Meteorologia Aplicada
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Item Evaluating SAFER energy balance model in Mediterranean citrus crop conditions(Universidade Federal de Viçosa, 2025-07-17) Salamanca Lopez, Kevin Alain; Imbuzeiro, Hewlley Maria Acioli; http://lattes.cnpq.br/1200567475640353Accurate estimation of actual crop evapotranspiration (ET_a ) is crucial for effective irrigation management, especially in regions facing growing water scarcity. This study evaluates the performance of the Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving (SAFER) in a Mediterranean citrus orchard using remote sensing and Eddy Covariance (EC) data. The model was calibrated using local flux tower data from 2021 to 2022. Results showed strong agreement between observed and modeled ET_a during the wet season, with excellent statistical metrics (R² = 0.89 and 0.85; r = 0.95 and 0.92; RMSE = 0.95 mm day?¹ and 0.91 mm day?¹; bias = -0.94 mm day?¹and 0.53 mm day?¹ for 2021 and 2022, respectively), confirming the reliability of SAFER under well-watered conditions. However, the model performance decreased significantly during the dry season, R² = 0.352 and 0.167; r = -0.593 and 0.408; RMSE = 0.86 mm day?¹and 0.68 mm day?¹; bias = 0.01 mm day?¹ and 0.38 mm day?¹ for 2021 and 2022, respectively, likely due to the limited capacity of vegetation indices to detect plant physiological stress under water-deficit conditions. SAFER detected spatial variability in ET_a across the orchard, highlighting its potential for irrigation zoning. Comparisons with studies in tropical and semi-arid regions demonstrated consistency in mid-season ET_a estimates, supporting the model's adaptability. Despite reduced accuracy under drought conditions, SAFER remains a cost-effective and reliable tool for ET_a monitoring during optimal growth periods. Overall, it shows strong potential as a remote sensing–based tool for sustainable crop management, though dry-season applications require additional stress- adjustment factors. Keywords: Evapotranspiration; Remote sensing; Eddy Covariance; SAFER model; Citrus orchard; Mediterranean climate.Item Efeitos das mudanças de uso e cobertura do solo no regime de precipitação do Cerrado(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-01) Neumann, Nathan de Oliveira; Pires, Gabrielle Ferreira; http://lattes.cnpq.br/6471257422808103As mudanças de uso e cobertura do solo constituem um dos maiores problemas ambientais no Cerrado, impulsionadas majoritariamente pela expansão do setor agropecuário sobre áreas com vegetação nativa. Apesar dos impactos já documentados e da importância ecológica e econômica do bioma, sua proteção ainda é negligenciada, com legislação deficiente e áreas protegidas mal planejadas. Dessa forma, esse trabalho visou avaliar as possíveis relações entre as mudanças de uso e cobertura do solo e o regime de precipitação no Cerrado. Para isso, foi calculada a correlação de Spearman entre o uso do solo agropecuário e variáveis obtidas a partir de dados de chuva, como total precipitado, frequência de dias secos e os parâmetros da estação chuvosa (início, fim e duração). O total de precipitação e de dias secos foi analisado para cada trimestre: dezembro, janeiro e fevereiro (verão); março, abril e maio (outono); junho, julho e agosto (inverno); e setembro, outubro e novembro (primavera). Como o bioma apresenta grande heterogeneidade ambiental, ele foi dividido em vinte ecorregiões, com as análises conduzidas individualmente em cada uma, visto que cada local pode ter uma resposta diferente. Nos locais em que houve resultados estatisticamente significativos nas análises de correlação, as relações foram modeladas através de Modelos Aditivos Generalizados. Os resultados mostram correlações moderadas no geral, com todos eles indicando a intensificação de condições secas conforme o uso do solo agropecuário se expandiu, embora com magnitudes relativamente fracas e relações não lineares. Os resultados significativos se concentraram em trimestres com meses mais secos, quando a precipitação fica menos dependente de sistemas atmosféricos de larga escala. Durante o outono, foram observadas correlações com o total precipitado e com a frequência de dias secos em regiões