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Title: Análise do albedo em áreas de caatinga preservada e substituída por pastagem
Authors: Souza, Alcindo Mariano de
Advisor: Silva, Claudio Moisés Santos e
Keywords: Climatologia;Bioma caatinga;Semiárido brasileiro;Degradação
Issue Date: 7-Mar-2022
Publisher: Universidade Federal do Rio Grande do Norte
Citation: SOUZA, Alcindo Mariano de. Análise do albedo em áreas de caatinga preservada e substituída por pastagem. 2022. 87f. Tese (Doutorado em Ciências Climáticas) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2022.
Portuguese Abstract: A caatinga é um dos biomas endêmicos mais vulneráveis com relação às mudanças climáticas. Estudos das consequências na alteração em fatores biofísicos, dentre eles o albedo de superfície, são relevantes para o entendimento do papel desse bioma no clima da Região Nordeste do Brasil. Compreender os processos que levam às mudanças de albedo por meio de análises em áreas de caatinga pode ajudar na preservação e no uso mais adequado de seus recursos. Nessa perspectiva, uma análise comparativa entre o albedo de uma área de caatinga preservada e de outra antropizada em pastagem com manejo do pastejo traz informações importantes para a percepção de possíveis consequências no uso do solo e auxiliem na compreensão da degradação e contribuam para a preservação do bioma. Também são importantes as informações sobre o potencial uso do albedo em pastagem como estratégia de mitigação das mudanças climáticas por meio do Solar Radiation Management (SEM). Dessa forma, o estudo foi conduzido a partir de observações das componentes do balanço de radiação à superfície em dois ambientes: Estação Ecológica do Seridó considerada como caatinga preservada (Caatinga), localizada no município de Serra Negra do Norte e; Escola Agrícola de Jundiaí considerada caatinga substituída por pastagem com manejo (Pastagem), em Macaíba, ambos no estado do Rio Grande do Norte. Os dados de albedo compuseram um ciclo anual de chuvas, dentro de quatro períodos: a estação seca, transição entre seca e chuvosa, chuvosa e transição entre chuvosa e seca tanto na Caatinga como na Pastagem. As médias de albedo foram maiores na Pastagem em todas as estações, com valor de 0,18 no ciclo anual, apresentando pouca variabilidade sazonal. Na Caatinga, o albedo médio foi de 0,15, sendo a estação de transição chuvosa para a seca aquela com maior valor igual a 0,16. A maior diferença no albedo médio entre a Pastagem e a Caatinga aconteceu na estação seca e a menor na estação chuvosa e na de transição entre seca e chuvosa. Embora a precipitação no período tenha sido maior na Pastagem com 992,7 mm, ainda assim apresentou um maior albedo médio em comparação à Caatinga que teve chuvas de 507,6 mm acumuladas no período. A elevação solar média também foi maior na Pastagem, o que influenciaria para redução da diferença entre os albedos médios com relação à Caatinga. Entretanto o albedo com base nos valores médios diários não sofreu influência estatisticamente significativa da elevação solar. Já com relação ao albedo médio em cada horário do dia, houve uma forte correlação negativa para todas as estações na Pastagem, mostrando também uma maior amplitude na variação do albedo no decorrer do dia em relação à Caatinga. Para ambos os sítios experimentais, as maiores dispersões nas frequências dos valores médios horários de albedo ocorreram no início da manhã e final da tarde, tendo maior regularidade em horários próximos ao meio dia. Algumas das consequências desse estudo são: a confirmação de que uma área de caatinga substituída por pastagem adquire características biofísicas que implicam em uma redução na radiação líquida em relação à caatinga com mata nativa, mesmo em pastagem com manejo do pastejo e forrageiras selecionadas e; que em uma região que haja o manejo de pastagem diminui a variabilidade do albedo, principalmente na comparação entre as suas estações seca e chuvosa, o manejo no pastejo evita que haja uma redução excessiva da cobertura vegetal e essas forrageiras não permitem um incremento muito maior do albedo, principalmente na estação seca. Essa menor variabilidade sazonal quando comparada à Caatinga, mesmo sendo muito próximas, a depender da área de cobertura pode ser mais relevante para a radiação líquida e para o clima da região. A resposta mais significativa do albedo médio horário em relação à elevação solar e o seu maior valor médio na Pastagem, mesmo com maior precipitação, apontam para o potencial uso do albedo no gerenciamento da radiação solar refletida, contudo investigações posteriores poderão indicar a possibilidade de seu uso na redução da temperatura local, principalmente em períodos mais quentes durante a estação seca.
