30 anos de medições da hidratação do solo para estudar alterações climáticas

Água retida pelo solo desempenha papel importante no sistema climático

2012-06-25

A água retida pelo solo desempenha um papel importante no sistema climático. Os dados libertados pela Agência Espacial Europeia (ESA) englobam o primeiro conjunto de detecção remota da hidratação dos solos, num período que vai de 1978 a 2010 – antecedendo a informação fornecida actualmente pela missão SMOS da ESA.

Dados de hidratação do solo desde 1978 (Imagem: Planetary Visions Ltd)

Os dados são agora disponibilizados à comunidade científica para a análise e validação de modelos climáticos. A quantidade total de água retida no solo perfaz cerca de 0.001 por cento da quantidade de água encontrada na Terra, que é crucial para o crescimento das plantas, mas também está ligada ao tempo e ao clima. Isto é porque a hidratação do solo é uma variável essencial nas trocas de água e energia entre a terra e a atmosfera: os solos secos emitem pouca ou nenhuma água para a atmosfera.

Energia e água no equilíbrio do sistema climatérico
(Imagem: ESA - AOES Medialab)

Detectada recentemente, a tendência para a diminuição nas taxas globais de evaporação, por exemplo, podem ser explicadas directamente pela fraca contribuição da hidratação dos solos, embora ainda não esteja bem compreendida a sua relação com o sistema climático. E até agora não têm estado disponíveis observações a longo prazo da hidratação dos solos terrestres. Isto significa que em muitas regiões do mundo é difícil avaliar os modelos climáticos e as relações de feedback entre a humidade e a seca nos solos com a temperatura.

Em 2009, a ESA lançou uma missão de satélite dedicada, o SMOS, que fornece medidas directas e de grande qualidade da quantidade de água no solo à superfície. Uma vez que as aplicações principais do SMOS estão relacionadas com as previsões meteorológicas, a hidrologia e a gestão da água, a missão também fornece dados quase em tempo real para aplicações operacionais.

No entanto, para colmatar a actual falta de dados históricos de hidratação do solo para aplicações climáticas, a agência também tem apoiado a criação de uma base de dados global, a partir de medições feitas no passado por uma série de satélites europeus e americanos. Estas actividades tiveram início no âmbito do projecto Water Cycle Multi-mission Observation Strategy, liderado pelo ITC (Holanda), dentro do programa da ESA de apoio à Ciência, Support To Science Element.

32 anos de dados

Os 32 anos de dados permitem um cálculo robusto da climatologia, que por sua vez pode ser usada para calcular as anomalias. Por exemplo, são evidentes as zonas de seca, tais como o centro dos Estados Unidos, em 25, ou o Brasil e a África Oriental, no verão de 2007, o sul da China no inverno de 2009-10 e em 2010 na Rússia.

Também são evidentes as inundações, tais como aconteceu no Afeganistão em 1992, na África Oriental em 1998-99, em Marrocos, em 2008, e nas cheias de 2010-11, em Queensland, Austrália. Os dados resultam da fusão de duas fontes de informação diferentes. A primeira é baseada em dados de micro-ondas processados pela Universidade Tecnológica de Viena e tem por base as observações na banda C por escaterometria dos satélites europeus ERS-1, ERS-2 e MetOp-A.

O outro conjunto de dados foi produzido pela Universidade de Vrije de Amsterdão, em colaboração com a NASA, baseada em observações passivas de micro-ondas pelas missões Nimbus-6, DMSP, TRMM e Aqua. A junção destes dois tipos de dados teve como objectivo tirar partido dos dois tipos de técnicas de micro-ondas, mas revelou-se difícil em virtude da degradação dos sensores, dos desvios na calibração e das alterações algorítmicas nos sistemas de processamento.

Os desafios também incluíram a garantia de consistência entre os dados de hidratação do solo dos diferentes instrumentos de captação activa e passiva. Já que é a primeira vez que é lançado um produto destes, foi necessária uma cooperação activa das comunidades de detecção remota e modelação do clima, de forma a validar os dados de satélite para que se perceba melhor os resultados dos modelos.

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