na macrorregião do Centro-Oeste. No inverno, correlações com essas variáveis foram identificadas em áreas que abrangem o Tocantins, partes do Mato Grosso e de Goiás. Essas regiões também apresentaram correlações com a frequência de dias secos durante a primavera, bem como com o início e o fim da estação chuvosa, indicando, respectivamente, seu atraso e encurtamento à medida que a expansão agropecuária se intensificou nesses locais. Esse estudo demonstrou as áreas e épocas potencialmente mais afetadas pelas mudanças de uso e cobertura do solo no Cerrado, a fim de contribuir para o conhecimento científico e ampliar o debate sobre a ainda ineficiente conservação do bioma. Palavras-chave: chuva; desmatamento; savana; mudanças climáticasItem Eventos extremos de calor e seca no período de cultivo da soja e do trigo no Sul do Brasil: uma análise baseada em índices climáticos(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-05) Torma, Guilherme Nunes; Pires, Gabrielle Ferreira; http://lattes.cnpq.br/9010230128388036A contínua elevação da temperatura média da superfície global tem aumentado a frequência e a intensidade dos eventos extremos de calor e secas, tornando a produção agrícola mais instável. A Região Sul do Brasil não é exceção nesse cenário, devido aos impactos significativos sobre culturas economicamente relevantes à nível nacional, como a soja e o trigo. A investigação da manifestação e intensificação dos extremos climáticos, ao longo do ciclo de cultivo dessas culturas, é primordial para a implementação de medidas adaptativas diante dessa emergência climática. Assim, o objetivo principal deste estudo foi analisar as tendências de índices climáticos extremos nos períodos de cultivo dessas culturas. Foram utilizados dados climáticos diários, de 1961 a 2024, provenientes do Brazilian Daily Weather Gridded Data, aplicando-se índices associados a extremos de temperatura e déficit de pressão de vapor (VPD), bem como índices de seca meteorológicos e o índice climático de umidade. Posteriormente, os dados foram recortados com base em duas definições distintas de período de cultivo: o Período Apto para o Cultivo, delimitado pela janela de plantio recomendada pelo Zoneamento Agrícola de Risco Climático e pelo ciclo médio das cultivares registradas; e o Período Efetivo de Cultivo, definido espacial e temporalmente com base no calendário fenológico da soja, elaborado a partir de estudo guiado por ajustes nas curvas da fluorescência da clorofila induzida pela radiação solar. Por fim, as tendências das métricas associadas aos índices climáticos extremos e aos eventos detectados foram estimadas por meio de Inclinação de Sen, em conjunto com o teste de Mann- Kendall. Os resultados indicam intensificação do estresse térmico em todos os cultivos analisados, ao passo que o estresse por VPD apresentou sinais de escalada, especialmente na porção setentrional da região. Em relação às condições hídricas, observou-se heterogeneidade espacial, com agravamento das secas em direção às fronteiras continentais. Tais alterações climáticas podem comprometer a estabilidade da produtividade agrícola regional, caso não sejam adotadas estratégias de adaptação no manejo das culturas, as quais devem ser adequadas ao sinal climático extremo característico de cada área de cultivo.Palavras-chave: tendências; secas; extremos de calor; cultivo da soja; trigo; Sul do BrasilItem Uso de regiões homogêneas para obtenção de equações de chuvas intensas pelo método “Transformação da Máxima Precipitação Diária”(Universidade Federal de Viçosa, 2025-02-17) Torres, Ivana Patente; Cecílio, Roberto Avelino; http://lattes.cnpq.br/2436681824797328A precipitação é um dos principais componentes do ciclo hidrológico, visto que é a principal fonte de retorno de água da atmosfera para o solo. A ocorrência de altos volumes precipitados em um curto intervalo de tempo, denominam-se chuvas intensas. Embora a precipitação seja de suma importância para a atividade humana, manutenção dos rios, lagos e aquíferos, chuvas intensas tem sido relatadas como causadoras de diversos prejuízos às atividades humanas e danos ambientais, consequência de enxurradas, inundações, alagamentos, movimentos de massa e erosão. Nesse contexto, a quantificação