Utilize este identificador para referenciar este registo: http://hdl.handle.net/10451/20516
Título: Analysis of in Situ measurements supported by earth observation data for the identification of drought events in South Tyrol
Autor: Remelgado, Ruben Tiago Soares Lapa
Orientador: Reis, Eusébio Joaquim Marques dos
Schneiderbauer, Stefan
Palavras-chave: Detecção remota
Sistemas de informação geográfica - SIG
Alterações climáticas - Seca - Tirol do Sul
Análise de séries temporais - MODIS
Teses de mestrado - 2013
Data de Defesa: 2013
Resumo: Desenvolvido no seio do projeto ModEOalp, financiado pelo Instituto de Deteção Remota Aplicada, centro de investigaçao da Academia Europeia de Bolzano (EURAC), o presente trabalho de investigação providencia uma avaliação da eficiência da integração de dados de campo e de deteção remota para a identificação e avaliação de eventos de seca sobre a região da Tirol do Sul. Como demonstrado em diversos estudos (Weingartner et al., 2009; Beniston, 2012; López-Moreno et al., 2012) desenvolvidos em torno do efeito das alterações climáticas sobre a neve na Grande Região Alpina (GRA), as alterações climáticas adquirem um papel fundamental, apresentando-se como uma problemática fundamental a médio e longo prazo à escala regional e continental. Devido à sua contribuição para a manutenção dos níveis de água de alguns dos maiores rios europeus (Danubio, Rhine e o Pó), a GRA adquire uma forte dimensão estratégica sendo a sua manutenção fundamental para garantir a subsistência das comunidades europeias. Apesar de o conceito de seca ainda não adquirir um papel expressivo no contexto da investigação desenvolvida em torno das alterações climáticas na região alpina, a variação da precipitação e da temperatura ao longo das ultimas décadas assim como as consequentes alterações verificadas sobre a neve apontam para ma crescente e preocupante tendência. Como demonstrado por Beniston et al. (1997 , 2002, 2012), embora as a alteração registadas ao nível da quantidade e densidade da neve precipitada durante o inverno ao longo dos últimos 60 anos não sugiram o alcançar de valores preocupantes assim como visíveis implicações para as comunidades que desta dependem para o abastecimento de água e para o desenvolver de atividades turísticas, a tendência negativa observada obriga à consciencialização por parte dos atores envolvidos para as suas possíveis repercussões. Consequentemente, a monitorização das condições meteorológicas assim como das alterações por estas criadas sobre a superfície assume um papel fundamental, contribuindo para a mitigação dos efeitos negativos originados por potenciais eventos de escassez de água. Focando a sua atenção num período de 11 anos entre 2001 e 2011, a combinação dos métodos estatísticos e de SIG propostos e aplicados no âmbito do presente trabalho de investigação permitiram a avaliação do comportamento espácio-temporal das alterações climáticas na Tirol do Sul durante este período, contribuindo para a identificação de eventos climáticos extremos e para a observação das suas implicações sobre a vegetação e a neve. Enquanto que a neve se apresentar como um importante indicador das mudanças nos padrões meteorológicos a curto-prazo respondendo diretamente à precipitação recebida assim como às rápidas alterações da temperatura, a vegetação desempenha um papel fundamental, providenciando um indicador da intensidade dos eventos climáticos extremos observados, revelando o efeito da prolongada escassez de água e assinalando a presença (ou ausência) de eventos de seca. Consequentemente, a adoção de uma abordagem multi-temporal para a identificação torna-se essencial para a identificação de eventos de seca, permitindo a compreensão da influência cumulativas das alterações registadas e motivando a perceção de potenciais impactos sobre a superfície e contribuindo para a antecipação e mitigação de efeitos negativos sobre as comunidades humanas e naturais. No âmbito do período de 11 anos considerado, a aplicação do SPI como um indicador de seca meteorológica assim como a estandardização da temperatura permitiram a bem-sucedida identificação de eventos climáticos extremos a várias escalas temporais, providenciando as bases necessárias para o desenvolvimento de futura investigação científica. Neste contexto, a utilização de imagens MODIS assume um papel fundamental no trabalho desenvolvido. A utilização de índices como o NDVI e o NDII assim como informação espacial da presença de neve sobre a superfície estudada potencializam a validação da análise estatística efetuada providenciando uma maior robustez a esta e criando as bases necessárias para a sua aplicação na monitorização do fenómeno estudado em superfícies topográficas complexas. Através da análise estatística aplicada, 