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1. Publicação n9 INPE -3800 -PRE/894
2. Versão 3. Data Fev., 1986
5. Distribuição
E] Interna 0 Externa
C] Restrita 4. Origem Programa
DSR ANÁLISE AMBIENTAL
6. Palavras chaves - selecionadas pelo(s) autor(es) SENSORIAMENTO REMOTO MSS-LANDSAT LAGUNA DOS PATOS .
7. C.D.U.: 528.711.7(816.52)
-N m 8. Titulo INPE-3800-PRE/894
CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DA HIDRODINÂMICA E EVOLUÇÃO DAS MASSAS DE ÁGUA NA LAGUNA DOS PATOS AIRAVESDE IMAGENS MSS-LANDSAT NO PERÍODO DE 1979 A 1983
10.Paginas: 43
11.Oltima pagina: 42
12.Revisada por
ícaro Vitorello
9. Autoria Carlos Hartmann Edson Eyji Sano
/ / Assinaturaresponsavel ......./..„,, :----aa-....,
13.Autorizada por
77 .41,
Marco Antonio Raup!ma Diretor Geral..
14. Resumo/Notas
Este trabalho é parte de um programa de pesquisas desen volvido no estuaria da laguna dos Patos e tem a finalidade de obter in fórmações que venham a contribuir para uma caracteriZação hidrodindrriT ca da laguna e estuário, além de analisar o impacto dos sedimentos 7275, estuaria e zona costeira adjacente. Outro aspecto estudada d . a evolu ção sazonal das massas de agua provenientes principalmente dá parte norte dó sistema hidrográfico Patos e, ao nível de estuãrio, do canal São Gonçalo. Os resultados obtidos foram baseados na fotointerpreta ção visual de 26 imagens de satélites da série MSS-LANDSAT, banda 5 (06,-0,7 077), num período de cinco anos (1979-1983). De acordo com a distribuição e ocorrãncia de sólidos em suspensão ("plumas"), associa dos ã precipitação na bacia de drenagem da laguna dos Patos e aos gri,i pos principais de ventos, para a regiao, estes resultados foram class-T ficados em cinco ,classes, as quais caracterizam as situacoes mais g-e- rais no que diz respeito ã hidrodinãmica e ao impacto dos sedimentos para a laguna, estuario e região costeira adjacente.
15. Observações Submetido a Revista Brasileira de Geofisica.
CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DA HIDRODINÃMICA E EVOLUÇÃO
DAS MASSAS . DE AGUA NA LAGUNA DOS PATOS ATRAVESDE
IMAGENS MSS-LANDSAT NO PERIODO DE 1979 A 1983
Carlos Hartmann*
Edson Eyji Sano*
Instituto de Pesquisas Espaciais - INPE
Caixa Postal 515
12200 - São José dos Campos - SP .
* Pés-graduando em Sensoriamento Remoto pelo Instituto de Pesquisas Es
paciais (INPE), São José dos Campos (SP).
RESUMO
Este trabalho é" parte de um programa de pesquisas desen
volvido no estuãrio da laguna dos Patos e tem a finalidade de obterin
formações que venham a contribuir para uma caracterização hidrodinãmi
ça da laguna e estuãrio, além de analisar o. impacto dos sedimentos no
estuário e zona costeira adjacente. Outro aspecto estudado é a evolu
ção sazonal das massas de água provenientes principalmente da parte
norte do sistema hidrogrãfico Patos e, ao nível de estuário, do canal
São Gonçalo. Os resultados obtidos foram baseados na fotointerpreta
ção visual de 26 imagens de satélite da série MSS-LANDSAT, banda 5
(0,6-0,7 pm), num período de cinco anos (1979-1983). De acordo com a
distribuição e ocorrência de sólidos em suspensão ("plumas"), associa
dos ã. precipitação na bacia de drenagem da laguna dos Patos e aos gru
pos principais de ventos para a região, estes resultados foram classi
ficados em cinco classes, as quais caracterizam as situações mais ge
rais no que diz respeito ã hidrodinãmica e ao impacto dos sedimentos
para a laguna, estuãrio e região costeira adjacente.
