INFORME TÉCNICO FINAL. Estimación de la Concentración de Sedimentos Suspendidos en la Bahía de Vitoria-Brasil Usando Datos del Satélite DEIMOS-1

Transcripción

1 INFORME TÉCNICO FINAL Estimación de la Concentración de Sedimentos Suspendidos en la Bahía de Vitoria-Brasil Usando Datos del Satélite DEIMOS-1 Joel Rojas Acuña Julio Aquije Chacaltana Edward Alburqueque Salazar Gregório L.G. Teixeira Auspiciado por el IPGH con el Número del Proyecto GEOF y dentro de la Comisión de Geofísica Junio

2 I. ACTIVIDADES REALIZADAS Para conseguir los objetivos del proyecto se ha llevado a cabo las siguientes actividades: (1) Estancia del responsable del proyecto (Dr. Joel Rojas Acuña) por Perú en el periodo 10 de marzo al 02 de abril en la Universidad Federal de Espíritu Santo. Durante la estancia se desarrollo tres actividades muy importantes. (2) Un mini curso de tres días sobre el uso del software SEADAS y las MODIS del satélite AQUA para determinar la temperatura de la superficie del mar (TSM y CHL-a del sensor MODIS sobre la Bahía de Espíritu Santo. (3) Se diseñó un programa IDL para el procesamiento de las imágenes TM y ETM del satélite Landsat 5 y 7 sobre la Bahía de Espíritu Santo obtenidas del INPE- Brasil y (4) Se colaboró con la orientación final de una Tesis de maestrado en ingeniería ambiental del candidato Gregório Luiz Galvão Teixeira. La defensa pública de la disertación cuyo titulo es Distribuição da temperatura da superfície do mar e do sedimento suspenso na plataforma continental capixaba utilizando imagens Landsat5/TM se llevo a cabo el 3 de mayo 2012 a las 9am (hora de Brasil) en la cual participe como miembro co-orientador vía conferencia virtual en el local Neaad/UFES Apresentação via videoconferência no endereço: (webconf2.rnp.br/uab_ufes). Los miembros del jurado fueron los siguientes docentes: Prof. Dr. Júlio Tomás Aquije Chacaltana - DEA/CT/UFES (Orientador), Prof. Dr. Joel Rojas Acuña Universidad Nacional Mayor de San Marcos- Peru (Co-orientador), Prof. Dr. Antônio Sérgio Ferreira Mendonça - DEA/CT/UFES (Exam. Interno), Prof. Dr. Milton Kampel INPE (Exam. Externo). En Lima, (5) se participó en el evento III CONGRESO DE CIENCIAS DEL MAR DEL PERÚ, 25 al 29 de junio del 2012, realizado en la Cámara de Comercio de Lima Av. Giuseppe Garibaldi 396 (Ex Gregorio Escobedo) Jesús María Lima Perú ( El equipo de investigación LABSUL-LABTEL ha presentado los siguientes artículos: 1. Estimación de la Concentración de Clorofila - a en la Superficie del Mar Peruano a partir de las Imágenes del Sensor MODIS transportado por el Satélite AQUA. Joel Rojas Acuña, Rosa Inés Paredes Peñafiel, María Giuliana Quezada García. 2. Estimación de la Concentración de Sedimentos Suspendidos en las Bahías de Espírito Santo- Brasil, Paracas y Chimbote-Perú Usando las Imágenes de los Satélites DEIMOS-1 y Landsat ( ). Joel Rojas Acuña, Julio Tomas Aquije Chacaltana, Edward Alburqueque Salazar, Leonardo Carvalho de Jesus,, Gregório L.G. Teixeira. 3. Estudio de la Concentración de la Clorofila-a en la Costa del Mar Peruano Usando imágenes del Sensor MODIS a bordo del Satélite AQUA ( ). Alan Joel Ascoy Garcia, y Joel Rojas Acuña 4. Estimación y Validación de la Temperatura de la Superficie del Mar Peruano usando Imágenes AVHRR / NOAA y datos in-situ con el Software Pacha Ricaj. José Carlos Eche Llenque, Joel Rojas Acuña, y Edward Alburqueque Salazar 5. Estimación de la Temperatura Superficial del Mar Peruano Usando Imágenes de los Sensores AVHRR/3 y MODIS en el Infrarrojo Térmico (2008). Edward Steve Alburqueque Salazar, Joel Rojas Acuña, José Carlos Eche Llenque 6. Análisis del trasporte de los sedimentos superficiales en la bahía de Chimbote. Leonardo C. Jesus, Gregório L. G. Teixeira¹, Julio T. A. Chacaltana, Edward A. Salazar, y Joel R. Acuña. 7. Estudio de la Distribución Espacio-temporal de la TSM para el periodo comprendido entre en la región oceánica central de Brasil. Kaio Calmon, Larissa Freguete, Julio Aquije y Gregório Teixeira

