Evaluation of Vegetation Health Index behavior in the diagnosis of droughts in the Brazilian Northeast

Authors

DOI:

https://doi.org/10.33448/rsd-v11i4.27890

Keywords:

Global Vegetation Health; Advanced Very High-Resolution Radiometer; Bahia; Ceará.

Abstract

In the past few decades, droughts have increased along with the globe, including in Brazil, and such episodes occur with greater severity in the Brazilian Northeast (NEB). Consequently, these droughts trigger environmental, socio-economic, and regional problems. This work assessed the behavior of these events from Vegetation Health Index (VHI) on the NEB. This analysis will be carried out from the Global Vegetation Health (GVH) data, based on the satellite records via Advanced Very High-Resolution Radiometer (AVHRR) sensor, made available by National Oceanographic and Atmospheric Administration (NOAA). These data have temporal resolution on a weekly scale during the years 1982-2019, to which they were converted to annual composites, while the spatial resolution is 4km x 4km. A prior analysis was realized and selected 1983, 1993, 1998 (three episodes of El Niño), and 2012 (anomalous episode of La Niña), based on the Oceanic Niño Index (ONI). The results obtained from the annual VHI behavior pointed out significant spatial differences, with the classes referring to severe drought (annual VHI between 0-6%) and extreme (annual VHI between 6-12%) detected in the states of Ceará, Piauí, and Rio Grande do Norte during the years 1983, 1993 and 2012. The year 2012 was the most severe among the years analyzed, with the highest percentage of the class regarding extreme and severe drought with the values of 0.5% and 5.5% of the total area of the NEB, respectively, mainly in the central region of Bahia. The drought initiated during the La Niña of 2012 lasted until 2017 caused a devastating effect on the NEB, causing substantial variability in the rainfall totals, culminating in enormous socio-environmental and economic damage.

Author Biographies

Carla Taciane Brasil dos Santos, Universidade Federal de Alagoas

Graduada em Meteorologia na Universidade Federal de Alagoas. Atualmente trabalha com Sensoriamento remoto, com ênfase em Focos de Calor, Secas e Índices de Vegetação.

Washington Luiz Félix Correia Filho, Universidade Federal do Rio Grande

Bacharel em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2008), mestre em Meteorologia pela Universidade Federal de Campina Grande (2010) e Doutor em Ciências Climáticas na Universidade Federal do Rio Grande do Norte (2014). Em meteorologia, atuo nas áreas de micro e mesoescala, e também em climatologia no aspecto da variabilidade do vento e extremos de precipitação. Além disso, possuo experiência em estatística univariada e multivariada, tais como: estatística descritiva e de precisão, análises multivariada de dados, de séries temporais e de eventos extremos, modelos de regressão linear e múltipla, modelos lineares generalizados, ao qual estes métodos são aplicados em variáveis ambientais, principalmente em precipitação, vento, dengue e focos de calor. No caso do vento, são aplicadas para análise de variabilidade e regionalização do vento em superfície, e a estimativa do potencial eólico. Além disso, já trabalhei com os modelos climáticos CMIP5 / AR5 no diagnóstico das influências climáticas provocadas pelo ENOS, e de seus efeitos na chuvas do Nordeste do Brasil. Anteriormente trabalhei com aquisição e manipulação de dados de satélites ambientais, tais como o MODIS-Aqua e MODIS-Terra para obtenção de dados oceânicos (Clorofila, Turbidez e Carbono Orgânico Dissolvido) e de vegetação (EVI e NDVI), AVHRR para estimação de temperatura de superfície, e também com imagens Landsat para estimação e avaliação de padrões de degradação ambiental a partir de índices de vegetação e temperatura. Atualmente, está trabalhando com modelos de regressão logística para diagnóstico de surtos de dengue, e simultaneamente, focos de calor. Todos estes procedimentos são realizados a partir do ambiente R.