ABSTRACT
This paper is part of a research program developed on
estuary of the lagoon of Patos and its objective is to obtain
information to enable a hydrodynamic characterization of the lagoon
andestuary, as well as to analyse the sedimentary impact on the
estliary and adjacent coastal zone. Another studied aspect is the.
seasonal evolution of the water masses coming mainly from the north
part of the Patos hydrographic system and, at estuary levei, from the
São Gonçalo Channel. The results obtained were based on visual
photointerpretation of 26 satellite images of the MSS-LANDSAT series,
band 5, in a period of five years: 1979-1983. According to the
distribution and the suspension of solid particles occurence (plume)
associated to the precipitation of the lagoon of Patos and the main
groups of winds in the region, these results were classified into
five classes, which characterize the more general situation in
respect to the hidrodynamics and sedimentary impact in t .he lagoon,
estuary and adjacent coastal region.
SUMARIO
r2.19_"
1 - INTRODUÇÃO
2 - LOCALIZAÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO
2.1 , Compartimentacão da laguna
2.2 - 0. complexo hidrogrífico Patos
05
06
06
07
2.2.1 - O regime de ventos 07
2.2.2 - O regime de enchentes e vazantes , 09
3 - SATELITE LANDSAT: ALGUMAS CONSIDERAÇÕES " . 10
3.1 - Sistema sensor MSS-LANDSAT . , 10
3.2 - Atenuação da luz na ígua 11
3.3 - Escolha da banda adequada 12 . 4 - MATERIAIS E MtTODOS 13
4.1 - Dados terrestres adquiridos 14
4.2 - Aquisição das imagens 14
5 - DISCUSSÃO E RESULTADOS 15
6 - CONSIDERAKES FINAIS . 19
REFERtNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 21
- m=20LusIo
Estuãrios e regiões costeiras são, sem sombra dedóvida,
os ecossistemas que requerem maiores cuidados, pelas suas caracteris
ticas prOprias de alta produtividade biológica e pesqueira e por se
rem regiões onde se mesclam as ãguas doce e salgada, propiciando con
dições 6timas de desova e criação da fauna e flora. Geralmente apre
sentam grande industrialização e des envolvimento portuãrio, alem de
sofrer ação de vãrios poluentes.
Uma das grandes vantagens dos produtos obtidos pela maio
ria dos sistemas sensores a nivel orbital estã na sua resolução tempo
ral, ou seja, na sua repetitividade de tomada de informações de um
mesmo alvo, importante quando se pretende realizar o monitoramento ou
a detecção de fenOmenos que variam rapidamente no tempo. Esta resolu
ção, que no sistema LANDSAT atual é de 16 dias, é de grande importãn
cia para o estudo dos fenOmenos costeiros e da evolução das massas de
água. Diversos autores, como Kritjkos et alii (1974), Klemas (1977),
Herz (1977), Cunningham (1978) e Hughes (1982), mapearam as concentra
ções de sedimentos em suspensão a partir dos dados'de aeronaves e sa
télites.
Para o estudo qualitativo dos padrões de distribuição
dos sedimentos em suspensão, as imagens nas bandas 4 e 5 do MSS-LANDSAT
(Seção 3.1) são de muita utilidade. Estudos semelhantes foram feitos
por Klemas (1980) no estudo das frentes estuarinas e seus efeitos so
bre a dispersão do petróleo e por Whitlock et alii (1982) no mapeamen
to das concentrações de contaminantes em ãguas costeiras.
A utilização dos dados de sensoriamento remoto requer
uma grande variedade de técnicas de anãlise dos dados, que vão desdea
fotointerpretação visual no mapeamento da linha de costa até as técni
cas de processamento digital para mapear as correntes térmicas, a anã
lise multiespectral para os estudos da biomassa e•a analise dos compo
nentes principais para a determinação quantitativa da concentraçãodos
contaminantes na água (Klemas, 1983).
Este trabalho visa estudar o comportamento hidrodinámi
co e a evolução das principais massas de água da laguna dos Patos e
região costeira adjacente, tendo como ferramenta principal os dados or
bitais dos satélites da série LANDSAT.