e conhecimento da intensidade (I), frequência (F) e duração (d) das chuvas torna-se essencial. A relação entre esses três parâmetros é descrita pela Equação de Chuvas Intensas que pode ser obtida através de pluviógrafos ou da análise de séries históricas de pluviômetros, métodos alternativos utilizados em razão da baixa rede de monitoramento de chuva a partir de pluviógrafos. Métodos alternativos como a Transformação da Máxima Precipitação Diária (TMPD) obtém os parâmetros IDF com melhores resultados, sobretudo em regiões de alta densidade de estações meteorológicas, além de representarem as características regionais das estações de interesse. Entretanto, os dados existentes encontram-se muito dispersos na literatura brasileira, dificultando seu acesso e fazendo-se necessário sua compilação em um único repositório nacional, que facilita o uso dos dados para projetos de engenharia e controles de erosão. O presente trabalho compilou, em um único repositório nacional, equações IDF do Brasil com informações de 6550 localidades; obteve as máximas lâminas diárias precipitadas associadas a diferentes períodos de retorno (2, 5, 10, 20, 50 e 100 anos) através das funções de distribuição de probabilidade Gumbel, Log-Normal a 2 parâmetros e Gama em 73%, 21% e 6% dos ajustes, respectivamente; identificou 10 regiões homogêneas do ponto de vista das chuvas intensas, validadas pelo método de Hosking e Wallis; e obteve os parâmetros IDF para 5636 estações meteorológicas brasileiras utilizando o método TMPD aplicado a regiões homogêneas. Palavras-chave: chuvas intensas; equação idf; tmpd; regiões homogêneas; pluviógrafosItem Avaliação do sequestro de carbono em plantios de macaúba (Acrocomia aculeata) através de dados LIDAR e imagens multiespectrais(Universidade Federal de Viçosa, 2025-07-18) Rosario, Débora Nascimento; Imbuzeiro, Hewlley Maria AcioliA Macaúba (Acrocomia aculeata) destaca-se como um recurso valioso no combate às mudanças climáticas devido ao seu elevado potencial de sequestro de carbono (absorção de dióxido de carbono atmosférico). Essa característica permite que a espécie desempenhe um papel crucial na mitigação das mudanças climáticas e na geração de créditos de carbono em âmbito internacional. No entanto, a ausência de métodos práticos e modernos para monitorar o incremento de biomassa e o armazenamento de carbono na Macaúba dificulta a gestão sustentável desses recursos naturais. A melhoria na obtenção desses dados é essencial para impulsionar o desenvolvimento econômico nas regiões onde a Macaúba ocorre. Neste contexto, o presente trabalho teve como objetivo implementar um método em larga escala para integrar dados LiDAR aerotransportado com imagens de satélite multiespectrais e, assim, estimar o estoque de carbono em sistemas integrados de produção com Macaúba, localizados na Fazenda Espelho, no município de João Pinheiro, e na estação experimental de Araponga, ambos em Minas Gerais, Brasil. O modelo de melhor desempenho foi extrapolado para diferentes anos e áreas, com o objetivo de avaliar o crescimento da cultura e o aumento da biomassa e do carbono estocado pela Macaúba ao longo do tempo. Os modelos de aprendizado de máquina (machine learning) baseados em satélite Landsat apresentaram os melhores desempenhos preditivos na fase de treinamento, com coeficientes de determinação e (R²) superiores a 0,93 e erros absolutos baixos tanto para a biomassa (RMSE = 5,07 t/ha e MAE = 3,35 t/ha) quanto para o carbono (RMSE = 2,89 t/ha e MAE = 1,93 t/ha). Embora tenha ocorrido uma leve redução de desempenho na validação, esses modelos ainda superaram os demais, obtendo métricas de validação superiores (biomassa: R² = 0,73, RMSE = 11,09 t/ha e MAE = 7,19 t/ha; carbono: R² = 0,71, RMSE = 6,37 t/ha e MAE = 4,13 t/ha). Em contraste, os modelos baseados em redes neurais artificiais apresentaram desempenho inferior, com R² entre 0,70 e 0,81, apesar de exibirem maior estabilidade entre as fases de treinamento e validação. Esses resultados reforçam a viabilidade de aplicação prática do método desenvolvido para monitoramento de carbono. Palavras-chave: Macaúba; Sensoriamento remoto; Estoque de carbonoItem Abordagens avançadas para previsão de incêndios florestais: um modelo para atender