Análise do Desempenho da Estimativa de Precipitação do Produto CHIRPS para Sub-Bacia do Rio Apeú, Castanhal-PA

Emerson Renato Maciel da Silva; Ivan Carlos da Costa Barbosa; Helder José Farias da Silva; Luiz Gonzaga da Silva Costa; Edson José Paulino da Rocha

doi:10.26848/rbgf.v13.3.p1094-1105

Authors

Emerson Renato Maciel da Silva Universidade Federal do Pará/Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais https://orcid.org/0000-0001-8643-0826
Ivan Carlos da Costa Barbosa Universidade Federal Rural da Amazônia/Professor Adjunto II do Instituto Socioambiental e dos Recursos Hídricos Universidade Federal do Pará/Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais https://orcid.org/0000-0002-7358-5789
Helder José Farias da Silva Universidade Federal do Rio Grande do Norte/Docente externo e pesquisador bolsista de Pós-Doutorado (PNPD) do Programa de Pós-graduação em Ciências Climáticas da UFRN https://orcid.org/0000-0002-0044-7270
Luiz Gonzaga da Silva Costa Universidade Federal Rural da Amazônia/Professor Associado do Instituto Socioambiental e dos Recursos Hídricos https://orcid.org/0000-0002-2701-2939
Edson José Paulino da Rocha Universidade Federal do Pará https://orcid.org/0000-0002-2509-7027

DOI:

https://doi.org/10.26848/rbgf.v13.3.p1094-1105

Keywords:

CHIRPS, precipitação, sensoriamento remoto

Abstract

A precipitação é entendida como toda água oriunda do meio atmosférico que alcança a superfície terrestre e estudos sobre o comportamento e distribuição da precipitação em bacias hidrográficas são fundamentais para o conhecimento dos processos hidrológicos de uma região ou bacia hidrográfica. Assim, o presente estudo, tem como objetivo avaliar o desempenho dos dados de precipitação estimados pelo produto CHIRPS, para sub-bacia do rio Apeú em relação aos dados observacionais das estações meteorológicas do INMET e ANA, localizada no município de Castanhal, estado do Pará, para um período de dezesseis anos. O trabalho foi desenvolvido na sub-bacia hidrográfica do rio Apeú que está localizada na região nordeste do Estado do Pará. Para a validação dos dados estimados pelo CHIRPS, foram calculados o Coeficiente de Correlação (r), Erro Percentual Médio (PBIAS), Erro Quadrático Médio da Raiz (RMSE) e o Índice de Concordância (d). Após a validação foram construídos mapas que mostrassem a espacialização da precipitação estimada pelo CHIRPS mediante a interpolação dos pontos de grades pertencentes a sub-bacia. Em geral, os dados do produto tenderam a superestimar a precipitação pluvial medida na região de interesse, principalmente no período chuvoso, embora haja um ajuste melhor ao observado no período menos chuvoso. Contudo, os resultados mostraram que o CHIRPS conseguiu reproduzir com fidelidade a variabilidade sazonal da precipitação na região de interesse, com correlações significativas. Entretanto, são necessárias mais avaliações utilizando dados de superfície de outras fontes de dados, de forma a compor uma grade mais homogênea e corroborar com a metodologia apresentada.

Evaluating the Performance of Precipitation Estimate from CHIRPS Product for the Apeú River Basin, Castanhal-PA

A B S T R A C T

Precipitation is understood as all water coming from the atmospheric environment that reaches the earth's surface, and studies on the behavior and distribution of precipitation in watersheds are fundamental to the knowledge of the hydrological processes of a region or watershed. Thus, in the present study, the objective is to evaluate the performance of data estimated by the CHIRPS product for the Apeú River sub-basin in relation to the observational data of INMET and ANA meteorological stations, located in the municipality of Castanhal, State of Pará, by a period of sixteen years. The work was carried out in the Apeú River sub-basin, which is located in the Northeast region of Pará State. For validation of data estimated by CHIRPS, it was calculated correlation coefficients (r), Mean Percentage Error (PBIAS), Root Mean Square Error (RMSE) and Concordance Index (d). After validation, maps were constructed showing the spatialization of CHIRPS estimated precipitation through the interpolation of the grid points belonging to the sub-basin. In general, the product data tended to overestimate the rainfall measured in the region of interest, especially in the rainy season, although there is a better fit after the less rainy period. However, the results shown by CHIRPS have faithfully reproduced a seasonal variability of the region of interest with negative correlations. Despite that, it`s necessary more evaluations using surface data from other data sources to compose a more homogeneous class and corroborate with the presented methodology.

Keyword: CHIRPS; precipitation; remote sensing.