3 II. METODOLOGÍA 2.1 Datos y Área de Estudio Se está adquiriendo ocho imágenes del sensor SLIM-6-22 del satélite DEIMOS de Chimbote - Perú y Vitoria - Brasil en el periodo Estas imágenes DEIMOS son de nivel L1T. La Tabla 1 resume lo adquirido hasta el mes de diciembre 2011 gracias al proyecto LABESUL-LATUV aprobado en el anuncio de oportunidades lanzada por la empresa distribuidora de imágenes DEIMOS Imaging SL con sede en España ( De agosto a diciembre 2011 se adquirió dos imágenes DEIMOS para Vitoria y Chimbote. Entre marzo y abril 2012 se adquirió la imagen Landsat de Vitoria del 30 de julio Esta imagen Landsat fue obtenida de la NASA. Las imágenes en color falso se muestran en la Figura 1. Tabla 1. Adquisición total de las imágenes Deimos-1 del área de estudio. Nº Área de Estudio País Fecha Nombre completo del archivo imagen DEIMOS 1 Paracas Perú DE01_SL6_22P_1T_ T160156_ T160235_DMI_0_1d7d 2 Vitoria Brasil DE01_SL6_22S_1T_ T132630_ T132733_DMI_0_ Vitoria Brasil DE01_SL6_22S_1T_ T133715_ T133808_DMI_0_26c1 4 Vitoria Brasil DE01_SL6_22T_1T_ T134239_ T134327_DMI_0_26a3 5 Vitoria Brasil DE01_SL6_22P_1T_ T134933_ T134950_DMI_0_2ef8 6 Vitoria Brasil DE01_SL6_22S_1T_ T134031_ T134131_DMI_0_ Vitoria Brasil DE01_SL6_22S_1T_ T134019_ T134050_DMI_0_ Chimbote Perú DE01_SL6_22S_1T_ T160814_ T160834_DMI_0_376f Figura 1 Imagen Deimos de (a) Vitoria Brasil del 18 de agosto 2011 y (b) Chimbote Perú del 04 de noviembre (c) Imagen Landsat del 30 de julio 2011 de Vitoria Brasil. 2.2 Programa IDL para determinar la Radiancia y Reflectancia en sensor TM y ETM de los satélites Landsat 5 y 7 capturadas por el INPE en Brasil. Un programa en IDL fue diseñado para determinar la radiancia de las 7 bandas de los sensores TM y ETM. Luego se obtiene las reflectancias de las bandas 1, 2, 3, 4, 5 y 7 y la temperatura de brillo de la banda 6. El listado del programa IDL a solicitud del autor, (Rojas y Alburqueque, 2012). Un listado del programa IDL para calcular la CSS sobre las imágenes deimos a solicitud del autor (Rojas y Alburqueque, 2011).

4 III. RESULTADOS En la Figura 2 se muestran la Temperatura de la Superficie del Mar del sensor MODIS usando el software SEADAS sobre la Bahía de Espíritu Santo en Brasil (a) y el grafico de dispersión de TSM de MODIS y Landsat (b). La Imagen de CSS en la Bahía de Ferrol, Chimbote Perú para el 05/11/11 es mostrado en Fig2(c). (a) (b) (c) Figura 2 - TSM del MODIS usando el SEADAS sobre la Bahía de Espíritu Santo (a) y la dispersión de TSM de modis y Landsat (b), (Texeira, 2011). Imagen de CSS en la Bahía de Ferrol, Chimbote Perú para el 5 de noviembre 2011 (c). (a) (b) (c) (d) Figura 3 - TSM da área de estudo para diferentes períodos a partir da equação de regressão TBxTSMMUR (Texeira,2011). (a) (b) (c) (d) Figura 4 - CSS da região de estudo para diferentes períodos a partir da equação de (Tassan,1987).

