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Pesquisas de fogo e queimada no Acre
Sessão Especial do IBAMA:“Produtos derivados de satélite para detecção de fogo e
estimativa de áreas queimadas na Amazônia”XI Simpósio Brasileiro de Sensoriamento Remoto
Belo Horizonte7 de abril de 2003
Foster BrownWoods Hole Research Center/Universidade Federal do Acre
Setor de Estudos do Uso da Terra e de Mudanças Globais - SETM/PZ/UFACRio Branco, AC 69.915 [email protected] Tele: 55-68-229-1642
Base conceitual• Finalidade Geral: fornecer conhecimento confiavel
sobre a ocorrência, distribuição e impacto de queimadas no Acre e na região sul-ocidental da Amazônia – MAP (Madre de Dios-Acre-Pando)
• Objetivo para esta reunião: comunicar as experiências no Acre como ponto de partida para estudos deste ano.
• Meios para chegar até este fim– Uso de sensoriamento remoto com observações no campo– Experimentos de susceptibilidade de florestas ao fogo
Base de informações1. Comparação de vários sensores: GOES, AVHRR, Videografia,
Sobrevôos, dados governmentais – 2001.Selhorst, D. e I.F. Brown. 2003. Queimadas na Amazônia Sul-ocidental, Estado do Acre -
Brasil: Comparação Entre Produtos de Satélites (Goes-8 E Noaa-12) e Observações de Campo. Anais XI SBSR, Belo Horizonte, Brasil, 05 -10 abril 2003, INPE, p. 517-524.
2. Comparação de GOES e AVHRR com observações no campo em 2002.McClaid-Cook, K, D. Selhorst, J. Widson, N. Vidal Pantoja, I.F. Brown, E.M. Prins, J.M. Feltz, e
A.A. Fonseca Duarte. Submitted. Estimation of Amazonian biomass burning events in Acre, Brazil using GOES-8 and AVHRR hot pixel data. American Association of Geographers.
3. Potencial de fogos penetrando florestas primárias no Acre. Mendoza, E. 2003. Susceptibilidade da Floresta Primária ao Fogo em 1998 e 1999: Estudo
de Caso no Acre, Amazônia Sul-ocidental, Brasil. Tese de Mestrado, Universidade Federal do Acre. Rio Branco.
Método de Aproximações Sucessivas
1. Qual é a pergunta?
2. Qual nivel de confianca é aceitavel na resposta?
3. Aplicar o caminho de ´preguiça inteligente´ para procurar as respostas:minimizar o investimento de dinheiro, tempo, energia e outros
recursosFazer o contrário seria um desperdicio de recursos.
Primeiro: Onde fica Acre e MAP?
Antigo BR-317 entreBrasiléia e Assis Brasil,Acre, Abril 2001
Distribuição depontos quentesGOES 2002.McClaid-Cook et al.
ACRE, Madre de Dios e Pando
ACRE: Onde o Vento faz a Curva
E carrega água e fumaça da Amazônia ao sul e sudeste do Brasil e
... à Argentina
Vapor d’água que passa por Belém e Rio Branco chega a Sul do Brasil-Norte de Argentina afeta chuva e produtividade agrícola
AndesAndes
Fonte: J. Marengo, 7/02
Acre, onde o vento realmente faz a curva
Acre
BOLIVIA
ARGENTINA
PARAGUAI
Rondonia
Fogos
E não só vapor d’agua mas fumaça também
Madrede Dios
Pando
Fumaça ~1.000 km
Revanche dos Bolivianos: Frente fria inverte o processo -Fumaça de queimadas na área de Santa Cruz, Bolíviafechou o aeroporto em Rio Branco, Acre, 15ago99.
Fumaça: cambio internacional de areossóis na Amazônia Sul-
Ocidental.
O poluente que liga países e que faz queimadas um assunto transfronteiriço com
custos econômicos e ambientais.
Quiemadas no Acre
• Quantas queimadas acontecem por ano?
• Definição operacional - queimadas rurais feitas por pequenos produtores e fazendeiros– Tamanho: > 0,5 ha.– Duração: > 0,5 hora
• Aproximações sucessivas– Incerteza aceitavel – ordem de grandeza– 10, 100, 1.000, 10.000 ou 100.000?
Tipos de queimadas
1. Derruba e queima – ligada com desmatamento, intencional
2. Manejo de pasto e áreas agricolas – não ligado com desmatamento, intencional e acidental
3. Queimadas rasteiras em florestas primárias e secundárias - acidentais
Aplicação do principio de preguiça inteligente
• Ligar para IMAC: 7.000 licenças para queimadas em2001.
• Ler ZEE do Estado do Acre: 30.000 familias rurais.• Pressupostos
– Quase todos com licenças queimam, e muitos queimam sem licença.
– Nem toda familia rural queima.
