Variáveis e indicadores
ERA5 - Copernicus Climate Change Service (C3S)
Os parâmetros do modelo ERA5 utilizados neste projeto resultam da informação com agregação mensal disponibilizada na Copernicus Climate Data Store (CDS. O cálculo dos produtos de saída é realizado na plataforma com recurso a scripts de Python e CDO (Climate Data Operators).
Temperatura média do ar a 2 metros (2m_temperature)
- Média da temperatura média mensal
- Mínimo e máximo da temperatura média mensal
- Média da temperatura média mensal - valores médios 1981-2010
- Anomalia da temperatura média mensal em relação ao valor médio no período 1981-2010
- Desvio padrão mensal da anomalia (1981-2010)
- Mínimo e máximo mensal da anomalia (1981-2010)
Precipitação total (total_precipitation)
- Precipitação total mensal
- Mínimo e máximo da precipitação total mensal
- Precipitação total mensal - valores médios 1981-2010
- Anomalia da precipitação mensal em relação ao valor médio no período 1981-2010
- Precipitação acumulada no ano hidrológico (início a 1 de outubro e fim a 30 setembro)
Radiação solar incidente à superfície (surface_solar_radiation_downwards)
- Radiação solar total mensal
- Mínimo e máximo da radiação solar total mensal
- Radiação solar total mensal - valores médios 1981-2010
- Anomalia de radiação solar mensal em relação ao valor médio no período 1981-2010
Índice normalizado de precipitação (SPI)
Foi desenvolvido por McKee et al. (1993) e mede as anomalias de precipitação num determinado local, tendo por base a comparação entre a precipitação observada num período de tempo cumulativo (por exemplo, 1, 3, 6, 12, 24 meses) e a série histórica de precipitação para esse mesmo período de tempo. A série histórica é ajustada a uma distribuição de probabilidade (distribuição gamma) que é transformada numa distribuição normal, de forma que a média do SPI nesse local para o período escolhido seja zero. Valores positivos do SPI indicam valores de precipitação acima da média (SPI superior a 1.0), enquanto valores negativos indicam valores de precipitação abaixo da média (SPI inferior a -1.0), tabela 1. Como os valores SPI estão em unidades de desvio padrão (em relação à média de longo prazo), este indicador pode ser usado para comparar anomalias de precipitação em qualquer local e para qualquer escala de tempo que se queira considerar.
Tabela 1 - Classificação do índice SPI
As escalas de tempo que se consideram no cálculo do SPI representam tipicamente escalas de tempo associadas a défices de precipitação importantes que se reflectem nas actividades sócio económicas. Deste modo, o índice foi desenvolvido de modo a ser um indicador de seca que reconhece a importância das escalas de tempo que afectam os diversos reservatórios: água no solo, água subterrânea, neve, escoamento e reservas de água. As menores escalas, até seis meses, remetem à seca meteorológica e agrícola (défice de precipitação e de humidade no solo, respectivamente), e entre os nove e os doze meses à seca hidrológica, com escassez de água reflectida no escoamento superficial e nos reservatórios artificiais. Mais detalhadamente:
- SPI-3 meses:reflecte condições de água no solo de curta duração e permite efectuar uma estimativa sazonal da precipitação. É importante comparar o SPI-3 meses com escalas de SPI de longa duração, pois um período de três meses normal pode ocorrer num período mais longo de seca meteorológica, sendo só visível em escalas de tempo mais longas.
- SPI-6 meses: permite distinguir a precipitação ao longo de diversos períodos chave do ano. Por exemplo, o SPI-6 meses, no final de março, é um bom indicador da quantidade de precipitação que ocorreu no período chuvoso (Outubro-Março).
- SPI-9 meses: dá uma indicação dos padrões de precipitação durante uma escala de tempo de média duração. Valores de SPI inferiores a –1.5 para esta escala de tempo são geralmente um bom indicador de impactos significativos que estão a ocorrer no sector agrícola.
- SPI-12 e SPI-24 meses reflectem padrões de precipitação de longa duração e estão associados a anomalias nas reservas de água e escoamentos.
A Organização Mundial da Meteorologia recomenda que este índice seja usado por todos os serviços Meteorológicos e Hidrológicos na caraterização das secas meteorológicas e a sua monitorização deve ser efetuada numa base mensal. Este índice será um dos indicadores mais adequados para a monitorização da seca meteorológica e agrícola nas diversas unidades territoriais do Sul de Angola.
LANDSAF - EUMETSAT
Fracção da Radiação Absorvida pela Vegetação Fotossinteticamente Activa (FAPAR)
A Fracção da Radiação Absorvida pela Vegetação Fotossinteticamente Activa (FAPAR - Fraction of Absorbed Photo synthetically Active Radiation) define a fracção de Radiação Fotossinteticamente Activa (400-700 nm) absorvida pelas folhas verdes do dossel florestal e, portanto, traduz a capacidade da vegetação verde de absorver energia. A FAPAR depende da estrutura do dossel e das folhas, bem como das propriedades óticas do solo e das condições de irradiância.
O produto FAPAR é considerado uma das variáveis fundamentais para o estudo do sistema terreste no contexto de mudança climática global. É uma variável essencial em modelos que avaliam a produtividade primária da vegetação e nos modelos de ciclo de carbono que implementam os esquemas mais recentes de caracterização dos processos de superfícies terrestres. Além disso, o produto FAPAR é um indicador da estado da vegetação e apresenta uma boa correlação com o índice de área foliar (LAI), principalmente para dosséis saudáveis e totalmente desenvolvidos.