2 - LOCALIZAÇÃO DA ÁREA UE =DO '
A área de estudo localiza-se na planicie costeira doRio
Grande do Sul e está compreendida entre as latitudes 30 0 55'S e32°30' S
e longitudes 50 0 55' W e 52 0 20' W (Figura 1).
FIGURA 1
A bacia hidrográfica da laguna dos Patos, que drena uma
vasta área, praticamente metade do Estado do Rio Grande do Sul, abran
ge regiões onde se registram extensas ocupações de solo, o que propi
cia uma alta lixiviação. Os sedimentos são transportados para os rios,
e destes para a laguna. Inicialmente depositam-se os mais grosseiros
(fração areia) no chamado complexo do GuaTba, enquanto as fraçõesmais
finas (silte e argila) são depositadas ao longo da laguna e principal
mente no estuário. A fração mais fina (argila) continua em suspensão,
indo depositar-se também na região costeira (Alvarez et alii, 1981).
2.1 - COMPARTIMENTAÇÃO DA LAGUNA
A laguna dos Patos, devido a sua morfologia, foi subdi
vidida em quatro células lagunares semi-isoladas pelos esporões trans
versais ("spits"), além da região estuarina. As células, denominadas
Cl, C2, C3 e C4 (Figura 2), estão dispostas sequencialmente num eixo
NE-SW (Herz, 1977). Nesta mesma figura, observa-se a distribuição das
linhas isobatimétricas.
FIGURA 2
As imagens MSS-LANSAT analisadas compreendem desde a cá
lula C2 ate a região oceânica adjacente â. 'restinga.
2.2 - O COMPLEXO HIDROGRÁFICO PATOS
Segundo Herz (1977), de toda a costa brasileira, a Pia
nicie Costeira Sul Riograndense constitui o mais completo laboratório
natural para testar a técnica da aplicação de imágens de satélites so
bre os complexos fenómenos hidráulicos e hidrodinãmicos, lagunares e
costeiros. Isto deve-se "á sua grande variação do regime hidrolOgico e
ã sua repercussão na produção de material sólido transportado em sus
pensão pelas águas.
2.2.1 - O REGIME DE VENTOS
Em análise descritiva sinótica do regime de ventos, Paz
(1985) descreve 2 centros de ação atuantes na região da laguna dos Pa
tos: os anticiclones migratórios (polares) e o anticiclone tropical.°
primeiro, que ocorre mais frequentemente, desloca-se seguindo uma tra
jetória no sentido sudoeste-nordeste; o segundo, com caracteristicas
estacionárias, atua preferencialmente no verão. Em sua análise, o au
tor considera as frentes, nos diversos tipos, como as perturbações
mais significativas da região. Cada frente pode ser incluida num dos
seguintes tipos: fria, quente, estacionária ou oclusa.
Os ciclones gerados das oclusões frontais, denominados
ciclones extratropicais, são os que causam as perturbações mais inten
sas na região. A evolução dos sistemas atmosféricos que atuamna região
da laguna dos Patos produzem variações periódicas sobre os elementos
hidrometeorológicos.
Durante a passagem do anticiclone polar, a temperatura
sofre uma diminuição que se acentua no inverno, Sua circulação anti
-horária induz uma variação na direção do vento de sudoeste para nor
deste, aumentando a intensidade do centro para a periferia do sistema.
Essa variação do vento afeta diretamente o sistema de correntes da la
guna, sobretudo o regime de enchente e vazante e a salinidade do es
tuãr'io (Paz, 1985).
Regionalmente, Calliari (1980) divide o regime de ventos
emquatro grupos principais:
- No primeiro grupo predominam os ventos que sopram de NE, NNE e
ENE, sendo NE o principal, que coincide com o eixo maior da la
guna, proporcionando aumento na declividade descendente para o
mar, auxiliando a vazante,a qual pode ser aumentada pela coa
tribuição a montante. Estes ventos são mais violentosefrequen
tes de setembro a abril (primavera/verão) e mais raros e fracos
de maio a agosto (outono/inverno).