• Resultado: 7.000< x < 30.000: 10.000 queimadas
Segunda Aproximação - Usando Dados de Sensoriamento Remoto• Pergunta: Qual é a distribuição de
queimadas no estado e de um ano para outro?
• Incerteza aceitavel: depende do objectivesespecifico.– Quantos erros de omissão e erros de comissão
são aceitaveis?– Qual é o custo de cada tipo de erro?
• Fiscalização vs. Estimativa de aerossóis
GOES-8 NOAA-12
PRINCIPAIS SATÉLITES UTILIZADOS PARA O MONITORAMENTO DE QUEIMADAS
Infravermelho (4 µm e 11 µm) Infravermelho (3,7 µm)
NOAA-12AVHRR
http://www.cptec.inpe.br/products/queimadas/
http://cimss.ssec.wisc.edu/goes/burn/abba.html
Imagem do satélite MODIS, 19set01
QUEIMADAS NA AMAZÔNIA SUL-OCIDENTAL, ESTADO DO ACRE - BRASIL: COMPARAÇÃO ENTRE PRODUTOS DE SATÉLITES (GOES-8 E
NOAA-12) E OBSERVAÇÕES DE CAMPO
O quanto de queimadas são identificadas pelos satélites?
Quais são as variações temporais e espaciais de queimadas no Acre?
OBJETIVO: RESPONDER AS PERGUNTAS
FONTE DE DADOS1) Videografia digital: realizada com equipes do INPE e IBAMA, em 19 setembro de 2001, a bordo da aeronave bandeirante do INPE.
TRANSECTO VIDEOGRÁFICO COM EXEMPLO DE IMAGENS E INTERPRETAÇÕES
91 cicatrizes em ~ 400 km2 (15.000 km2/200 km2*91 ≅ 6.800)
Diogo SelhorstAlberto Setzer
GeraldoLucatelli
Preço da viagem
Sobrevoo INPE-IBAMA19Set01
MAPA DAS QUEIMADAS GEOREFERENCIADAS DURANTE SOBREVÔOS COM IBAMA/PROARCO NO ACRE EM 2001
2) Fiscalização de queimas no campogerados em conjunto com sobrevôo com helicóptero, georeferenciando queimadas e desmatamentos.
IBAMA mapeou
1.090 pontos de
queimadas e estimou uma cobertura de
40% dos eventos.
este número teremos> 2700
queimadas
: estes dados foram IBAMA/PROARCO em
Extrapolando
EXEMPLO DE ÁREA DESMATADA E QUEIMADA GEOREFERENCIADA DURANTE SOBREVÔO
COM IBAMA
QUEIMADA ATIVA GEOREFERENCIADA EM SOBREVÔO COM IBAMA
3) Licenciamento oficial para corte e queima: dados fornecidos pelo IBAMA (Instituto Brasileiro do Meio Ambiente e dos Recursos Naturais Renováveis) e IMAC (Instituto de Meio Ambiente do Acre – IMAC).
Em conjunto os dois órgãos cederam 7100 licenças para corte e queima para todo Estado do Acre em 2001.
4) Dados do satélite GOES-8: os dados foram adquiridos pela internet em endereço ftp//: no site do CIMSS (Cooperative Institute for Meteorological Satellite Studies) da Universidade de Wisconsin - Madison.
Os dados do GOES-8 estão incompletos e representam apenas o período de 09/set/01 a 30/out/01(~ 50 dias). Foram usados apenas dados com flag = 0
5) Dados do satélite NOAA-12 (sensor AVHRR): dados coletados pela internet no site do INPE/CPTEC (Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos). http://www.cptec.inpe.br/ products/queimadas
Estes dados são para todos os meses de 2001, em todo Estado do Acre.
SÍNTESE DOS INDICADORES PARA QUEIMADAS NO ESTADO DO ACRE, EM 2001
LIMITAÇÕES X POSSIBILIDADES DO USO DE DADOS DOS SATÉLITES GOES-8 E NOAA-12
QUEIMADAS ACUMULADAS DE 01 A 11 DE SETEMBRO DE 2001 = 0 (ZERO).
DADOS DO CPTEC/INPE PARA O ESTADO DO ACRE.
Preocupante: Epoca tradicionalde queimadas
Dados para o Estado do Acre do NOAA-12 AVHRR (INPE) completos, e dados GOES-8 ABBA completos apenas nos anos de 1998 e 2000.
Número de pontos quentes por municípios do leste do Estado do Acre para 2001, com dados dos satélites NOAA-12 AVHRR e GOES-8 WF-ABBA (09set a 30out).
Conclusões do ano 2001 (Selhorst e Brown 2003)
1. AVHRR – subestima queimadas, GOES provavelmente também.
2. Sequencia de 1998 a 2000: tendências opostas AVHRR e GOES.
3. Distribuição espacial difere entre AVHRR e GOES para alguns municipios.
Uma possivel explicação da diferença enter GOES e AVHRR: Horário
Distribuição diária de queimadas para o Estado do Acre, Brasil. Dados do GOES-8 WF-ABBA, de 09 a 13 de setembro de 2001 (flag = 0).