às necessidades de Unidades de Conservação na Mata Atlântica(Universidade Federal de Viçosa, 2025-08-01) Faria, Ana Luisa Ribeiro de Nome; Delgado, Rafael Coll; http://lattes.cnpq.br/5946736343150109Incêndios florestais são fenômenos complexos de proporções alarmantes, cuja frequência tem se tornado cada vez maior em decorrência das mudanças climáticas globais, catalisadas pelas ações antrópicas. O bioma Mata Atlântica tem enfrentado, nos últimos anos, os impactos da fragmentação, evidenciados pelo aumento do número de focos de calor. Esse problema incide de maneira mais crítica sobre as Unidades de Conservação (UC), que enfrentam limitações no gerenciamento e no monitoramento, agravadas pela escassez de recursos financeiros e humanos, além das restrições impostas pela topografia. Objetivando minimizar esses problemas, foram propostos dois índices de risco de incêndio para as Unidades de Conservação do Parque Nacional da Serra da Gandarela (IRIPNSG) e o do Refúgio de Vida Silvestre dos Campos de Palmas (IRIRVSCP). Os índices foram elaborados com base no índice FMA+, já consolidado no Brasil, e associados a variáveis climáticas como precipitação pluviométrica (mm), temperatura média e máxima do ar (°C), velocidade do vento (m/s) e umidade relativa do ar às 13h (%), obtidas por meio de técnicas de Sensoriamento Remoto. Para a modelagem, foi empregada a Regressão Linear Transformada, a qual apresentou desempenho moderado em ambas as áreas de estudo, com o IRIPNSG demonstrando resultados globalmente superiores em relação ao IRIRVSCP. Palavras-chave: previsão de incêndios; micrometeorologia; mudanças climáticas; sensoriamento remoto.Item Padrões espaço-temporais de transporte de água atmosférica e umidade do solo na América do Sul de 1980 a 2020(Universidade Federal de Viçosa, 2025-03-07) Saito, Youlia Kamei; Justino, Flavio Barbosa; http://lattes.cnpq.br/5138967001932792A região do Cerrado no Brasil é uma zona ecológica e agrícola crucial, significativamente influenciada pelos fluxos atmosféricos de umidade que regulam a precipitação, a umidade do solo e a atividade de incêndios. Este estudo analisa as interações entre a variabilidade da umidade do solo, o transporte atmosférico de umidade e a dinâmica do fogo, considerando os principais fatores climáticos em grande escala, como o El Niño-Oscilação Sul (ENSO) e a Variabilidade Tropical do Atlântico (TAV). O aporte de umidade dos oceanos Atlântico e Pacífico, bem como da Bacia Amazônica, desempenha um papel fundamental no equilíbrio hidrológico da região. No entanto, mudanças nesses fluxos, especialmente durante as fases do ENSO, alteram a disponibilidade de umidade do solo e, consequentemente, a suscetibilidade ao fogo. Utilizando múltiplos conjuntos de dados (ERA5, GLEAM, GLDAS e CCI SM), o estudo aplica análise de função ortogonal empírica (EOF), análise harmônica, teste de tendência de Mann-Kendall, correlação de Pearson e análise espectral de potência para identificar padrões espaço-temporais dominantes na umidade do solo e nos fluxos de umidade em toda a América do Sul. Os resultados indicam que as fases de El Niño enfraquecem a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e reduzem o transporte de umidade da Amazônia, levando a condições mais secas e a um maior risco de incêndios florestais no Cerrado. Em contraste, os eventos de La Niña intensificam a precipitação ao fortalecer os fluxos de umidade amazônicos e atlânticos, mitigando a atividade do fogo. O estudo também avalia o papel das mudanças no uso da terra, do desmatamento e das práticas de manejo do fogo na modificação dos caminhos do fluxo de umidade e na alteração dos regimes naturais de incêndios. Os achados ressaltam a importância da umidade do solo na regulação dos processos hidrológicos e na resiliência dos ecossistemas no Brasil central. À medida que as mudanças climáticas se intensificam, eventos hidrológicos extremos, como secas prolongadas e episódios de precipitação intensa, devem perturbar os balanços de umidade, reforçando a necessidade de monitoramento contínuo e modelagem preditiva. O estudo destaca a necessidade de conservar as florestas amazônicas e implementar práticas sustentáveis de uso da terra para manter os fluxos regionais de umidade e