2003, frequentemente referido como um importante pico na primeira década do século 21 devido à elevada intensidade das alterações registadas tanto no observado deficit de precipitação como no aumento das temperaturas, revelou elevadas anomalias positivas de temperatura assim como condições extremamente secas. Apesar disto, considerando as alterações das anomalias de precipitação a médio prazo, o período entre 2003 e 2007 adquire um papel comparativamente maior na compreensão das dinâmicas climáticas estudadas. Apesar de o SPI 24 apontar para uma baixa intensidade do deficit de precipitação após 2003, a presença continuada de um deficit de precipitação aliada à forte e acumulada acumulação de anomalias positivas de temperatura revelam a presença de um evento de seca a médio-prazo cujas consequências são visíveis pela aplicação de métodos de deteção remota, revelando a aplicabilidade de imagens de satélite de resolução moderada e da sua combinação com medições de campo para a monitorização das alterações climáticas e dos seus impactos sobre superfícies altamente complexas.
Abstract: Developed in the scope of the ModEOalp project financed by European Academy of Bolzano (EURAC) research center Institute of Applied Remote Sensing, the presented research provides an evaluation of the effectiveness of integration of in situ and remote sensing data for the identification and evaluation of drought events over the region of South Tyrol. As shown by several studies developed on the effect of climate change on snow cover in the Great Alpine Region (Weingartner et al., 2009; Beniston, 2012; López-Moreno et al., 2012), climate change acquires a major role presenting itself as a large mid and long-term issue on both regional and continental level. Although the concept of drought still does not acquire a significant role within the alpine region climate change research, the variation of both precipitation and temperature during the last decades as well as the resulting changes in snow dynamics point to a growing and worrying tendency. Focusing its attention on an 11 year period between January 2001 and December 2011, the statistical and GIS methods proposed and applied within this research allowed for the evaluation of interannual variability of South Tyrol’s climate within this period, contributing for the identification of extreme climate events and for the observation of its implications over vegetation and snow. Although snow presents itself as an important indicator of short-term changes in meteorological patterns directly responding to incoming precipitation as well as to rapid changes in temperature, vegetation plays a major role, providing an indicator of the intensity of the observed extreme climate events revealing the effect of prolonged water scarcity and signaling the presence (or absence) of drought. Within the considered 11 year period, the application of the SPI as an indicator of meteorological drought as well as the standardization of temperature managed to successfully identify extreme climate events providing the basis for future investigation. In this contexto, the application of MODIS imagery assumes a fundamental role in the developed workflow. The usage of índices like NDVI and NDII as well as the spatial information of the presence of snow creates the potential for the validation of the performed statistical analysis as well as its application in the monitoring of the studied phenomena over complex topographic surfaces..Through the applied statistical analysis, 2003, usually referred to an important peak during the 21th century due to the high intensity of the registered changes in both precipitation deficits and temperature increases, showed significant changes during the Summer, revealing high positive temperature anomalies as well as extremely dry conditions. Despite this, considering the mid-term changes in precipitation anomalies, the period between 2003 and 2007 acquired a comparatively larger role within the studied climate dynamics. Although SPI 24 indicates to the presence of low intensity events pass 2003, the continued accumulated precipitation deficit allied to the strong and continuous accumulated positive temperature anomalies reveals the presence of a mid-term drought event which consequences over natural vegetation are visible through the application of remote sensing methods, revealing the application of moderate resolution satellite imagery and of its combination with in situ measurements for the monitoring of climate changes and its impacts over highly complex surfaces.
URI: http://hdl.handle.net/10451/20516
Designação: Mestrado em Geografia Física e Ordenamento do Território
Aparece nas colecções:IGOT - Dissertações de Mestrado

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