O produto FAPAR tem a resolução espacial do instrumento MSG/SEVIRI e é gerado diariamente com base num esquema iterativo com uma janela temporal de cinco dias. O produto FAPAR é expresso na faixa de 0% a 100%, não apresentando valores nos pixéis cobertos por nuvens. A incerteza derivada das variações dos ângulos de visão/sol e dos efeitos anisotrópicos da refletância da superfície é corrigida pela utilização da mesma geometria para todo o disco SEVIRI. O produto FAPAR inclui verificação de qualidade de rotina e estimativas de erro.
- Valor médio e percentagem do território em classes do FAPAR
Evapotranspiração (ET)
A evapotranspiração corresponde ao fluxo de água evaporado na interface terra-atmosfera (solo + vegetação + planos de água) e à transpiração nas folhas das plantas (em consequência do processo fotossintético).
- Valor médio do território da ET
Evapotranspiração de referência (ET0)
A evapotranspiração de referência – ET0, corresponde à evapotranspiração de uma superfície hipotética de relva com 12 cm, bem irrigada, com um albedo de 0.23, para um determinado valor de radiação solar incidente.
- Valor médio do território da ET0
Razão entre ET/ET0
A razão entre ET e ET0 é um indicador da água no solo disponível para as plantas, sendo próximo de 1 em condições de boa irrigação (para uma superfície de relva), e próximo de 0 em situações de stress hídrico das plantas.
- Valor médio do território da ET/ET0
Temperatura da superfície (LST)
A temperatura de superfície terrestre (LST) é a temperatura radiativa da superfície da terra. A LST desempenha um papel importante na física da superfície terrestre, uma vez que está envolvido nos processos de troca de energia e água com a atmosfera. A LST é útil para a comunidade científica, nomeadamente para aqueles que trabalham com modelos meteorológicos e climáticos. Os valores de LST também são de interesse especial numa ampla gama de áreas relacionadas com processos de superfície da terra, incluindo a meteorologia, hidrologia, agrometeorologia, climatologia e estudos ambientais.
- Valor médio, máximo e mínimo por unidade territorial
NOAA - NESDIS
Índice de saúde da Vegetação (VHI)
O método de NOAA/NESDIS Vegetation Health Indices (Índice de Saúde da Vegetação) esta desenhado para detetar o estado (ou saúde) da vegetação (favorável, normal, stressado, etc.) em resposta à mudança do tempo (principalmente, precipitação e temperatura) em cada ecossistema e clima.
Vegetation Health Index (VHI) é um conjunto de índices, calculados a partir do NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) e da BT (Brightness Temperature), devidamente filtrados e calibrados pelos seus extremos climatológicos, resultando da composição de dois sub-índices, o VCI (Vegetation Condition Index) e o TCI (Temperature Condition Index). Desta forma, o VCI, o TCI e o VHI servem como o proxy das condições de humidade do solo, da temperatura de vegetação e condição total de estado de vegetação, respetivamente). VHI fornece a informação em tempo quase real, de forma regular e com continuidade espacial.
O VCI, o TCI e o VHI variam de 0, indicando o stress extremo de vegetação, até 100, refletindo o estado ótimo da vegetação.
O critério para a intensidade da seca agrícola foi estabelecido com a base na correlação dos rendimentos das varias culturas com os índices VHI. Dos estudos realizados demonstrou-se, que os valores dos sub-índices inferiores a 40, indicam stress da vegetação, por excesso ou falta de água (VCI) ou provocado pelo sobreaquecimento foliar (TCI), e VHI inferior a 40 indica estado da seca agrícola.
Os índices VH podem ser usados efetivamente para monitorização e analise de desenvolvimento de secas agrícolas e as suas consequências:
- deteção inicio e fim da seca agrícola;
- deteção origem e duração da seca agrícola;
- deteção intensidade da seca agrícola;
- deteção da extensão territorial da seca agrícola;
- previsão precoce de quebra na produção agrícola e pastagens das colheitas, relacionadas à seca agrícola.
Nos últimos anos este método foi aplicado aos dados, registados pelos vários satélites científicos, como MODIS, LANDSAT, SPOT e outros ( FAO 2016,2017)
- Valor médio e percentagem do território em classes do VHI (Vegetation Health Index)
- Valor médio e percentagem do território em classes do VCI (Vegetation Condition Index)
- Valor médio e percentagem do território em classes do TCI (Temperature Condition Index).
ECMWF
Indice de água no solo (SMI)
O índice de água no solo (SMI - soil moisture index ) do Centro Europeu de Previsão do Tempo a Médio Prazo (ECMWF), é disponibilizado para o RUN 00 UTC t+0. Considera a variação dos valores de percentagem de água no solo (média 0-100 cm profundidade), em relação à capacidade de água utilizável pelas plantas, entre o ponto de emurchecimento permanente (PEP) e a capacidade de campo (CC) e a eficiência de evaporação a aumentar linearmente entre 0% e 100%. A cor laranja escuro quando AS≤PEP; entre o laranja e o azul considera PEP<AS<CC, variando entre 1% e 99%; e azul escuro quando AS>CC.
- Valor médio e percentagem do território em classes do SMI (soil moisture index)
Resultados e documentação
RESULTADOS
Camara, Natália (2020): Nota técnica sobre o Vegetation Health Index (VHI).
DOCUMENTAÇÃO SUPORTE
LSA SAF (2020): Catálogo de dados
Organização Mundial da Meteorologia (2012): WMO-No.1090 Guia de utilização do SPI
US National Drought Mitigation Center (2020): Informação sobre SPI.
ARTIGOS
McKee, T. B., Doesken, N. J., and Kleist, J. (1995) “Drought monitoring with multiple time scales,” Proceedings of the 9th Conference on Applied Climatology, Boston, MA: American Meteorological Society.
Felix Kogan, “ Remote Sensing for Food Security” . FAO. 2016. Earth observations.