mitigar os riscos de incêndios. Ao aprimorar a compreensão do transporte de umidade, da variabilidade da umidade do solo e da suscetibilidade ao fogo, esta pesquisa fornece insights valiosos para estratégias de adaptação climática, gestão de recursos hídricos e políticas de prevenção de incêndios no Cerrado. Palavras-chave: Fluxo de Umidade. Variabilidade da Umidade do Solo. Dinâmica do Fogo. Forçantes Climáticas.Item Modelagem da produção da palma de óleo sob condições atípicas de precipitação(Universidade Federal de Viçosa, 2025-02-28) Silva, Pedro Arthur de Azevedo; Imbuzeiro, Hewlley Maria Acioli; http://lattes.cnpq.br/2674121836129079As mudanças climáticas já afetam a produção agrícola e, caso seus efeitos sejam intensificados no futuro, a elevação da temperatura e escassez hídrica podem tornar regiões inteiras inaptas para cultivos ou, caso ainda sejam parcialmente aptas, isso pode se traduzir em aumento do custo de produção. A palma de óleo se tornou foco de preocupação ao considerar sua sensibilidade à disponibilidade hídrica, resultando em baixas expressivas na produção, pela irregularidade do fornecimento hídrico. Diante do desafio de monitorar e proteger a produção agrícola, técnicas de modelagem agrícola podem colaborar com a definição de um manejo preventivo mais eficiente, garantindo a produção esperada. O principal objetivo deste estudo foi avaliar como ocorrências atípicas nos padrões de precipitação podem influenciar na produção total esperada da palma de óleo. Foram obtidos dados de clima, solo e produção a partir de observações realizadas na propriedade Agropalma, situada no estado do Pará, Brasil. Os dados de clima e solo foram utilizados como entradas dos modelos, enquanto a produção dos talhões de palma de óleo foi utilizada nas etapas de treinamento, teste e validação dos modelos. Dois modelos foram utilizados para o estudo, sendo o primeiro o modelo ECOSMOS-Palm que é um modelo biofísico baseado em processos, e o segundo foi uma rede neural artificial, que é um modelo inspirado no funcionamento sináptico do sistema nervoso biológico. As simulações realizadas por meio da modelagem baseada em processos se mostraram mais adequadas para a realização deste estudo, obtendo resultados consistentes e mais precisos considerando os dados observados em campo. A maioria das simulações realizadas indicaram redução da produção da palma de óleo, entretanto, as penalidades produtivas se destacaram nas condições de redução do total precipitado, onde foi possível observar reduções mais intensas na produção estimada, se comparadas às simulações para as condições de aumento ou distribuição da precipitação. Apenas as simulações considerando o atraso na ocorrência da estação chuvosa registraram o aumento da produtividade da palma de óleo, o que foi associado à sua ocorrência durante os meses mais quentes e originalmente mais secos. Os resultados demonstraram como o fornecimento hídrico complementar em períodos críticos de redução de chuvas, associada a maior disponibilidade energética em condições ótimas, tem considerável potencial em elevar a produção esperada. Há um consenso literário quanto a irrigação ser o principal método para mitigar os efeitos das mudanças climáticas nos cultivos agrícolas, contudo, é um método que deve ser utilizado preferencialmente englobando diferentes vertentes do meio agrícola- ambiental, partindo de um manejo integrando a interface solo-água-vegetação- atmosfera. Demonstrou-se como a integração dos dados de campo em um modelo biodinâmico é capaz de simular precisamente a produção esperada da palma de óleo, apresentando grande potencial em apoiar gestores agrícolas no planejamento, definição, aplicação e avaliação de ações preventivas mitigadores dos efeitos das mudanças climáticas. Palavras-chave: Elaeis guineensis Jacq.; Modelo ECOSMOS; Aprendizado de máquina.Item Walking through space-time dynamics of the Southern Amazon's rainy season – deforestation impacts and hydroclimate variability at different scales(Universidade Federal de Viçosa, 2025-03-06) Commar, Luiz Felipe Sant' Anna; Costa, Marcos Heil; http://lattes.cnpq.br/1129779516844866Deforestation profoundly impacts cloud dynamics and the hydroclimate system across tropical regions, with