Monitoramento em 2002(McClaid-Cook et al. Submitted.)
KirstenMcClaid-Cook
NaraPantoja
DiogoSelhorst
Fotografo: Jorcinei Widson
Diferença entre GOES e AVHRR continua para 2002Número de pontos quentes para o Estado do Acre
96188434
1208
GOES - total GOES - highly prob. AVHRR - Total
num
ber o
f hot
pix
els
Pontos Quentes GOES-8Total Acre 2002
Pontos Quentes NOAA-12Total Acre 2002
N
Matriz de Erro
Não Fogo
Fogo
Não FogoFogo
DC,Omissão
B,Comissão
A
Campo
Fração de erros de Omissão = C/A+C
Imag
em
Fração de erros de Comissão = B/A+B
Caçando queimadas por terra
Plotagem de pontos coletados no campo
Raio 2 km
NOAA pixels
ParcialmenteNublado
Dados de campo
Dados GOES
Verificação de campo, 05 de setembro de 2002
Verificação de campo, 01 de outubro de 2002
Queimadas observadas
Dados GOES
N
Observações iniciais: Erros significativos de omissão
Hipóteses
Para explicar os erros de omissão, formulamos as hipóteses seguintes:
1. O satélite não esteve presente na hora do fogo (mais no caso de NOAA).
2. A cobertura de nuvens ocultou a queimada, seja natural, seja ´pyrocumulus.´
3. Erro na localização do ponto quente.4. A intensidade da queimada não foi suficiente para
ser registrada.
Hipótese de nuvens
Nuvens ´pyrocumulus´que podem bloquear o sensor
19set01Norte BR-317Brasileia-Assis Brasil
6set02
25set02
27ago02
1245 horário local
Indicador denuvens
6set02
25set02
27ago02
1545 horário localMais tarde, mais nuvens,Menos pontos quentes
Hipótese de localização
• 58 dos 88 queimadas no campo ficaram dentro de 6 km de um ponto quente do GOES.
• Dos 30 não detectadas, todos ocorram nos dias com medio a alta cobertura de nuvens
• Tamanho e fonte não explicaram detecção– 2 queimadas de 30 ha não foram detectadas
• NOAA-AVHRR – as vezes tem cobertura parcial no Acre
Pico de queimadas
• Aparentemente ao redor de 7 de setembro• Ca. 25% pontos do NOAA-AVHRR
ocorreram no dia 6 de setembro de 2002.• Falta de pontos quentes (AVHRR) 1 a 11 de
setembro de 2001 -- preocupante.• Erros de omissão são potencialmente
grandes.• Não foram avaliados erros de comissão
Hot Pixel Counts for the GOES-8 and AVHRR sensors on September 6, 2002
050
100150200250300350
1445
1545
1645
1745
1845
1945
2045
2145
2345
Time (UTC)
no. o
f hot
pix
els
regi
ster
ed GOES-8 hot pixel count
AVHRR hot pixel countat 2245 UTC
Resultado da melhorResolução espacial1.1 vs 4 km?
Conclusões do 2002
• Pontos quentes do NOAA-AVHRR - cerca um décimo da queimadas no Acre.– Erro de omissão grande e aparentemente
variavel (cobertura parcial do estado).• Pontos quentes do GOES – mesma ordem
de grandeza das queimadas. – Erro de comissão não avaliada.
• Cobertura de nuvens – um fator importante.
de Problemologia a Solucionologia
• Incorporar dados do MODIS• Procurar métodos alternativos
– Cicatrizes de queimadas, Landsat, MODIS, Aster
• Integrar melhor usuários das informações– IBAMA, IMAC, Jornais, Sistema educacional
• Expandir para a Região MAP• Preparar para o Futuro
05Out2001 Landsat TM Banda 434 km x 21 kmCicatrizes em preto
MODIS 250m resol. - possibilidadede mapa de cicatrizes,1/mês???
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Mudanças na última década sãoconsistentes com aquecimento global
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escolares da regiãoescolares da região
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Camara Municipal – Assis Brasil, 1nov02
Jovem procurando asua casa na imagem
Mapas de pontos quentespodem ser repassados também
Necessidade de mais trabalho de campo
• Determinar não só erros de omissão, mas também erros de comissão
• Medir áreas afetadas para calibração de sensores – queimadas e desmatamento
• Medir o perigo para fogos acidentais nas florestas primárias e nas áreas agricolas e pastorais.
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“Quando eu era pequeno, tinha muita mata, tinha muita caça, tinha muita fruta. O rio lá de casa, era grande muito fundo, hoje não dá nem pra nadar, a água chega em baixo do joelho. Lá em casa tem pouca fruta, pouco peixe e pouca caça. O clima mudou muito, já estou velho e não sei como vai ser pros meus netos daqui pra frente.”
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