- No segundo grupo predominam os ventos de E-S, sendo o de SE o
mais importante; sopram diretamente sobre a barra, ocasionando
a elevação do nível de água até 1,40 metros acima do nivel or
dinário. O mesmo efeito á ocasionado pelos ventos de SW.
- No terceiro grupo são predominantes os ventos de SSW e WSW, de
direção oposta aos do primeiro grupo e coincidentes, portanto,
com a orientação geral da costa, sendo regionalmente chamados
de "pampeiros". São os responsáveis pelos grandes temporais e
agem sobre a embocadura; elevam o nivel da água e ocasionam o
represamento das águas da laguna para o norte, determinando
uma forte corrente de enchente devido ao desnivel a montante
do canal.
- O quarto e "último grupo tem como vento principal os que sopram
de WNW, sendo o NW o principal, que sopra fracamente da terra e
não tem influência sobre as oscilação da água no canal e na barra,
2.2.2 - O REGIME DE ENCHENTES E VAZANTES —
Na região es'tuarina, principalmente no canal do Norte
(ou canal do Rio Grande), os niveis de água, bem como as velocidades,
as direções e as durações do escoamento, são determinados por uma com
plexa interação entre efeitos de ventos no mar, no complexo lagunar,e
por,vazões fluviais que entram em tal complexo.
O escoamento pode dirigir-se para o mar, por diversos
dias, durante estações com alta taxa pluviométrica. Em casos exepcio
nais de precipitação, ppesar da ação de ventos do quadrante sul, não
há penetração de águas de origem marinha no interior do estuário. Sa
lienta-se que a ação destes ventos do quadrante sul causa um abaixa
mento do nivel no interior da laguna, o que favorece um escoamento de
água salgada para o interior desta. Estes efeitos se farão sentir em
áreas mais internas (células C3 e C4) se a ação destes ventos estiver
combinada com períodos de estiagem na bacia.
De uma maneira geral, os valo;-es de Contribuição de mon
tante, bem como a natureza das variações sazonais da precipitação e
das caracteristicas anemométricas, fazem com que os escoamentos de va
zante predominem acentuadamente sobre os da enchente (Calliari, 1980).
Deve-se considerar, no entanto, que mesmo em período de
grande vazão, ocorre a presença de cunhas salinas, as quais somente
são expulsas para fora do canal do Norte em vazões excepcionais.
A amplitude das marés astronOmicas na área são insigni
ficantes. A maré principal foi caracterizadacomo
preamares em 1,2 metros e minimas baixa-mares em
dia anual das variações diárias do nível de água
metros (Calliari, 1980). Ainda segundo este auto
pressiva, torna-se dificil situá-la ou separá-la
predominantes (vento e precipitação). Seu efeito
diurna, com máximas
-0,22 metros; a mé
foi calculada em 0,47
, sendo a maré inex
do efeito das forças
é mais acentuado em
época seca e calma, geralmente no. verão (janeiro/fevereiro) e sua os
cilação H -Cto Vdi itui da barra do canal do São Gonçalo.
A laguna dos Tatos, com uma superfície de 10360 km 2 , é
o maior manancial de água doce da America do Sul. A sua extremidade
sul (10% da área) constitui um estuário. De acordo com o regime plu
viométrico da região e das mudanças climáticas influenciadas pelo cen
tro da massa polar antártica, ocorrem,modificações significativas e
quase que diárias sobre as massas de água da laguna, o que influencia
a maior ou menor concentração de sólidos em suspensão e no seu siste
ma de circulação.
O escoamento das águas da laguna é fortemente dependen
te da quantidade de precipitação na bacia dos rios que formam o siste
ma do Guaíba, dos quais o rio Jacu i é o mais importante. Uma baixa va
zão deles provoca um atraso no escoamento da laguna.
3 - SAT£LITE LANDSAT: ALGUMAS 'CONSIDERAÇOE'S
3.1 - SISTEMA SENSOR MSS-LANDSAT
LANDSAT é a denominação dada para os satélites que cons
tituem uma versão modificada dos satélites meteorológicos da . serie
NIMBUS. Após o seu primeiro lançamento, iniciou-se o efetivo e siste
mático estudo da superfície da Terra, principalmente quanto aos seus
recursos naturais (Simonett, 1983).