José Francisco de Oliveira-Júnior, Universidade Federal de Alagoas

Possui graduação em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (1998), Mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Alagoas (2001), Doutorado em Ciências Atmosféricas, em Engenharia Civil pela Universidade Federal do Rio de Janeiro - COPPE (2008) e Pós-Doutorado na Engenharia Mecânica - COPPE/UFRJ (2011) na área de Fenômenos de Transporte (Mecânica dos Fluidos). Membro fundador da UNEMET (União Nacional dos Estudiosos em Meteorologia - http://www.unemet.org.br/) - (2002). Atuou como Orientador do Estágio Supervisionado vinculado ao CIEC (Coordenação Intergrada de Estágios e Concurso) de projetos com Escola Pública de Seropédica. Participação como Orientador no Projeto Jovens Talentos para Ciência financiado pela FAPERJ (2004). Participação como Orientador no Projeto Orientação Supervisionada da UFRRJ através do SINTEEG (Setor de Integração Escola/Empresa/Governo) (2011). Participação nos Projetos de Extensão da UFRJ, denominados de (1) El Niño: Estendendo Horizontes e Fronteiras do Tempo; (2) SINTO: Descobrindo os Sinais do Tempo; (3) Atmosfera Viva e (4) SIG-Escolas - Atvidades de Extensão do Departamento de Meteorologia - UFRJ (2010). Bolsista de Desenvolvimento Tecnológico Industrial nas categorias DTI/7B e 7A (CNPq-MCT) na Comissão Nacional de Energia Nuclear - CNEN, nas áreas de Segurança Radiológica em Instalações Minero-Industriais e em Depósitos de Rejeitos Radioativos, no período de 2005 a 2010. Participação nos Grupos de Pesquisa de Prognóstico da Qualidade do Ar e Interdisciplinar de Sensoriamento Remoto, Meteorologia, Oceanografia e Aplicações - UFRJ. Participação como Pesquisador Associado nas Universidades da UBU (Universidade de Burgos - Espanha) - PKNU (Purkyong National University - Coréia do Sul). Participação como Pesquisador-Colaborador no Laboratório de Modelagem de Processos Marinhos e Atmosféricos (LAMMA) -Núcleo Computacional de Estudo de Qualidade do Ar - NCQAr-UFRJ (Universidade Federal do Rio de Janeiro - Rio de Janeiro). Membro da European Geophysical Society - COSIS.net. Atualmente, Professor Associado II do Instituto de Ciências Atmosféricas (ICAT) da Universidade Federal de Alagoas (UFAL) e líder do Laboratório de Meio Ambiente e Meteorologia Aplicada (LAMMA). Ex-Professor do Instituto de Floresta (IF) - Departamento de Ciências Ambientais (DCA) da Universidade Federal Rural do Rio de Janeiro (UFRRJ) no período de 2011-2017. Professor dos Cursos de Pós-Graduação em Engenharia de Biossistemas da Universidade Federal Fluminense (PGEB) - UFF e da Pós-Graduação em Meteorologia (PPGMET) - UFAL. Como orientador e co-orientador já formou (14) Mestres e (2) Doutores. Revisor de periódicos nacionais (12) e internacionais (34). Atualmente, participo do Grupo de Geotecnologia Aplicada em Agricultura e Floresta (GAAF) como pesquisador convidado da Universidade do Estado do Mato Grosso (UNEMAT) e Editor Associado da Revista de Ciências Agro-Ambientais (http://periodicos.unemat.br/index.php/rcaa/index) da UNEMAT. Editor-Chefe da área de Meteorologia e Climatologia do Journal of Atmospheric Science Research (http://ojs.bilpublishing.com/index.php/jasr/). Coordenador de Extensão do ICAT/UFAL (2018). Tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia Ambiental, Micrometeorologia, Modelagem Atmosférica, Meteorologia de Montanha e Costeira, Agrometeorologia, Meteorologia Urbana, Climatologia e Meteorologia de Incêndio atuando principalmente nos seguintes temas: Clima e Saúde, Catástrofes e Desastres Naturais, Camada Limite Atmosférica, Métodos Estatísticos, Ferramentas SIG, Radar Meteorológico, Modelagem Computacional, Qualidade do Ar, Poluição Atmosféricas.

Dimas de Barros Santiago, Universidade Federal de Campina Grande

Atualmente é doutorando em Meteorologia na Universidade Federal de Campina Grande. Mestre em Meteorologia, Universidade Federal de Alagoas em 2017. Graduado em Meteorologia, Universidade Federal de Alagoas em 2015. Experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia (Sensoriamento Remoto da Atmosfera) e Agrometeorologia. Atualmente trabalha com modelagem agrícola, com ênfase em produtividade agrícola. Trabalhou com Ilhas de Calor Urbana, Conforto Térmico e Índices de Vegetação.

Bárbara Alves Batista, Universidade Federal de Alagoas

Graduada no curso de Meteorologia na Universidade Federal de Alagoas. Atualmente trabalha com Sensoriamento remoto, com ênfase em Índices de Vegetação (NDVI), Ilha de calor e Land Surface Temperature (LST).

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Published

26/03/2022

How to Cite

SANTOS, C. T. B. dos; CORREIA FILHO, W. L. F.; OLIVEIRA-JÚNIOR, J. F. de; SANTIAGO, D. de B.; BATISTA, B. A. Evaluation of Vegetation Health Index behavior in the diagnosis of droughts in the Brazilian Northeast. Research, Society and Development, [S. l.], v. 11, n. 4, p. e54011427890, 2022. DOI: 10.33448/rsd-v11i4.27890. Disponível em: https://rsdjournal.org/index.php/rsd/article/view/27890. Acesso em: 25 apr. 2024.

Issue

Vol. 11 No. 4

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Exact and Earth Sciences

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Copyright (c) 2022 Carla Taciane Brasil dos Santos; Washington Luiz Félix Correia Filho; José Francisco de Oliveira-Júnior; Dimas de Barros Santiago; Bárbara Alves Batista

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