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 Fbrown@uol.com.br 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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Umidade de Serrapilheira <20% => propagação de fogona floresta

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em mudança climática

Inclusão dos resultados de pesquisa Inclusão dos resultados de pesquisa nos governos municipais e sistemas nos governos municipais e sistemas

escolares da regiãoescolares da região

Ivanir OliveiraIvanir OliveiraSecretária de Secretária de Educação Educação ----Assis BrasilAssis Brasil

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.

O desafio de medir um desmatamento de 130 ha

“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.”

Seu José, Seringueiro do AmazonasIII Congresso Brasileiro de Sistemas Agroflorestais (Manaus-AM)

Novembro 2000

(Seu João Melo e netas no Seringal Porongaba,Acre, 2001)

“Qual é a nossa respostapara Seu José e

suas netas?”