5 Os campos de TSM na Figura 3 se apresentam com duas característica bem definidas, imagens com distribuições tendendo à homogeneidade térmica e imagens com um alto contraste térmico entre as regiões próximas e afastadas da costa. As Figuras 3a e 3b são as que apresentam as maiores e menores temperaturas com destaque a Figura 3a na qual está presente a maior faixa de variação _21_C à _26_C. Já as Figuras 3c e 3d têm uma temperatura superficial mais homogênea e menor. Este comportamento da faixa de variação da TSM, em função do período de aquisição das imagens, foram verificadas por Teixeira (2009), no qual, através de perfis transversais a costa, observou variações mais abruptas da temperatura no período de verão, enquanto temperaturas mais baixa e com uma distribuição mais homogênea estão presentes nos períodos de inverno. Com relação às regiões da linha de costa, observa-se que somente na Figura 3a há uma entrada mais significativa de plumas termais com águas mais quentes no ambiente marinho. Estas regiões são principalmente o Rio Doce, a Baía do Espírito Santo e o Rio Jucu, cujas temperaturas correspondentes destas plumas são _25_C, _23_C e _24_C, respectivamente. As maiores vazões para o Rio Doce ocorrem nos 6 primeiros meses do ano hidrológico, de outubro à março, como observado por Campos (2011), corroborando, assim, os resultados de pluma térmica encontrada na Figura 3a. Na Figura 4 são apresentadas a distribuição da CSS para as mesmas cenas, para as quais foram calculados os campos de TSM na sessão anterior. A distribuição da CSS tem como padrão, nestas cenas, uma diminuição do seu valor em direção às maiores profundidades, não sendo uniforme ao longo da costa. Tomando as maiores concentrações, como sendo o núcleo da mancha, ou pluma, de sedimento, pode-se inferir a advecção a partir do campo de CSS sendo predominantemente para sul na direção NE-SO. Devido à capacidade de transporte da camada superficial dos oceanos pelo vento, temos que esse transporte da pluma de sedimento pode ser explicado pela atuação predominante E-NE do vento (Rossi-Wongtschowski et al., 2006). As maiores concentrações são observadas próximas ao Rio Doce, Figura 4d, com valores superiores a 60 mg/l, enquanto em outras regiões da área de estudo são predominantes, valores próximos de 10 mg/l. Observando-se a variação espacial e quantitativa da CSS, entre as cenas, é possível verificar uma característica mais restrita e de menores valores na Figura 4a que nas demais. AGRADECIMIENTOS Agradecemos al IPGH por el apoyo económico al proyecto de investigación conjunta UNMSM (PERÚ) UFES (BRASIL) que se está ejecutando en este año Gracias también a la empresa DEIMOS Imaging SL de España por la entrega de las ocho imágenes DEIMOS de las regiones de estudio en Perú y Brasil a través de los Doctores José Luis Casanova Roque, y Alfredo Romo. También agradezco al INPE por las imágenes Landsat. REFERENCIAS Chander, G.; Markham, B.; Helder, D. L. Summary of current radiometric calibration coefficients for landsat mss, tm, etm+, and eo-1 ali sensors. Remote Sensing of Environment, v. 113, p , Teixeira, G. L. G.; Albuquerque, E. S.; Chacaltana, J. T. A.; Acuña, J. R. Distribuição da css a partir de imagens de satélite como suporte a decisão para amostragem destinada à estudos virológicos. Anais DoCongresso Latino Americano De Ciencias Do Mar, Florianópolis, p , Campos, A. P. M. AnÁlise da variabilidade espacial e temporal da pluma do rio doce (es) através de sensoriamento remoto, Dissertação de Mestrado apresentada ao Programa de Pós Graduação em Oceanografia Ambiental da Universidade Federal do Espírito Santo, Rossi-Wongtschowski, C. L. D. B.; Valentin, J. L.; Jablonski, S.; Amaral, A.; Cecilia, Z.; Hazin, F. H. V.; EL-Robrini, M. O ambiente marinho. in: Ministério do meio ambiente. (org.). programa revizee- avaliação do potencial sustentável de recursos vivos da zona econômica exclusiva do brasil. Brasília: MMA, Tassan, S. Evaluation of the potential of the Thematic Mapper for marine application. Int. J. Remote Sensing, vol. 8(10), p , Rojas, J. y E. Alburqueque, (2012): Programas IDL para determinar la concentración de los sedimentos en suspensión usando imágenes Landsat y DEIMOS. Propiedad del Laboratorio de Teledetección. Rojas, J. y E. Alburqueque, (2011): Lectura de Imágenes Deimos usando ENVI+IDL. Propiedad del Laboratorio de Teledetección.