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http://ri.ufmt.br/handle/1/5554| Tipo documento: | Tese |
| Título: | Evapotranspiração de referência (ET0) no estado de Mato Grosso : preenchimento de falhas, análise de sensibilidade e projeções futuras |
| Autor(es): | Sabino, Marlus |
| Orientador(a): | Souza, Adilson Pacheco de |
| Membro da Banca: | Souza, Adilson Pacheco de |
| Membro da Banca: | Almeida, Frederico Terra de |
| Membro da Banca: | Zolin, Cornélio Alberto |
| Membro da Banca: | Carvalho, Daniel Fonseca de |
| Membro da Banca: | Dallacort, Rivanildo |
| Resumo : | A evapotranspiração (ET) é um dos componentes mais relevantes do ciclo da água sendo definida por uma ampla variedade de fatores meteorológicos e biofísicos locais e sazonais os e vulneráveis às mudanças climáticas. O presente estudo objetiva avaliar as alterações, tendências e distribuição espaço-temporal da evapotranspiração de referência (ET0) e suas variáveis meteorológicas requeridas pelo método de PenmanMonteith (radiação solar incidente - Rs, umidade relativa do ar - UR, temperaturas máxima e mínima do ar - Tmax e Tmin, e velocidade do vento - VV) baseados nos cenários das Rotas Representativas de Concentração (RCPs) otimista (RCP 2.6), média (RCP 4.5) e pessimista (RCP 8.5) no estado de Mato Grosso, Brasil. O presente estudo foi estruturado em três capítulos com objetivos específicos, sendo: (1) introduzir o programa GapMET, desenvolvido pelos autores, e avaliar o desempenho de seis métodos de preenchimento de falhas em séries históricas de dados meteorológicos buscando obter series completas de evapotranspiração e suas variáveis; (2) analisar as variações espaço-temporal da sensibilidade de Sobol da ET0 às variáveis meteorológicas requeridas pelo método de Penman-Monteith; e (3) avaliar o desempenho de 9 modelos climáticos globais (MCG) do Projeto de Inter comparação de Modelos Acoplados Fase 5 (CMIP5) em simular a evapotranspiração de referência de Penman-Monteith e suas variáveis climáticas e, a partir das projeções do modelo com melhor precisão, avaliar as alterações espaço temporais e tendências da evapotranspiração no estado para o período de 2007 a 2100. A precisão do preenchimento dos dados foi aferida pela quantidade de falhas não preenchidas, viés, RMSE e correlação de Pearson entre os dados observados e sete bases de dados com variações de 25 a 80% de falhas artificialmente inseridas. A escolha do melhor MCG foi realizada pela comparação das projeções com os dados observados nas estações meteorológicas automáticas (EMAs) no período de 2007 a 2020 por meio do Viés, raiz o erro médio quadrático, e dos coeficientes de correlação de Pearson e Spearman. As projeções do melhor modelo foram avaliadas por comparações gráficas e pelas diferenças médias estatísticas entre a ET0 simulada nos três cenários e a observada nas EMAs do estado, por meio do teste não paramétrico de Kruskal-Wallis (α = 0,10), sendo as diferenças expressas pelo teste de Wilcoxon-Mann-Whitney. Por fim, a análise de tendência foi realizada utilizando-se o teste não paramétrico de MannKendall e sua magnitude por meio através do teste de Sen. Os resultados demonstram que os métodos de preenchimento do GapMET possuem um bom desempenho em estimar dados meteorológicos, destacando-se os métodos que utilizam apenas uma estação meteorológica vizinha como série referência para as condições da malha meteorológica do estado de Mato Grosso. A análise de Sobol evidencia variações espaço-temporais consideráveis da sensibilidade da ET0 às variáveis meteorológicas e suas interações, sendo as variáveis dominante ordenadas como Rs > VV > UR > Tmax > Tmin. O MCG com melhores estimativas no estado foi o HadGEM2-ES e suas projeções apresentam médias estáticas semelhantes às condições atuais até o fim do século no cenário RCP 2.6, enquanto nos cenários RCP 4.5 e 8.5 apresentam um aumento contínuo da ET0, com incremento mais expressivo nos meses do período de seca (maio a setembro) e nas áreas do bioma amazônico, localizado no norte do estado de Mato Grosso. As análises de tendência dos dados do MCG apresentam mudanças significativas da ET0 e suas variáveis em todo o estado no RCP 4.5 e 8.5, enquanto no RCP 2.6 as tendências significativas na ET0 ocorrem apenas no norte amazônico. A análise de tendência dos dados observados, apesar de não ocorrerem em todas as EMAs, demonstram mudanças mais intensas na ET0 além da existência do paradoxo da evapotranspiração, com incremento nas áreas de cerrado e reduções nas áreas do pantanal e sul amazônico. |
