observed changes in soil use and biophysical parameters like albedo increase and reduction of Rn in the rural area, while in the urban station (UFMT Sinop) occurred inversion of the ration of LE and H. The extreme indexes indicated a tendency of increase in the extreme temperatures in the urban area, being significant the changes in the indices TNx, DTR, Tn90p and Tx90p. In the last decade, with the expansion of the municipality of Sinop-MT, there have been changes in trends of temperature extremes indices, which are attributed to changes in soil use and biophysical parameters.

https://doi.org/10.14393/SN-v32-2020-49257
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References

ALLEN, R. G.; TASUMI, M.; TREZZA, R. Satellite-based energy balance for mapping evapotranspiration with internalized calibration (METRIC) - Model. Journal of Irrigation and Drainage Engineering, v. 133, p. 380-394, 2007. DOI: 10.1061/(ASCE)0733-9437(2007)133:4(380)

ANDRADE, A. M. D.; MOURA, M. A. L.; SANTOS, A. B.; CARNEIRO, R. G.; JUNIOR, R. S. Radiação fotossintéticamente ativa incidente e refletida acima e abaixo do dossel de Floresta de Mata Atlântica em Coruripe, Alagoas. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 29, n. 1, p. 68-79, 2014. https://doi.org/10.1590/S0102-77862014000100007

ARAÚJO, F. C. D.; SANTOS, C. A. C.; NASCIMENTO, F. C. A. Estudo dos índices extremos de temperatura na bacia hidrográfica do baixo rio Colorado-EUA. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 30, n. 1, 2015. https://doi.org/10.1590/0102-778620120530

ARAÚJO, A. L.; SILVA M. T.; SILVA, B. B.; SANTOS, C. A. C.; AMORIM, M. R. B. Modelagem Simplificada Para Estimativa do Balanço de Energia à Superfície em Escala Regional (R-SSEB). Revista Brasileira de Meteorologia, v. 32, n. 3, p. 433-446, 2017. https://doi.org/10.1590/0102-77863230010

ARTAXO, P.; DIAS, M. A. F. D. S.; NAGY, L.; LUIZÃO, F. J.; CUNHA, H. B. D.; QUESADA, C. A.; MARENGO, J. A.; KRUSCHE, A. Perspectivas de pesquisas na relação entre clima e o funcionamento da Floresta Amazônica. Ciência e Cultura, v. 66, n. 3, p. 41-46, 2014. http://dx.doi.org/10.21800/S0009-67252014000300014

BASTIAANSSEN, W. G. M. SEBAL-based sensible and latent heat fluxes in the irrigated Gediz Basin, Turkey. Journal of Hydrology, v. 229, p. 87-100, 2000. https://doi.org/10.1016/S0022-1694(99)00202-4

BIUDES, M. S.; VOURLITIS, G. L.; MACHADO, N. G.; DE ARRUDA, P. H. Z.; NEVES, G. A. R.; DE ALMEIDA LOBO, F.; NEALE, C. M. U.; NOGUEIRA, J. S. Patterns of energy exchange for tropical ecosystems across a climate gradient in Mato Grosso, Brazil. Agricutural and Forest Meteorology, v. 202, p. 112-124, 2015. https://doi.org/10.1016/j.agrformet.2014.12.008

CLAVERIE, M.; VERMOTE, E. F.; FRANCH, B.; MASEK, J. G. Evaluation of the Landsat-5 TM and Landsat-7 ETM + surface reflectance products. Remote Sensing of Environment, v. 169, p. 390-403, 2015. https://doi.org/10.1016/j.rse.2015.08.030

DANTAS, L. G.; SANTOS, C. A. C. D.; OLINDA, R. A. D. Tendências anuais e sazonais nos extremos de temperatura do ar e precipitação em Campina Grande-PB. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 30, n. 4, p. 423-434, 2015. https://doi.org/10.1590/0102-778620130088

DOUGHTY, C. E.; METCALFE, D. B.; GIRARDIN, C. A.; AMEZQUITA, F. F.; DURAND, L.; HUASCO, W. H.; ESPEJO , J. E. S.; MURAKAMI, A. A.; COSTA, M. C.; COSTA, A. C. L.; ROCHA, W.; MEIR, P.; GALBRAITH, D.; MALHI, Y. Source and sink carbon dynamics and carbon allocation in the Amazon basin. Global Biogeochemical Cycles, v. 29, n. 5, p. 645-655, 2015. https://doi.org/10.1002/2014GB005028

EASTERLING, D. R.; ALEXANDER, L. V.; MOKSSIT, A.; DETEMMERMAN, V. CCI/CLIVAR workshop to develop priority climate indices. Bulletin of the American Meteorological Society, v. 84, n. 10, p. 1403-1407, 2003. DOI: 10.1175/BAMS-84-10-1403

EFRON, B.; TIBSHIRANI, R. J. An introduction to the bootstrap. New York: Chapman & Hall; 1993. 443 p.

