Projetos de formação discente - CEBIMar

Parecer da Comissão Científica

Projeto do CEBIMar

Dados do solicitante

Alexandre Castagna

Natureza do projeto

Projeto de formação discente
Doutorado
Aurea Maria Ciotti

Pesquisadores ou docentes associados

Recursos

Bolsa de doutorado.
CAPES

Descrição do projeto

Estimativa de clorofila-a oceânica por sensoriamento remoto na faixa do UV - Reconstrução de distribuições globais de 1978 ao presente e avaliação de efeitos climáticos
04-05-2015
15-09-2016
A avaliação de impactos ecossistêmicos das alterações climáticas recentes demanda longas séries temporais para remover flutuações ambientais características de dados biológicos. Essas informações estão disponíveis para o Hemisfério Norte, que acumula numerosas campanhas de monitoramento e observação com dados in situ e por sensoriamento remoto. Para o Hemisfério Sul, no entanto, os dados disponíveis atualmente, tanto coletados in situ quanto estimados por sensores orbitais, são insuficientes para uma análise com rigor estatístico. Neste projeto propomos explorar o sinal biológico residual reportado em dados na faixa do ultra-violeta coletados por sensores remotos aplicados ao monitoramento atmosférico para reconstruir a série global de clorofila-a de 1978 até o presente. Este pigmento é utilizado como indicador da abundância do fitoplâncton no oceano. Este novo produto de sensoriamento remoto será então utilizado para avaliar associação da variabilidade biológica (temporal e espacial) com forçantes climáticas e estimar suas tendências, com enfoque no Atlântico Sul.
clorofila; sensoriamento remoto; mudanças climáticas
Dados dos sensores Total Ozone Mapping Spectrometer (TOMS) e Ozone Monitoring Instrument (OMI) cobrindo um período de 35 anos entre 1978 e 2014 serão obtidos do portal MIRADOR/NASA. Eles serão processados para excluir pixels com presença de nuvens e áreas de reflexão especular no oceano. Após esta correção, a radiância emergente será comparada com resultados de um modelo de transferência radiativa. O objetivo deste modelo é descrever a radiância emergente esperada segundo um conjunto de condições geométricas, atmosféricas e concentrações de constituintes particulados e dissolvidos no oceano. O modelo utilizado será o SCIATRAN (Universitt Bremen, Alemanha) que inclui solução acoplada oceano-atmosfera, além da contribuição do espalhamento Raman. A combinação desses dois conjuntos de informações permite calcular a concentração de clorofila-a. Esse produto será então validado contra dados in situ de campanhas oceanográficas e contra estimativas de sensores remotos largamente empregados no monitoramento da concentração de pigmentos no oceano. Uma vez validados, os dados serão utilizados para: (1) avaliar tendências temporais com analise de séries temporais; (2) avaliar tendencias espaciais por contrastes no tempo; e (3) correlacionar a série de dados com a temperatura superficial do mar e com os principais modos de variação climática no Hemisfério Sul, o Modo Anular Sul (SAM, Southern Annular Mode) e o Índice de Oscilação Sul (SOI, Southern Oscillation Index).
Este projeto está dividido em 8 etapas (cronograma em semestres):
(1) - 01/2015 - Formulação e aplicação da técnica de exclusão de nuvens e reflexão especular;
(2) - 02/2015 - Formulação do modelo bio-óptico na faixa do UV-A e integração ao SCIATRAN;
(3) - 02/2015 - Cálculo das reflectâncias esperadas;
(4) - 01/2016 - Estimativa da concentração de clorofila-a baseado nos dados UV;
(5) - 02/2016 - Comparação com dados in situ (base SeaBASS) e retroalimentação para aprimoramento do método;
(6) - 2017 - Comparação com outras estimativas orbitais (CZCS, SeaWiFS, MODIS, MERIS);
(8) - 2018 - Avaliação de tendências e associações a parâmetros climáticos.

Solicitações

Dependências do laboratório Aquarela.
Nenhum.
Nenhum.
Nenhum.
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Nenhum.
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