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http://ri.ufmt.br/handle/1/6587
Tipo documento: | Tese |
Título: | Validação de elementos climáticos estimados por sensoriamento remoto e reanálises na Região Centro-Oeste do Brasil |
Autor(es): | Lotufo, Juliana Barbosa da Silva |
Orientador(a): | Machado, Nadja Gomes |
Membro da Banca: | Machado, Nadja Gomes |
Membro da Banca: | Biudes, Marcelo Sacardi |
Membro da Banca: | Curado, Leone Francisco Amorim |
Resumo : | A região Centro-Oeste do Brasil desempenha um papel crucial na economia nacional, sendo reconhecida como um dos principais polos de produção agropecuária do país. Com uma extensa área territorial, complexidade de biomas e variedade geomorfológica, a região contribui significativamente para a variabilidade climática do Brasil. No entanto, a obtenção de dados climatológicos nessa área é desafiadora devido à heterogeneidade na distribuição de estações meteorológicas convencionais e à complexidade dos biomas locais. Diante desse cenário, o uso de produtos de sensoriamento remoto e reanálises tem sido explorado como uma alternativa para suprir a falta de dados climáticos convencionais. Esses métodos oferecem estimativas precisas e contínuas da distribuição espacial e temporal de variáveis climáticas, preenchendo as lacunas deixadas pela falta de estações meteorológicas tradicionais. As reanálises, em particular, fornecem dados em grade, possibilitando uma análise detalhada dos padrões climáticos em diferentes escalas. O presente estudo teve como objetivo validar dados estimados por diferentes produtos de sensoriamento remoto e reanálises para variáveis climáticas essenciais, como velocidade do vento, precipitação, temperatura do ar, umidade relativa e déficit de pressão de vapor na região Centro-Oeste. Utilizando dados de 120 estações meteorológicas automáticas distribuídas pela região, os conjuntos de dados avaliados incluíram CPC, CHIRPS, ERA-5, GLDAS, GPCP, GPM, JRA-55, MERRA-2, NCEP/DOE e TRMM.A pesquisa foi dividida em três capítulos dedicados a variáveis específicas: velocidade do vento (Capítulo I), precipitação (Capítulo II), temperatura do ar, umidade relativa do ar e déficit de pressão de vapor (Capítulo III). Cada capítulo abrangeu diferentes escalas temporais e biomas, proporcionando uma análise abrangente das condições climáticas na região. No Capítulo I, dedicado à Velocidade do Vento, observou-se que o ERA5-Land apresentou o melhor desempenho em escalas diária, mensal e anual para as regiões dos biomas Amazônia, Cerrado e Mata Atlântica. Entretanto, para o xl Pantanal, o GLDAS demonstrou ser mais eficaz, evidenciando a necessidade de considerar as características específicas de cada bioma na interpretação dos resultados. No Capítulo II, referente à Precipitação, o CPC alcançou o melhor desempenho na escala diária, enquanto o ensemble de modelos obteve a melhor performance nas escalas mensal e anual. As superestimações e subestimações variaram nos diferentes biomas, destacando a importância de avaliar o desempenho dos modelos em contextos regionais específicos. No Capítulo III, abordando a temperatura do ar, umidade relativa do ar e déficit de pressão de vapor, foram identificados padrões distintos de desempenho. O CPC se destacou na temperatura do ar máxima, enquanto o ensemble foi superior em escalas mensal e anual. O ERA5-Land mostrou consistência como o melhor desempenho em umidade relativa do ar e déficit de pressão de vapor em todas as escalas e biomas. O estudo destaca a necessidade de validação e ajustes adequados à região, considerando a complexidade dos biomas e variabilidade climática específica. Os resultados fornecem informações valiosas para setores estratégicos, como energia renovável, infraestruturas civis, agricultura e previsão climática, contribuindo para uma compreensão mais robusta das condições climáticas na região Centro-Oeste do Brasil. O estudo destaca a necessidade contínua de pesquisas aprofundadas e ajustes específicos para cada bioma, visando aprimorar a confiabilidade das estimativas climáticas na região. |
Resumo em lingua estrangeira: | The Central-West region of Brazil plays a crucial role in the national economy, being recognized as one of the main agricultural production hubs in the country. With an extensive territorial area, complexity of biomes and geomorphological variety, the region contributes significantly to Brazil's climate variability. However, obtaining climatological data in this area is challenging due to the heterogeneity in the distribution of conventional meteorological stations and the complexity of local biomes. Given this scenario, the use of remote sensing and reanalysis products has been explored as an alternative to overcome the lack of conventional climate data. These methods provide accurate and continuous estimates of the spatial and temporal distribution of climate variables, filling the gaps left by the lack of traditional weather stations. Reanalyses, in particular, provide gridded data, enabling detailed analysis of climate patterns at different scales. The present study aimed to validate data estimated by different remote sensing products and reanalysis for essential climate variables, such as wind speed, precipitation, air temperature, relative humidity and vapor pressure deficit in the Midwest region. Using data from 120 automatic weather stations distributed across the region, the datasets evaluated included CPC, CHIRPS, ERA-5, GLDAS, GPCP, GPM, JRA-55, MERRA-2, NCEP/DOE and TRMM.The research was divided into three chapters dedicated to specific variables: wind speed (Chapter I), precipitation (Chapter II), air temperature, relative humidity and vapor pressure deficit (Chapter III). Each chapter covered different time scales and biomes, providing a comprehensive analysis of climatic conditions in the region. In Chapter I, dedicated to Wind Speed, it was observed that ERA5-Land presented the best performance on daily, monthly and annual scales for the Amazon, Cerrado and Atlantic Forest biome regions. However, for the Pantanal, GLDAS proved to be more effective, highlighting the need to consider the specific characteristics of each biome when interpreting the results. In Chapter II, referring to Precipitation, the CPC xlii achieved the best performance on the daily scale, while the model ensemble obtained the best performance on the monthly and annual scales. Overestimations and underestimations varied across different biomes, highlighting the importance of evaluating model performance in specific regional contexts. In Chapter III, addressing air temperature, relative humidity and vapor pressure deficit, distinct performance patterns were identified. The CPC excelled in maximum air temperature, while the ensemble was superior on monthly and annual scales. ERA5-Land showed consistency as the best performance in relative humidity and vapor pressure deficit across all scales and biomes. The study highlights the need for validation and adjustments appropriate to the region, considering the complexity of biomes and specific climate variability. The results provide valuable information for strategic sectors, such as renewable energy, civil infrastructure, agriculture and climate forecasting, contributing to a more robust understanding of climate conditions in the Central-West region of Brazil. The study highlights the continued need for in-depth research and specific adjustments for each biome, aiming to improve the reliability of climate estimates in the region. |
Palavra-chave: | Modelo de performance América do Sul Análises estatísticas |
Palavra-chave em lingua estrangeira: | Performance model South America Statistical analysis |
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: | LOTUFO, Juliana Barbosa da Silva. Validação de elementos climáticos estimados por sensoriamento remoto e reanálises na Região Centro-Oeste do Brasil. 2023. 132 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/1/6587 |
Data defesa documento: | 11-Dec-2023 |
Aparece na(s) coleção(ções): | CUC - IF - PPGFA - Teses de doutorado |
Arquivos deste item:
Arquivo | Descrição | Tamanho | Formato | |
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