MAAP #111: Incêndios na Amazônia Boliviana – Usando o Google Earth Engine para Monitorar

Recent fire in the dry forests of the the Bolivian Amazon. Data: Planet.

Começamos uma nova série sobre como aproveitar o poder da nuvem para melhorar o monitoramento em tempo real na Amazônia e além.

À medida que a quantidade de dados de imagens de satélite disparou, também aumentaram os desafios das equipes de pesquisa para utilizar totalmente essas informações abundantes e pesadas (em termos de terabytes).

Em resposta, empresas de tecnologia como Google, Amazon e Microsoft têm oferecido seu poderoso poder computacional, via internet (nuvem), para ajudar a processar, analisar, exibir e armazenar big data.

Aqui, destacamos o Google Earth Engine , que foi projetado para o processamento livre de informações geoespaciais (incluindo imagens de satélite) e publicação de resultados em aplicativos da web.

Em nosso primeiro exemplo, mostramos o poder do Google Earth Engine para ajudar no monitoramento de incêndios na Amazônia boliviana . Conforme observado em nossos relatórios anteriores , a temporada de incêndios de 2019 na Bolívia foi intensa, com vários incêndios importantes nas florestas secas e savanas amazônicas.

Atualmente, há uma necessidade urgente de monitoramento em tempo real de incêndios ativos para auxiliar os esforços contínuos de gerenciamento de incêndios em nível nacional. Em resposta, desenvolvemos o aplicativo descrito abaixo.

O aplicativo “ Incêndios na Amazônia – Bolívia ”

Screen shot of the “Amazon Fires – Bolivia” app.

Desenvolvemos o aplicativo “ Incêndios na Amazônia – Bolívia ” que permite aos usuários acessar e analisar facilmente um arquivo de imagens de satélite recentes dos incêndios na Amazônia boliviana em tempo quase real.

Especificamente, o usuário pode comparar dados de aerossóis (do satélite Sentinel-5P) com imagens recentes de cinco satélites diferentes (radar Terra, Aqua, Suomi, Sentinel-2 e Sentinel-1).

Recomendamos visualizar os dados do aerossol no painel esquerdo e as imagens mais recentes no painel direito .

Os dados de Aeresol ( Índice de Aerossol Ultravioleta ) fazem um trabalho surpreendentemente bom de destacar com precisão e exatidão a localização de incêndios ativos porque estão mostrando as emissões reais (poluentes) dos incêndios (ao contrário dos dados de alerta de incêndio comumente usados ​​que detectam anomalias gerais de temperatura, não incêndios reais). É importante notar que eles podem ser calculados na presença de nuvens para que a cobertura diária e global seja possível. Este aplicativo representa um dos primeiros usos importantes dos dados de aerossol do Sentinel-5P para detectar incêndios em tempo real.

Os vermelhos indicam os níveis mais altos de aeresol (e provavelmente os maiores incêndios), seguidos de laranja , amarelo, verde , azul claro , roxo , azul escuro e preto .

Observe que, se você diminuir o zoom, os dados de aerossóis também cobrem grande parte da Amazônia brasileira .

Atualmente, novas imagens são incluídas automaticamente no aplicativo quando são adicionadas ao conjunto de dados do Google Earth Engine (normalmente com um atraso de um ou dois dias), mas durante períodos críticos, carregaremos manualmente novas imagens diariamente.

Nossa esperança é que os atores relevantes, incluindo o governo e as equipes de combate a incêndios, possam usar essas informações em tempo real para lidar melhor com os incêndios.

Link para o aplicativo “Amazon Fires – Bolívia”:
https://luciovilla.users.earthengine.app/view/monitoring-amazon-fires

Guia de Imagens

O aplicativo mostra imagens em cores naturais. Como um guia, abaixo mostramos uma série de imagens em cores naturais em relação a imagens infravermelhas de “cor falsa”, que destacam melhor as cicatrizes de queimaduras (preto) em relação à vegetação (vermelho).

Guia 1. Dados: Planeta.
Guia 2. Dados: Planeta.
Guia 3. Dados: Planeta.

Agradecimentos

Agradecemos a D. Larrea (ACEAA), M. Terán (ACEAA), C. de Ugarte (ACEAA) e A. Condor (ACCA) pelos comentários úteis às versões anteriores deste relatório.

O desenvolvimento deste aplicativo foi possível graças ao apoio da equipe do Google Earth Engine, com o apoio do SilvaCarbon (programa de assessoria técnica que disponibiliza espaços para os países conhecerem novas ferramentas) e do programa SERVIR Amazônia.

Este trabalho foi apoiado pelos seguintes financiadores principais: Fundação MacArthur, Fundo Internacional de Conservação do Canadá (ICFC), Metabolic Studio e Global Forest Watch Small Grants Fund (WRI).

