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Title: Modelagem da evapotranspiração por sensoriamento remoto: avaliação em diferentes biomas no mundo.
Other Titles: Evapotranspiration modeling by remote sensing: evaluation in different biomes around the world.
???metadata.dc.creator???: SILVA NETO, Epitácio Pedro da.
???metadata.dc.contributor.advisor1???: CUNHA, John Elton de Brito Leite.
???metadata.dc.contributor.advisor2???: BEZERRA, Ulisses Alencar.
???metadata.dc.contributor.referee1???: FERREIRA, Lucianna Marques Rocha.
???metadata.dc.contributor.referee2???: SILVA , Bruce Kelly Nóbrega da.
Keywords: Recursos hídricos;Saneamento ambiental;Balanço de energia à superfície;Google Earth Engine;Ciclo hidrológico;Water resources;Environmental sanitation;Surface energy balance;Hydrological cycle
Issue Date: 3-Feb-2025
Publisher: Universidade Federal de Campina Grande
Citation: SILVA NETO, Epitácio Pedro da. Modelagem da evapotranspiração por sensoriamento remoto: avaliação em diferentes biomas no mundo. 2025. 113 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental) – Programa de Pós-Graduação em Engenharia Civil e Ambiental, Centro de Tecnologia e Recursos Naturais, Universidade Federal de Campina Grande, Paraíba, Brasil, 2025.
???metadata.dc.description.resumo???: A evapotranspiração (ET) desempenha um papel crucial no ciclo da água, influenciando o clima local e os processos vitais no ambiente terrestre, sendo essencial para o balanço hídrico dos ecossistemas, além de representar uma parcela significativa do balanço energético global. É possível estimar a ET em nível regional utilizando modelos de balanço de energia à superfície (SEB) com dados de Sensoriamento Remoto (SR). Porém há muitas incertezas nas estimativas de modelos SEB e diversos produtos globais, que apresentam baixo desempenho quando aplicados em ambientes não agrícolas. A modelagem pode gerar resultados diversos, com variações significativas de acordo com as particularidades climáticas, da vegetação e da disponibilidade de recursos hídricos de cada local. Este estudo visa avaliar o desempenho de parâmetros de modelos SEB para estimativa de ET em diferentes biomas. Para isso, o desempenho dos modelos STEEP, SEBAL e S-SEBI foram avaliados em diferentes usos e cobertura do solo em uma sub bacia do Alto Paraíba sob a variação de umidade , com a inclusão do produto MOD16, em 9 diferentes biomas vegetados do mundo sob a variação de vegetação, umidade, solo e clima. Os modelos foram comparados entre si e com dados locais de ET observados, permitindo a identificação da relevância da complexidade e parâmetros abordados por cada modelo. Os modelos SEB demonstraram semelhança em locais de vegetação homogênea, perenifólia e com disponibilidade hídrica, como pastagens, os modelos SEBAL e S-SEBI assemelham-se ou superaram as estimativas do STEEP, esses modelos devido a sua baixa complexidade de algoritmo carregam menos incertezas. Por outro lado, a aplicação dos modelos SEB em locais de vegetação heterogênea, com variação fenológica e escassez hídrica, revelou que o modelo STEEP apresenta desempenho superior aos demais modelos, conseguindo representar a influência da dinâmica sazonal e não superestimando a ET em períodos de seca devido a incorporação da sazonalidade das variáveis aerodinâmicas e de superfície em seu algoritmo. Além disso, o STEEP obteve bons resultados em 6 dos 9 biomas estudados devido a calibração dos pixels âncora que se mostrou eficiente em diversos cenários com um RMSE 4,98 - 9,65 mm/8d. A aplicação do STEEP foi bem sucedida ao apresentar um avanço nas estimativas da ET em biomas complexos que possuem uma lacuna na precisão por diversos produtos globais. Esses resultados ressaltam a importância de considerar as particularidades das vegetações ao modelar processos hidrológicos, especialmente em regiões com condições climáticas contrastantes. A compreensão dessas diferenças entre os modelos SEB é crucial para aprimorar as estimativas de ET, fornecendo informações mais precisas para a gestão sustentável dos recursos hídricos nessas regiões.
Abstract: Evapotranspiration (ET) plays a crucial role in the water cycle, influencing local climate and detrimental processes in the terrestrial environment, being essential for the water balance of ecosystems, in addition to representing a significant portion of the global energy balance. It is possible to estimate ET at a regional level using surface energy balance (SEB) models with Remote Sensing (RS) data. However, there are many uncertainties in the estimates of SEB models and several global products, which present poor performance when applied to non-agricultural environments. Modeling can generate diverse results, with significant variations according to the particularities of climate, vegetation and availability of water resources of each location. This study aims to evaluate the performance of SEB model parameters for estimating ET in different biomes. For this purpose, the performance of the STEEP, SEBAL and S-SEBI models were evaluated in different land uses and land cover in a sub-basin of the Upper Paraíba under varying humidity, with the inclusion of the MOD16 product, in 9 different vegetated biomes of the world under varying vegetation, humidity, soil and climate. The models were compared with each other and with local TE data collected, allowing the identification of the relevance of the complexity and interactions involved in each model. The SEB models were similar in locations of interesting ecosystems, evergreen and with water availability, such as pastures, the SEBAL and S-SEBI models resembled or surpassed the STEEP estimates, these models, due to their low algorithm complexity, carry less uncertainty. On the other hand, the application of SEB models in locations with heterogeneous vegetation, with phenological variation and water deficiencies, revealed that the STEEP model outperforms the other models, being able to represent the influence of seasonal dynamics and not overestimating ET in dry periods due to the incorporation of the seasonality of aerodynamic and surface variations in its environment. In addition, STEEP obtained good results in 6 of the 9 trained biomes due to the concentration of anchor pixels that proved to be efficient in several scenarios with an RMSE of 4.98 - 9.65 mm/8d. The application of STEEP was successful in presenting an advance in ET estimates in complex biomes that have a gap in accuracy for several global products. These results highlight the importance of considering the particularities of vegetation when modeling hydrological processes, especially in regions with contrasting climatic conditions. Understanding the differences between SEB models is crucial to improve ET estimates, providing more accurate information for the sustainable management of water resources in these regions.
Keywords: Recursos hídricos
Saneamento ambiental
Balanço de energia à superfície
Google Earth Engine
Ciclo hidrológico
Water resources
Environmental sanitation
Surface energy balance
Hydrological cycle
???metadata.dc.subject.cnpq???: Engenharia Civil.
Engenharia Ambiental.
URI: http://dspace.sti.ufcg.edu.br:8080/jspui/handle/riufcg/41280
Appears in Collections:Mestrado em Engenharia Civil e Ambiental.

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