Índice de seca no Estado de Pernambuco utilizando dados de umidade do solo do Satélite SMOS

CAPESO Estado de Pernambuco possui 80% do seu território inserido na região semiárida, sofrendo com as irregularidades das chuvas e com o fenômeno das secas, o que reforça a necessidade de acompanhamento constante dos eventos climáticos. Diante disso, esse estudo consistiu em estimar a seca meteorológica e agrícola para essa área de estudo a partir de dados de umidade do solo do satélite SMOS e dos produtos do MODIS, abrangendo o período de 2010 a 2017, levando em consideração suas três regiões climáticas: Mata, Agreste e Sertão. Essa pesquisa foi dividida em três fases principais: a primeira consistiu na validação dos dados de umidade do solo do satélite SMOS com base em duas redes de observação in situ; a segunda etapa na obtenção de índices de seca calculados a partir de produtos de sensoriamento remoto, com ênfase no índice de seca agrícola SMADI, que utiliza os dados de umidade do solo no seu cálculo; e a última fase consistiu na correlação entre a resposta da severidade desse índice e demais variáveis com os resultados de produtividade e área colhida para as culturas do milho e sorgo obtidas pela CONAB e o SIDRA do IBGE a nível de estado e por região climática. Os resultados encontrados na primeira fase do estudo apontaram que os dados de umidade do solo do satélite SMOS apresentaram a mesma tendência dos dados in situ e esse comportamento refletiu estatisticamente em valores significativos, no qual os melhores desempenhos foram observados nas regiões semiáridas. A segunda fase indicou que o índice SMADI obtido para as áreas agrícolas do estado registrou longos períodos consecutivos de seca, chegando a mais de um ano de duração. O ano hidrológico de 2012 a 2013 foi o que apresentou maior duração desse evento para a região da Mata e Sertão, já para o Agreste a bienal de maior duração foi de 2016 a 2017, no entanto, a maior frequência de seca indicada pelo SMADI foi para 2012 e a região mais afetada foi o Agreste pernambucano. Os resultados da terceira etapa indicaram que a severidade dos índices e variáveis estudadas apresentaram melhores correlações estatísticas quando comparados aos dados de produtividade da CONAB e a área colhida do SIDRA, ambas para as culturas do milho e do sorgo, sendo observado que a primeira cultura apresentou correlações mais significativas com a severidade do índice SMADI do que a segunda, evidenciando maior sensibilidade ao estresse hídrico pelo milho. Também se conclui que a severidade do SMADI conseguiu correlacionar-se de forma mais significativa com a cultura do sorgo do que esse com os demais índices e variáveis, sendo o SMADI mais sensível para identificar estresse hídrico nessa cultura do que os demais índices utilizados. Os resultados demonstraram que o SMADI pode fornecer alertas precoces dos impactos da seca em sistemas agrícolas de sequeiro, sugerindo a adoção de culturas mais resistentes as condições de estresse hídrico pelos agricultores.The Pernambuco State has 80% of its territory inserted in the semi-arid region, suffering from the irregularities of the precipitation and the phenomenon of droughts, which increases the need for constant monitoring of climatic events. This study consisted of estimating the meteorological and agricultural drought for the study area with the output of soil moisture data from the SMOS satellite and the MODIS products, covering the period from 2010 to 2017 and considering three climatic regions in Pernambuco: Mata, Agreste and Sertão. This research was divided into three main steps: the first consisted of the validation of the soil moisture data of the SMOS satellite based on two in situ observation networks; the second step was to obtain drought indices calculated from remote sensing products, with emphasis on the agricultural drought index SMADI that uses the soil moisture data in its calculation; the last step consisted in the correlation between the response of the severity of this index and other parameters with the results of productivity and harvesting area for corn and sorghum crops obtained from CONAB and IBGE’s SIDRA database in state level and by climatic region. The results found in the first step of the study showed that the soil moisture data of the SMOS satellite presented the same tendency of the in situ data and this behavior reflected statistically significant values. The best performances were observed in the semiarid part of the study area. The second phase, which consisted in monitoring drought, the SMADI index obtained for the agricultural areas of the state showed long consecutive periods of this phenomenon, for more than one year. The hydrological year from 2012 to 2013 presented the longest duration of the event for the Mata and Sertão region, while for the Agreste the longest biennial was from 2016 to 2017. The greatest frequency of drought indicated by SMADI was in the year 2012 and Agreste was the climatic region most affected by this phenomenon. The results of the third step indicated that the severity of the indices and parameters studied presented better statistical correlations when compared to the CONAB productivity data and the SIDRA harvesting area, both for corn and sorghum crops. The correlations of corn with the severity of the SMADI index were more significant than sorghum because corn presents greater sensitivity to water stress. It is also concluded that the severity of SMADI was able to correlate more significantly with sorghum culture than with other indices and parameters, and SMADI was more sensitive to identify water stress in this crop than the other indices used. The results demonstrated that SMADI can provide early warnings of drought impacts on rainfed agricultural systems and may suggest that farmers adopt more resistant crops to water stress conditions