FOLEY, J. A.; FRIES, R.; ASNER, G. P.; BARFORD, C.; BONAN, G.; CARPENTER, S. R.; CHAPIN, F. S.; COE, M. T.; DAILY, G. C.; GIBBS, H. K.; HELKOWSKI, J. H.; HOLLOWAY, T.; HOWARD, E. A.; KUCHARIK, C. J.; MONFREDA, C.; PATZ, J. A.; PRENTICE, C. RAMANKUTTY, N.; SNYDER, P. K. Global consequences of land use. Science, v. 309, n. 5734, p. 570-574, 2005. DOI: 10.1126/science.1111772

HUETE, A.; DIDAN, K.; MIURA, T.; RODRIGUEZ, E.P.; GAO, X.; FERREIRA, L. G. Overview of the radiometric and biophysical performance of the MODIS vegetation indices. Remote Sensing of Environment, v. 83, p. 195-213, 2002. https://doi.org/10.1016/S0034-4257(02)00096-2

HUNKE, P.; ROLLER, R.; ZEILHOFER, P.; SCHRÖDER, B.; MUELLER, E.N. Soil changes under different land-uses in the Cerrado of Mato Grosso, Brazil. Geoderma Regional, v. 4, p. 31-43, 2015. https://doi.org/10.1016/j.geodrs.2014.12.001

IBGE - Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística. Cidades e Estados: Sinop (código 5107909). Disponível em: <https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/mt/sinop.html>. Acesso em: 30 de julho de 2020.

INMET - Instituto Nacional de Meteorologia. Estação Meteorológica de Observação de Superfície Automática. 2018 Disponível em: <http://www.inmet.gov.br>. Acesso em: 06 de julho de 2018.

INTERGOVERNMENTAL PANEL ON CLIMATE CHANGE - IPCC. Climate Change 2007: Synthesis Report. IPCC Plenary XXVII, Valencia, Spain, 2007. 73 p.

JUNGES, A. L.; MASSONI, N. T. O Consenso Científico sobre Aquecimento Global Antropogênico: Considerações Históricas e Epistemológicas e Reflexões para o Ensino dessa Temática. Revista Brasileira de Pesquisa em Educação em Ciências, v. 18, n. 2, p. 455-491, 2018. https://doi.org/10.28976/1984-2686rbpec2018182455.

MARTINS, A. L.; CUNHA, C. R.; RODRIGUES, P. V. M.; MORAIS, D. V. H.; GOMES, M. N.; ALMEIDA, L. F.; BIUDES, M. S. Mudanças em índices biofísicos devido à alteração da cobertura do solo em área nativa de Cerrado em Mato Grosso. Ciência e Natura, v. 37, n. 3, 2015. http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16145

MARENGO, J. A.; ALVES, L.; VALVERDE, M.; ROCHA, R.; LABORBE, R. Eventos extremos em cenários regionalizados de clima no Brasil e América do Sul para o Século XXI: Projeções de clima futuro usando três modelos regionais. Relatório 5. São Paulo: Ministério do Meio Ambiente, 2007. 77 p.

MARENGO, J. A.; CAMARGO, C. C. Surface air temperature trends in Southern Brazil for 1960–2002. International Journal of Climatology: Journal of the Royal Meteorological Society, v. 28, p. 893-904, 2008. https://doi.org/10.1002/joc.1584

NOBRE, C. A.; SAMPAIO, G.; SALAZAR, L. Mudanças climáticas e Amazônia. Ciência e Cultura, v. 59, n. 3, p. 22-27, 2007.

RODRIGUES, T. R.; PAULO, S. R.; NOVAIS, J. W.; CURADO, L. F.; NOGUEIRA, J. S.; DE OLIVEIRA, R. G.; LOBO, F. A.; VOURLITIS, G. L. Temporal patterns of energy balance for a Brazilian tropical savanna under contrasting seasonal conditions. International Journal of Atmospheric Sciences, v. 2013, p. 1-9, 2013. https://doi.org/10.1155/2013/326010

ROERINK, G. J.; SU, Z.; MENENTI, M. A Simple Remote Sensing Algorithm to Estimates the Surface Energy Balance. Physics and Chemistry of the Earth, n. 25, p. 147-157, 2000. https://doi.org/10.1016/S1464-1909(99)00128-8

SANTOS, C. A. C. D.; SATYAMURTY, P.; GOMES, O. M.; SILVA, L. E. M. G. D. Variability of extreme climate indices at Rio claro, São Paulo, Brazil. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 27, n. 4, p. 395-400, 2012. https://doi.org/10.1590/S0102-77862012000400003.

