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Título: Recursos hídricos do Altiplano Andino : contribuição do sensoriamento remoto
Título(s) alternativo(s): Water resources of the Andean Altiplano : remote sensing contribution
Autor(es): Satgé, Frédéric Christophe
Orientador(es): Garnier, Jeremie
Assunto: Recursos hídricos
Mudanças climáticas
Sensoriamento remoto
Hidrologia
Data de publicação: 29-Ago-2017
Data de defesa: 19-Mai-2017
Citação: SATGÉ, Frédéric Christophe. Recursos hídricos do Altiplano Andino: contribuição do sensoriamento remoto. 2017. 213 f., il. Tese (Doutorado em Geociências Aplicadas)—Universidade de Brasília, Brasília, 2017.
Resumo: Localizado a uma elevação média de 4.000 m, o sistema endorreico do Altiplano (190.000 km2), é delimitada pelas serras andinas com picos de mais de 6.000 m de altitude. A bacia inclui ecossistemas icônicos, como o lago Titicaca, o lago Poopó e os desertos de sal de Coipasa e de Uyuni na parte sul da bacia. Os recursos hídricos do Altiplano, estão sob pressão climática com um aumento de temperatura de 0,15 a 0,25 °C por década que contribuiu a diminuição de 43% da superfície dos glaciares entre 1981 e 2014. Além dos fatores climáticos, fatores antrópicos, tais como, as atividades agrícolas e industriais são conhecidas por contribuir na diminuição do recurso hídrico, mas não foram quantificadas na região. Nesse contexto, o monitoramento hidrometeorológico deve ajudar a prevenir e antecipar os diferentes impactos ocasionados pelas mudanças climáticas e pelas práticas agrícolas. No entanto, devido ao contexto geopolítico, dificuldades econômicas e de acesso, a bacia sofre de escassez de infraestrutura meteorológica, e assim, poucos dados estão disponíveis. Assim, os dados de sensoriamento remoto fornecem uma excelente alternativa para observar o comportamento hidrometeorológica regional. A primeira etapa do doutorado foi dedicada à avaliação de grupos de dados de sensoriamento remoto primordiais na hidrologia como (i) modelo digital de elevação (MDE) (descrições topográficas e caracterização do escoamento), (ii) estimativas de precipitações (entrada de água), (iii) estimativas da evapotranspiração (saída de água) e (iiii) imagens do visível (variação espaço-temporal da superfície dos lagos. Finalmente, foi realizado no lago Poopó o uso integrado dos dados previamente avaliados e validados para entender a seca completa do lago de dezembro 2015 em base (i) a variabilidade climática e (ii) o desenvolvimento agrícola na região. O estudo permitiu observar que o lago já secou duas vezes em 1994 e 1995. Por entanto esses eventos foram associados a fortes anomalias negativas de precipitações em quanto a seca de 2015 foi associada a fortes anomalias positivas de precipitações. O estudo revelou também um aumento significativo da evapotranspiração real (ETr) de aproximadamente 13%, independentemente da variabilidade climática. Esse aumento da ETr foi registrado nas zonas agrícolas sugerindo assim o papel significativo da agricultara no processo de desertificação da região. De fato devido ao aumento do preço da Chenopodium Quinoa (quinoa) no mercado externo, a superfície ocupada pelas plantações passou de 10.000 para 50.000 ha entre 1980 e 2011. O uso de métodos de irrigação aumentou a disponibilidade de água para a evaporação e diminui a quantidade das águas superficial e subterrânea. Este trabalho pioneiro no Altiplano, permite demonstrar a grande potencialidade da integração de dados de sensoriamento remoto em regiões áridas remotas para seguir e entender as problemáticas socioambiental relacionadas a pressões antrópicas e climáticas.
Abstract: Located at an average elevation of 4000 m, the Altiplano (190.000 km2) is an endoreic system delimited by the Andean mountains with peaks higher than 6000 m. The basin includes iconic ecosystems such as Lake Titicaca, Lake Poopó and the salt deserts of Coipasa and Uyuni in the southern part of the basin. The water resource of the Altiplano is under climatic pressure with a temperature increase of 0.15°C and 0.25°C per decade, which decreased the glacier surface by 43% between 1981-2014. In addition to climatic variability, anthropic factors, such as agriculture and industrial activities, is known to contribute to the water resource decrease but remains unquantified in the region. In this context, hydro-meteorological monitoring should help to prevent and anticipate the different impacts of climate change and agricultural practices. However, given the geopolitical context, economic and access problems few stations are available. Therefore, remote sensing data provide an alternative to observe regional hydro-meteorological behavior. The first stage of the PhD was dedicated to the assessment of remote sensing data useful in hydrology such as (i) digital elevation model (topographic description, flows characterization), (ii) precipitation (water input), (iii) evapotranspiration (water output) and (iiii) visible images (water superficial dynamic) which is the first study of such remote sensing data potential over the region. Finally, an integrated use of the evaluated/validated remote sensing data was carried out to understand the lake Poopó drought of December 2015 considering (i) climate variability and (ii) agriculture increase. The study highlighted that the lake already drought in 1994 and 1995. However, these droughts events were associated to strong rainfall anomalies while the 2015 one was associated to positive rainfall anomalies. The study also highlighted an increase of real evapotranspiration (ETr) of approximately 13% independently to climate variability in the region. The ETr increase was observed over cropped areas suggesting a significate influence of agriculture to the regional desertification process. Indeed, between 1980 and 2011, quinoa's cultivated area increased from 10.000 to 50.000 ha, related to the increase of quinoa's price. The use of irrigation method increased the availability of water for evapotranspiration and, therefore, decreased the amount of water in the surface and underground reservoir. This work, a pioneer in the Altiplano, demonstrates the great potential of the integration of remote sensing data in remote arid regions subject to anthropic and climate pressures.
Descrição: Tese (doutorado)—Universidade de Brasília, Instituto de Geociências, Pós-Graduação em Geociências Aplicadas, 2017.
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