Citação

Villa L, Finer M (2019) Incêndios na Amazônia Boliviana – Usando o Google Earth Engine para Monitorar. MAAP: 111.

MAAP #62: Fogo, chuva e desmatamento na Amazônia peruana

Em 2016, o Peru passou por uma intensa temporada de incêndios florestais ( MAAP #52 , MAAP #53 ). Uma hipótese importante era que a seca intensa facilitava a fuga de queimadas agrícolas. Para investigar, este relatório analisa a dinâmica entre incêndios e precipitação nos últimos 15 anos, encontrando uma forte correlação temporal (Imagem 62a). Também investigamos a ligação entre incêndios e perda florestal, encontrando uma correlação espacial.

Imagem 62a. Dados: TRMM, FIRMS/NASA, PNCB/MINAM, GLAD/UMD

Fogo e chuva

A Imagem 62a (veja acima) compara dados de satélite para incêndios e precipitação. Observe que os três anos com menos chuva  (2005, 2010 e 2016) se correlacionam com mais incêndios  (veja as linhas rosas)*. Da mesma forma, os anos com mais chuva (2006 e 2014) se correlacionam com baixos níveis de incêndio. Portanto, o conjunto de dados de 15 anos indica uma forte correlação entre incêndios e precipitação.

As exceções de 2007 e 2012, que registaram picos de incêndios apesar da precipitação relativamente elevada, podem ser explicadas pelo estabelecimento de projetos de produção de óleo de palma em larga escala, que geraram muitos incêndios ( MAAP #16 , MAAP #41 ).

*Veja o Anexo para obter informações sobre a importância do aumento do número de dias secos em 2005, 2010 e 2016.

Perda de incêndios e florestas

Imagem 62b. Dados: FIRMS/NASA, PNCB/MINAM, GLAD/UMD

A Imagem 62b mostra a correlação espacial entre incêndios e perda florestal na Amazônia peruana nos últimos 15 anos. As caixas inseridas indicam alguns dos hotspots que são comuns entre as duas variáveis.

Ligação entre fogo, chuva e perda florestal

Imagem 62c. MAAP

Existe uma relação entre três variáveis ​​principais: fogo, chuva e perda florestal.

Pesquisas na Amazônia descobriram que a seca aumenta o material combustível nas florestas (Referências 1, 2, 3).

Assim, como ilustrado na  Imagem 62c, a redução da precipitação resulta num aumento de material combustível que facilita as condições para incêndios florestais e desmatamento, o que resulta, em última análise, num aumento da perda florestal .

Increase in Dry Days

Imagem 62d: Dados: NASA/IGP (Referência 6).

Os anos com menor precipitação anual – 2005, 2010 e 2016 – também tiveram um aumento no número de “dias secos” (24 horas sem precipitação). O número de dias secos está ligado à mortalidade de árvores, gerando material inflamável (Referências 4-5). 

A Imagem 62d mostra uma comparação da frequência de dias secos em duas estações hidrométricas na Amazônia peruana do norte. Note que o número de dias secos em 2016 foi semelhante às secas históricas de  2005 e 2010.

O Instituto Geofísico do Peru (Instituto Geofisico del Perú) está monitorando a frequência de dias secos em tempo real, como parte de um estudo sobre eventos hidrológicos extremos na Amazônia. O monitoramento da frequência de dias secos, uma variável-chave em relação às condições vegetativas e à atividade fotossintética na Amazônia durante secas extremas, pode ser um indicador importante do risco de incêndio florestal.

Referências

1. Alencar A et al. 2011. Variabilidade temporal de incêndios florestais na Amazônia Oriental. Aplicações Ecológicas. 21(7) 2397-2412.

2. Armanteras & Retana, 2012. Dinâmica, padrões e causas de incêndios no noroeste da Amazônia. ONE 7(4): e35288. doi:10.1371/journal.pone.0035288

3. Gutierrez Velez et al., 2014. Mudança na cobertura do solo interage com a severidade da seca para mudar regimes de fogo na Amazônia Ocidental. Aplicações Ecológicas. 24(6) 1323-1340.

4. Marengo, JA & Espinoza, JC 2015. Revisão Secas e inundações sazonais extremas na Amazônia: causas, tendências e impactos. International Journal of Climatology.

5. Espinoza JC; Segura H; Ronchail J; Drapeau G; Gutierrez-Cori O. 2016. Evolução da frequência de dias úmidos e secos na bacia amazônica ocidental: relação com a circulação atmosférica e impactos na vegetação. Water Resources Research.

6. Projeto IGP-IRD, financiado através do Innovate Peru: 397-PNICP-PIAP-2014:  http://intranet.igp.gob.pe/eventos-extremos-amazonia-peruana/

Citação

Novoa S, Finer M (2017) Fogo, chuva e desmatamento na Amazônia peruana. MAAP: 62.