cascading effects on the onset and duration of the rainy season. This study integrates observational and simulated data to analyze these effects across different spatial scales: regional (highway BR-163), state (Mato Grosso, MT), and the broader southern Legal Amazon. At the regional scale, deforestation reduces cloud cover at fine spatial resolutions (11–25 km), resulting in shallower, warmer clouds that suppress deep convective cloud formation during the dry-to-wet season transition. At the state level, Mato Grosso’s agricultural system, heavily reliant on its long rainy season for double cropping, is increasingly threatened by declining rainfall and delayed rainy season onset. Observational data from the past four decades show a worrying trend of reduced rainfall volumes, delayed onsets, and shorter rainy season durations, trends that may extend into the future as corroborated by Community Earth System Model (CESM) simulations under realistic deforestation scenarios. The rainy season onset is projected to shift to late October delaying in about two weeks, with durations falling below 200 days by mid-century. These changes could severely impact agricultural productivity, necessitating urgent sustainable practices and policy interventions to mitigate economic and ecological losses. Expanding to the southern Legal Amazon, CESM simulations reveal a yet unreported synoptic-scale circulation driven by extensive deforestation (ca. 40%). This anomalous circulation, linked to differences in surface heating, can persist for up to two months and delay the rainy season onset by 30–40 days compared to historical periods for the Legal Amazon. The implications of this persistent phenomenon extend beyond agriculture to include ecosystems and hydropower generation, highlighting the potential irreversibility of these changes under unabated deforestation trends. Together, this multi-scale analysis underscores the interplay of local land cover and large-scale processes in shaping the Amazon’s hydroclimate. These findings emphasize the critical need for robust land-use policies, integrated climate modeling, and cross-sectoral strategies to address the widespread impacts of deforestation on atmospheric processes, agriculture, and regional livelihoods.Keywords: deforestation; climate change; atmospheric modeling; Amazon; nexus food-energy-water.Item Equilíbrio bioclimático e o crescimento da vegetação secundária na Amazônia brasileira(Universidade Federal de Viçosa, 2025-03-05) Fialho, Viviane de Paula; Pires, Gabrielle Ferreira; http://lattes.cnpq.br/3884544921026336A resiliência da floresta Amazônica diante das mudanças climáticas e do uso da terra tem se tornado uma questão crucial. No entanto, observa-se que as atividades antrópicas vêm reduzindo essa resiliência, aproximando a Amazônia de um ponto crítico de desequilíbrio bioclimático. O desmatamento, o uso intensivo da terra e a consequente queda da produtividade agropecuária podem levar ao abandono de áreas, permitindo o crescimento da vegetação secundária. Apesar da crescente importância desse tema, ainda são escassos os estudos que avaliam o potencial de transição bioclimática levando em conta a regeneração florestal proporcionada pela vegetação secundária. Assim, este estudo busca preencher essa lacuna ao quantificar variáveis como precipitação, evapotranspiração, déficit hídrico e o crescimento da vegetação secundária. Os resultados indicam que o desenvolvimento da vegetação secundária consegue influenciar de forma positiva para manutenção do equilíbrio bioclimático na região Central. Na região Leste, é possível observar que a presença da vegetação secundária, por mais importante que seja, não consegue garantir que o risco de transição climática da região seja mitigado, uma vez que o efeito sobre o regime de chuvas é positivo, mas desfavorável em relação ao déficit hídrico. Por outro lado, na região Sul, o crescimento da vegetação secundária não é suficiente para manter condições climáticas adequadas ao desenvolvimento das florestas. Mesmo com a regeneração florestal, partes importantes do bioma ainda estão em risco de passarem pela transição climática. Palavras-chave: Florestal. Vegetação secundária; Equilíbrio bioclimático; Regeneração.