Operation of energy balance and evapotranspiration on a regional scale with data from orbital sensors

Basicamente, a evapotranspiração (ET) é obtida de forma pontual ou local em experimentos a partir de alguns dados medidos em superfície, o que não permite uma visualização espacial em grande escala. Além disso, os modelos são bastante complexos e necessitam de dados de estações meteorológicas, muitas vezes escassos. Neste sentido, pretende-se empregar uma metodologia simplificada e ajustada a partir de algoritmos existentes a dados de sensores orbitais disponíveis para a região Nordeste do Brasil com o intuito de operacionalizar a obtenção do balanço de energia (BE) e evapotranspiração em grande escala apenas com dados de sensoriamento remoto. Foram utilizados dados MODIS/Terra do período de 2002 a 2011 para aplicação da metodologia proposta e avaliação dos resultados. O tratamento dos dados resultou na obtenção de séries temporais e mapas de NDVI, albedo, temperatura da superfície e das componentes do BE e evapotranspiração. Os resultados obtidos foram analisados para diversos alvos espalhados pela região Nordeste, selecionados com base no mapa de vegetação do Brasil do IBGE 2002, e comparados a dados encontrados na literatura. Os alvos da região apresentaram valores médios de NDVI na faixa de 0,35 a 0,70; albedo na faixa de 11 a 23% e Ts entre 24 e 34ºC. Foram obtidos erro médio percentual (EMP) e erro médio absoluto (EMA) da ordem de 9% e 15 Wm-2 nos valores do saldo de radiação diário quando comparados a dados de experimento de campo. A estimativa da ET por meio de correlações turbulentas do experimento de campo na fazenda Frutacor apresentou valores que sobrestimaram os dados obtidos por meio do modelo, apresentando EMP e EMA de 22% e 0,79 mm.dia-1, respectivamente. Os dados médios anuais de ET variaram de 482 a 1105 mm.ano-1 em áreas de caatinga e floresta tropical pluvial, respectivamente. Quando comparados a dados do produto MOD16 observou-se que houve uma superestimativa por parte destes últimos, com variação de 596 a 1532 mm.dia-1 para as mesmas áreas citadas. Os resultados apresentaram-se condizentes com a literatura e evidenciaram que a metodologia proposta constitui uma poderosa ferramenta para estimativa das componentes do BE e da ET.Basically, evapotranspiration (ET) is obtained in a timely manner or place in some experiments from data measured on the surface, which does not allow for spatial visualization on a large scale. Furthermore, models are quite complex and require data from meteorological stations, often scarce. In this sense, we intend to employ a simplified methodology and adjusted from existing data from satellite sensors available for the Northeast region of Brazil in order to operationalize obtaining the BE and evapotranspiration on a large scale only with remote sensing algorithms. MODIS/Terra data were used in the period 2002-2011 for implementation of the proposed methodology and evaluation of results. The data resulted in obtaining time series data and maps of NDVI, albedo, land surface temperature and the components of BE and evapotranspiration. The results were analyzed for various targets scattered throughout the Northeast region, selected based on the vegetation map of Brazil's IBGE 2002, and compared with literature data. The targets of the region showed average NDVI values in the range 0.35 to 0.70; albedo in the range 11-23% and Ts between 24 and 34 ºC. The assessment values of daily net radiation presented mean percentage error (MPE) and mean absolute error (MAE) of 9% and 15 Wm-2, respectively, when compared with field experiment data. The estimation of ET values according to eddy covariance method in a field experiment on the Frutacor farm presented overestimated data when compared to the simplified model, showing MPE and MAE equal to 22% and 0.79 mm.dia-1, respectively. The mean annual ET values varied from 482 to 1105 mm.yr-1 in areas of savanna and rainforest, respectively. When compared to MOD16 product data was observed that there was an overestimation by the latter, ranging from 596 to 1532 mm.yr-1 for the same areas. The results obtained are consistent with the literature and showed that the proposed methodology is a powerful tool to estimate the components of the BE and ET.CNP