Abstract: The caatinga is one of the endemic biomes most vulnerable to climate change. Studies of the consequences of changes in biophysical factors, among them the surface albedo, are relevant to understand the role of this biome in the climate of the Northeast Region of Brazil. Understanding the processes that lead to albedo changes through analysis in caatinga areas can help in the preservation and more appropriate use of its resources. In this perspective, a comparative analysis between the albedo of a preserved caatinga area and another one anthropized in pasture with grazing management brings important information for the perception of possible consequences of land use and helps in the understanding of degradation and contributes to the preservation of the biome. Also important are information on the potential of using albedo in grasslands as a climate change mitigation strategy through Solar Radiation Management (SEM). Thus, the study was conducted from observations of the components of the net radiation at the surface in two environments: Seridó Ecological Station considered as preserved caatinga (Caatinga), located in the municipality of Serra Negra do Norte and; Jundiaí Agricultural School considered caatinga replaced by pasture with management (Pasture), in Macaíba, both in the state of Rio Grande do Norte. The albedo data comprised an annual rainfall cycle within four periods: the dry season, the transition between dry and rainy, rainy, and the transition between rainy and dry in both Caatinga and Pasture. The albedo averages were higher in the Pasture in all seasons, with a value of 0.18 in the annual cycle, showing little seasonal variability. In the Caatinga, the albedo average was 0.15, with the rainy to dry transition season being the one with the highest value and equal to 0.16. The biggest difference in the average albedo between the Pasture and the Caatinga happened in the dry season and the smallest in the rainy season and in the transition between dry and rainy season. Although the precipitation in the period was higher in the pasture with 992.7 mm, it still had a higher average albedo compared to the Caatinga, which had a cumulative precipitation of 507.6 mm in the period. The average solar elevation was also higher in the Pasture, which would influence the reduction of the difference between the average albedo in relation to the Caatinga. However, the albedo based on the daily mean values was not significantly influenced by the solar elevation. Regarding the average albedo at each time of day, there was a strong negative correlation for all seasons in the Pasture, also showing a greater amplitude in the albedo variation throughout the day in relation to the Caatinga. For both experimental sites, the greatest dispersions in the frequencies of the hourly mean values of albedo occurred in the early morning and late afternoon, with greater regularity at times close to noon. Some of the consequences of this study are: the confirmation that an area of caatinga replaced by pasture acquires biophysical characteristics that imply a reduction in net radiation compared to caatinga with native forest, even in pastures with grazing management and with selected forage and; that a region where pasture is managed reduces albedo variability, especially in the comparison between its dry and rainy seasons, pasture management avoids an excessive reduction in vegetation cover and these forages do not allow a much larger increase in albedo, especially in the dry season. This smaller seasonal variability when compared to the Caatinga, even though they are very close, depending on the coverage area, may be more relevant for the net radiation and the climate of the region. The most significant response of the mean hourly albedo to solar elevation and its highest value average, even with greater precipitation, in the Pasture point to the potential use of albedo in the management of reflected solar radiation, however further investigations may indicate the possibility of its use in reducing of the local temperature, mainly in warmer periods during the dry season.
URI: https://repositorio.ufrn.br/handle/123456789/48266
Appears in Collections:PPGCC - Doutorado em Ciências Climáticas

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