| Resumo em lingua estrangeira: | Evapotranspiration (ET) is one of the most relevant components of the water cycle and is known to be defined by a wide range of local and seasonal meteorological and biophysical factors that are vulnerable to climate change. The present study aims to evaluate the spatial and temporal distribution, changes, and trends of reference evapotranspiration (ET0) and its meteorological variables required by the PenmanMonteith method (incident solar radiation (Rs), relative air humidity (UR), maximum and minimum air temperatures (Tmax and Tmin), and wind speed (VV)) based on the scenarios of the Representative Concentration Pathways (RCPs) optimistic (RCP 2.6), medium (RCP 4.5), and pessimistic (RCP 8.5) in the state of Mato Grosso, Brazil. The study was structured into three chapters with specific objectives, which are: (1) to introduce the GapMET program developed by the authors. (2) analyze the spatialtemporal variations of the Sobol sensitivity of ET0 to the meteorological variables required by the Penman-Monteith method. (3) evaluate the performance of 9 global climate models (GCM) of CMIP5 in simulating the Penman-Monteith reference evapotranspiration and its climatic variables, and, additionally, evaluate the space-time changes and trends of evapotranspiration in the state from 2007 to 2100. The results demonstrate that the GapMET methods to gap-filling meteorological data have good performance, highlighting the methods that use only one neighbouring meteorological station as a reference series for the conditions of Mato Grosso meteorological grid. The Sobol analysis shows considerable spatial-temporal variations in the sensitivity of ET0 to the meteorological variables, with the dominant variable responsible for the fluctuations of ET0 in the state of Mato Grosso being represented as Rs> VV > UR > Tmax > Tmin. The GCM with the best estimates in the state was HadGEM2-ES, and its projections show similar static averages to current conditions until the end of the century in the RCP 2.6 scenario, while in the RCP 4.5 and 8.5 scenarios, there is a continuous increase in ET0, with a more significant increase in the dry season months (May to September) and in the areas of the Amazon biome in the northern of the Mato Grosso. The trend analysis of the GCM data shows significant changes in ET0 and its variables throughout the state in the RCP 4.5 and 8.5 scenarios, while in the RCP 2.6 scenario, significant trends in ET0 occur only in the Amazonian areas in the north. The trend analysis of the observed data, although not occurring in all EMAs, demonstrates more intense changes in ET0 beyond the existence of the evapotranspiration paradox, with an increase of ET0 in the cerrado areas and reductions in the Pantanal and southern Amazonian areas. |
| Palavra-chave: | Penman-Monteith GapMET Método de Sobol Análise de tendência de Mann-Kendall Mudanças climáticas |
| Palavra-chave em lingua estrangeira: | Penman-Monteith GapMET Sobol method Mann-Kendall trend analysis Climate change |
| CNPq: | CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICA |
| Idioma: | por |
| País: | Brasil |
| Instituição: | Universidade Federal de Mato Grosso |
| Sigla da instituição: | UFMT CUC - Cuiabá |
| Departamento: | Instituto de Física (IF) |
| Programa: | Programa de Pós-Graduação em Física Ambiental |
| Referência: | SABINO, Marlus. Evapotranspiração de referência (ET0) no estado de Mato Grosso: preenchimento de falhas, análise de sensibilidade e projeções futuras. 2023. 141 f. Tese (Doutorado em Física Ambiental) - Universidade Federal de Mato Grosso, Instituto de Física, Cuiabá, 2023. |
| Tipo de acesso: | Acesso Aberto |
| URI: | http://ri.ufmt.br/handle/1/5554 |
| Data defesa documento: | 31-May-2023 |
| Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - IF - PPGFA - Teses de doutorado |
Arquivos deste item:
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