Author Biographies

Emerson Renato Maciel da Silva, Universidade Federal do Pará/Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais

Engenheiro Ambiental e de Energias Renováveis. Atualmente é Mestrando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais, da Universidade Federal do Pará . Participou em atividades no Projeto de extensão Desenvolvimento Local Integrado: A Socioeconomia, Proteção e Reabilitação Ambiental da Microbacia do Rio Guamá, Pará, Brasil (Nº PROEX 006/2014 PROJETO RIO GUAMÁ), na etapa de análise e monitoramento da qualidade da água do Rio Guamá. Participou do Projeto Vale do Acará Desenvolvimento local: A geração de trabalho, renda e alimentos em comunidades do Vale do Acará, Pará, Brasil (Nº PROPED 012017-659). Atualmente faz parte da equipe de monitoramento e avaliação da qualidade da água do Rio Apeú, Castanhal-PA, no projeto intitulado Restauração e Recomposição da Flora e Fauna e o Monitoramento da Qualidade da Água do Rio Apeú. Possui experiência em análises de solos, análises físico-químicas e químicas de qualidade da água. Possui conhecimentos e experiencias nas áreas de Geoprocessamento e Sensoriamento Remoto.

Ivan Carlos da Costa Barbosa, Universidade Federal Rural da Amazônia/Professor Adjunto II do Instituto Socioambiental e dos Recursos Hídricos Universidade Federal do Pará/Doutorando do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais

Possui o título de graduação em Licenciatura Plena em Ciências com Habilitação em Química pela Universidade Federal do Pará (2005 - 2009), Belém- Pará e o título de Mestrado em Química: área de concentração em Química Analítica pela mesma instituição (2009 - 2011). Possui o título de especialista em Metodologia do Ensino de Biologia e Química (Uniter), especialista em Educação a Distância: Gestão e Tutoria (Uniasselvi) e especialista em Ludopedagogia (Uniasselvi). Já atuou como professor-tutor à distância no curso à distância de METALURGIA pela Escola Técnica Aberta do Brasil (E-TEC BRASIL) e Instituto Federal do Pará (IFPA) entre os anos de 2010 e 2013. Também atuou como professor AD-4 - Química pela Secretária Estadual de Educação do Estado do Pará entre 06/2011 a 11/2012. Atualmente, trabalha como professor efetivo (Adjunto II) - Área: Química - pela Universidade Federal Rural da Amazônia (Campus Belém) de 11/2012 até a presente dada. Cursa doutorado em Ciências Ambientais pela Universidade Federal do Pará (04/2017 até a presente data).

Helder José Farias da Silva, Universidade Federal do Rio Grande do Norte/Docente externo e pesquisador bolsista de Pós-Doutorado (PNPD) do Programa de Pós-graduação em Ciências Climáticas da UFRN

Doutor e Mestre em Ciências Climáticas com área de concentração em Instrumentação e Sensoriamento Remoto em Clima e Meio Ambiente pela Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Graduado em Meteorologia, habilitação Bacharelado, pela Universidade Federal do Pará (UFPA). Tecnólogo em Processamento de Dados pelo Centro Federal Tecnológico do Pará (CEFET/PA). Atua na área de Previsão de Tempo, Monitoramento Hidroclimático e elaboração de Boletins de Alerta na Amazônia Legal, Biometeorologia, Agrometeorologia e Climatologia. Possui experiência em Geoprocessamento e Estatística aplicado ao clima. Atualmente é docente externo da Universidade Federal do Rio Grande do Norte e Pesquisador bolsista de Pós-Doutorado (PNPD) do Programa de Pós-graduação em Ciências Climáticas da UFRN, com ênfase na quantificação dos impactos do desmatamento amazônico na precipitação e microfísica das nuvens em zonas de transição entre áreas de florestas e desmatadas.

Luiz Gonzaga da Silva Costa, Universidade Federal Rural da Amazônia/Professor Associado do Instituto Socioambiental e dos Recursos Hídricos

Possui graduação em Engenharia Florestal pela Universidade Federal Rural da Amazônia (1977 - antiga Faculdade de Ciências agrárias do Pará), mestrado em Ecologia pela Universidade de São Paulo (1992) e doutorado em Ciências Agrárias pela Universidade Federal Rural da Amazônia (2012). Atualmente é professor associado da Universidade Federal Rural da Amazônia. Coordenador de projetos: A inclusão social através da geração de trabalho, renda e alimento em comunidades rurais, Município de Mocajuba, Pará, Brasil; Programa de recuperação ambiental e conservação da microbacia do rio Peixe-Boi, Pará, Brasil; Desenvolvimento local e integrado: a socioeconomia, proteção e reabilitação ambiental da microbacia do rio Guamá, Pará, Brasil; Desenvolvimento local: a geração de trabalho, renda e alimentos em comunidades do vale do Acará, Pará, Brasil. Tem experiência na área de Recursos Florestais e Engenharia Florestal, com ênfase em Silvicultura, atuando principalmente nos seguintes temas: ecologia florestal, ecologia aplicada e desenvolvimento local.

