Projeto de pesquisa

Para mapear e monitorar os ambientes costeiros e marinhos do litoral paulista utilizando plataformas de processamento digital de imagens são necessários alguns procedimentos metodológicos, tais como escolha de uma área de estudo, levantamento de dados prévios, elaboração de rotinas de processamento de dados, entre outros.
A área escolhida para realização do mapeamento bio-óptico compreende os ambientes costeiros e marinhos entre o litoral de Santos e de Ubatuba, localizada no estado de São Paulo (SE do Brasil). O estudo de caso com aquisição de dados acústicos será realizado em um ponto no Arquipélago de Alcatrazes, distante vinte milhas náuticas do continente.
A aquisição das imagens de satélite Copernicus Sentinel 2 (sensor MSI) e 3 (sensores OLCI e SLSTR) será realizada via linguagem Python utilizando o pacote Sentinelsat (Wille & Clauss, 2016), que permite a busca, download e recuperação de metadados das imagens Copernicus Sentinel. Em um primeiro momento, a correção atmosférica será realizada utilizando o modelo ACOLITE (Royal Belgian Institute of Natural Sciences, 2023), já desenvolvido na forma de um pacote Python, devido a sua maior robustez, em especial para ambientes costeiros com alta turbidez (Maciel & Pedocchi, 2022; Tian et al., 2022).
Após a etapa de correção, serão estimadas as variáveis bio-ópticas, a partir de modelos difundidos na literatura e já disponibilizados no ACOLITE, para mensurar a qualidade das águas dos ambientes estudados. As estimativas de materiais em suspensão na água serão acessadas a partir da turbidez, utilizando a formulação proposta por Nechad et al. (2009). A profundidade de desaparecimento do disco de Secchi sinaliza a transparência da água e será acessada por meio do modelo proposto por Pitarch e Vanhellemont (2021), apenas para as imagens Sentinel 2, a princípio. A concentração de clorofila-a será estimada pela razão entre as bandas azul e verde (Vanhellmont & Ruddick, 2016). Uma outra forma de estimar a transparência da água se dá pelo Kd, a partir da aplicação de Lee et al. (2002, 2005) que também está disponível apenas para imagens Sentinel 2. Por fim, a temperatura superficial da água será extraída do produto nível 2 do sensor SLSTR do Sentinel 3 (European Space Agency, s.d.).
O perfilador acústico por efeito Doppler (ADP) é um instrumento que pode ser colocado no fundo do mar, neste caso com os sensores “olhando” para cima (modo upward looking) para medir correntes, temperatura e outras variáveis. Até o final do primeiro semestre da pesquisa, com o apoio dos resultados preliminares do processamento das imagens de satélite, será definido um ponto na região do Arquipélago de Alcatrazes em que o ADP da SonTek/YSI®, de 500 Hz e bateria externa, será fundeado. O processamento dos dados medidos pelo ADP preveem: (1) a organização dos registros e verificação da direção (heading), inclinação (pitch) e rotação (roll); (2) a correção da declinação magnética para os dados de corrente; e (3) a correção da sinal da amplitude do eco (Deines, 1999; Lohrmann, 2011; Schulkin & Marsh, 1962).
Medições de temperatura, salinidade, clorofila-a, PAR e correntometria realizada ao longo da área de estudo, em estudos pretéritos, como aqueles oriundos do Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO) da Marinha do Brasil e de projetos concluídos de colaboradores da pesquisa, serão adquiridas para auxiliar na validação e comparação dos resultados obtidos pela presente pesquisa. Adicionalmente, registros das estações meteorológicas do CEBIMar/USP e do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) serão adquiridos para analisar os extremos de precipitação na região.