SANTOS, J. R. N., DE ARAÚJO, M. L. S., JUNIOR, C. H. L. S., DOS SANTOS, J. S., ALMEIDA, J. L., LIMA, T. V., SOUZA, L.V. P.; AGUIAR, P. H. M.; SILVA, F. B. Tendências de extremos climáticos na região de transição Amazônia-Cerrado no Estado do Maranhão. Revista Brasileira de Climatologia, v. 26, p. 130-154, 2020. DOI: http://dx.doi.org/10.5380/abclima.v26i0.62883.

SENAY, G. B.; BUDDE, M.; VERDIN, J. P. ; MELESSE, A. M. A coupled remote sensing and simplified surface energy balance approach to estimate actual evapotranspiration from irrigated fields. Sensors, v. 7, p. 979-1000, 2007. https://doi.org/10.3390/s7060979.

SENAY, G. B.; BOHMS, S.; SINGH, R. K.; GOWDA, P. H.; VELPURI, N. M. Operational evapotranspiration mapping using remote sensing and weather datasets: a new parameterization for the SSEB approach. Journal of the American Water Resources Association, v. 49, p. 577- 591, 2013. https://doi.org/10.1111/jawr.12057.

SILVA, R. O. B.; MONTENEGRO, S. M. G. L.; SOUZA, W. M. Tendências de mudanças climáticas na precipitação pluviométrica nas bacias hidrográficas do estado de Pernambuco. Engenharia Sanitária e Ambiental, v. 22, n. 3, p. 579-589, 2017. https://doi.org/10.1590/s1413-41522017142481.

SILVA, W. L.; DERECZYNSKI, C.; CHANG, M.; FREITAS, M.; MACHADO, B. J.; TRISTÃO, L.; RUGGERI, J. Tendências observadas em indicadores de extremos climáticos de temperatura e precipitação no estado do Paraná. Revista Brasileira de Meteorologia, v. 30, n. 2, p. 181-194, 2015. https://doi.org/10.1590/0102-778620130622.

SOBRINO, J. A.; GOMEZ, M.; JIMENEZ-MUNOZ, J. C.; OLIOSO, A. Application of a simple algorithm to estimate daily evapotranspiration from NOAA-AVHRR images for the Iberian Peninsula. Remote Sensing of Environment, v. 110, p. 139-148, 2007. https://doi.org/10.1016/j.rse.2007.02.017

SOUZA, A. P.; MOTA, L. L.; ZAMADEI, T.; MARTIN, C. C.; ALMEIDA, F. T.; PAULINO, J. Classificação climática e balanço hídrico climatológico no estado de Mato Grosso. Nativa, v. 1, n. 1, p. 34-43, 2013. http://dx.doi.org/10.14583/2318-7670.v01n01a07

TANK, A. M. G. K.; ZWIERS, F. W.; ZHANG, X. Guidelines on Analysis of extremes in a changing climate in support of informed decisions for adaptation. World Climate Data and Monitoring Programme (WCDMP): 2009. 72 p.

TASUMI, M.; ALLEN, R. G.; TREZZA, R. At-surface reflectance and albedo from satellite for operational calculation of land surface energy balance. Journal of Hydrologic Engineering, v. 13, p. 51-63, 2008. https://doi.org/10.1061/(ASCE)1084-0699(2008)13:2(51)

USGS - United States Geological Survey. EROS Science Processing Architecture (ESPA). 2018. Disponível em: <https://espa.cr.usgs.gov>. Acesso em: 06 de julho de 2018.

WANG, X. L.; WEN, Q. H.; WU, Y. Penalized maximal t test for detecting undocumented mean change in climate data series. Journal of Applied Meteorology and Climatology, v. 46, n. 6, 2007. https://doi.org/10.1175/JAM2504.1

WANG, X. L. Accounting for Autocorrelation in Detecting Mean Shifts in Climate Data Series Using the Penalized Maximal t or F test. Journal of Applied Meteorology and Climatology, v. 47, p. 2423-2444, 2008. https://doi.org/10.1175/2008JAMC1741.1

ZHANG, X.; YANG, F. RClimDex (1.0) User Guide. Climate Research Branch Environment Canada. Ontario: Downsview; 2004. 22 p.

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