Edson José Paulino da Rocha, Universidade Federal do Pará

Graduado em Meteorologia pela Universidade Federal do Pará - UFPA (1979), com mestrado em Ciências Atmosféricas pala Universidade de São Paulo - USP (1991) e o doutorado em Meteorologia pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2001). Atuou como Meteorologista no Projeto de Hidrologia e Climatologia da Amazônia - PHCA, na Superintendência do Desenvolvimento da Amazônia - SUDAM, no período de setembro de 1979 a junho de 1987. A partir de junho de 1987 iniciou sua carreira acadêmica como professor do Instituto de Geociências - IG da UFPA, onde exerceu funções de Coordenador do Curso de Meteorologia (janeiro de 1994 a dezembro de 1995) e Chefe do Departamento de Meteorologia (março de 2002 a fevereiro de 2004). No ano de 2005, desenvolveu a proposta do Programa de Pós-Graduação em Ciências Ambientais - PPGCA, juntamente com pesquisadores da UFPA, Museu Paraense Emilio Goeldi - MPEG e Empresa Brasileira de Pesquisas Agropecuária - EMBRAPA, aprovada pela Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Ensino Superior - CAPES e, iniciando a primeira turma do PPGCA em agosto de 2005, sob sua Coordenação (março de 2005 a março de 2006). Em setembro de 2006 foi convidado pela Casa Civil da Presidência da República para a Coordenação de Operações no Centro Regional de Belém do Sistema de Proteção da Amazônia - CR-Belém/SIPAM, assumindo a Gerência Regional do CR-Belém/SIPAM de dezembro de 2006 a março de 2008. Em agosto de 2010 retornou a UFPA, com participação mais ativa no PPGCA e, de março de 2014 a março de 2016 voltou a Coordenação do PPGCA. Em 2014, atendendo uma demanda induzida da CAPES a UFPA, apoiada pela Secretaria Nacional de Defesa Civil- SENDEC/Ministério da Integração Nacional-MIN e da Secretaria de Políticas e Programas de Pesquisa e Desenvolvimento - SEPED do Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação - MCTI, foi elaborada a proposta do Programa de Mestrado Profissional em Gestão de Riscos e Desastres da Amazônia - PPGGRD, aprovada em 2015, com a primeira turma iniciando em março de 2016, sob sua Coordenação, até março de 2017. O objetivo do PPGGRD é a formação de recursos humanos, em nível de mestrado voltado à elaboração de políticas, planejamento e ações no âmbito da Defesa Civil na Amazônia, além de desenvolver pesquisa básica e aplicada voltadas à prevenção e minimização de impactos provocados por desastres naturais. Na pesquisa participou de experimentos científicos importantes, entre eles: Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) durante o período de 1996 a 2002, Anglo-Brazilian Climate Observations Study (ABRACOS) de 1990 a 1996; participa como pesquisador do Painel Brasileiro de Mudanças Climáticas e do Instituto Nacional de Ciência e Tecnologia para Mudanças Climáticas. Tem experiência na área de Geociências e Ciências Ambientais, com ênfase em Meteorologia, Climatologia, Modelagem Climática e Atmosférica e Gestão de Bacias Hidrográficas, atuando principalmente nos seguintes temas: ciências atmosféricas, clima, meteorologia, modelagem climática e atmosférica, modelagem hidrológica (incluindo modelagem de gestão de bacias de rejeito), variabilidade e mudanças hidroclimáticas, desastres naturais provocados por eventos hidrometeorológicos e interdisciplinaridade das Ciências Ambientais. Ministra na graduação as disciplinas: Hidrometeorologia, Modelagem Numérica da Atmosfera, Computação Aplicada a Meteorologia, Métodos Numéricos em Meteorologia; na pós-graduação as disciplinas: Climatologia Geral, Hidrobiogeoquímica e Hidrologia de Ecossistemas Amazônicos, Interação Clima Biodiversidade Amazônica, Metodologia de Pesquisa Interdisciplinar, Marcos Conceituais, Teóricos e Legais da Gestão de Riscos e Desastres, Introdução a Ameaças Naturais na Amazônia e Variabilidade e Mudanças Hidroclimáticas. Concluiu a orientação de 15 (oito) mestres e 3 (três) doutores nos programas que atua.

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