Anteriormente como o nome de ERTS ("Earth Resources
Technology Satellite"), os satélites LANDSATs, através de um sistema
sensor eletroOptico-mecânico denominado MSS("Multispectral Scanner"),
coletam informações da superfície da Terra em 4 faixas do espectroele
tromagnético (Figura 3): 0,5-0,6 pm (visível), 0,6-0,7 pm (visível),
0,7-0,8 pm (infravermelho próximo) e 0,8-1,1 pm (infravermelho prOxi
mo), respectivamente denominados bandas 4, 5, 6 e 7. Também encontra
-se em operação um outro. sistema sensor no LANDSAT-5, denominado TM
("Thematic Mapper"),.com 7 bandas, das quais uma se situa no infraver
melho termal.
FIGURA 3
Até a presente data, foram lançados 5 satélites desta sé
rie. Cada imagem do sensor MSS cobre uma ãrea de 185 x 185 km 2 no ter
reno, equivalente a 3300 x 3300 unidades de informação. Esta unidade,
também conhecida como "pixel" ("picture elements"), corresponde apro
ximadamentea uma área no terreno de 57 x 79 ma.
A órbita quase polar (inclinação de 99 0 em relação ao
equador) e heliossíncrona, e a Terra é coberta totalmente pelo satéli
te a cada 18 dias (LANDSATs 1, 2 e 3) ou 16 dias (LANDSATs 4 e 5). As
informações são coletadas aproximadamente ãs 9:30h (hora local) e ai
titude média do satélite é de 915 km para os LANDSATs 1, 2 e 3 e de
705 km para os LANDSATs 4 e 5 (Figura 4).
FIGURA 4
3.2 - ATENUAÇÃO DA LUZ NA AGUA
A água do mar, através dos mecanismos de absorção e es
palhamento, atua como um filtro óptico para .a energia do visível, ate
nUando fortemente os comprimentos de onda do vai-Malho e do azul, este
Ultimo dependendo do tipo de ãgua.
Os valores máximos de transmitáncia de água oceãnicacla
ra coincidem com os da ãgua destilada e ocorrem nos comprimentos de
onda próximos a 480 nm. Em contrapartida, as águas de baias têm uma
atenuação maior, e os maiores valores de transmitãncia são deslocados
para comprimentos de onda pri5ximos ou superiores a 550 nm, devido prin
cipalmente maior presença de produtos dissolvidos, da decomposição
de materiais orgãnicos ("yellow substances") e.de particulas emsuspen
sao. O espalhamento da energia eletromagnética na água pode ser obser
vado basicamente por três fenõmenos difração, refração e re
flexão.
Refração e reflexão são determinadas pelo indice de re
fraç'ão das particulas, que representa o parãmetro de maiorimportãncia
no efeito de espalhamento na água. InUmeros autores que pesquisaram o
assunto são unãnimes, do ponto de vista -óptico, em considerar que oes
palhamento das radiações eletromagnéticas na água deve-se a particu
las de dimensões superiores a 2 p, independentemente do seu comprimen
to de onda .
A complexa distribuição e a variada morfologia das par
ticulas tende a provocar o espalhamento míiltiplo, especialmente no in
tervalo espectral de 0,5 a 0,6 pm. Havendo concentração junto ã super
ficie, a reflectãncia decresce para o intervalo de 0,4 a 0,5 pm, au
mentando para 0,6 a 0,7 pm, intervalo que corresponder ã ã banda 5 do
MSS-LANDSAT, caso não haja uma camada superficial de águas claras que
poderia atenuar este efeito (Herz, .1977).
3.3 - ESCOLHA DA BANDA ADEQUADA
Com relação ãs bandas do MSS-LANDSAT, Meirelles (1980)
aponta a banda 4 (0,5 a 0,6 pm) como a mais favorãvel para a determi
nação das feições subsuperficiais na água, devido ã menor atenuaçãoda
energia eletromagnética pela massa da água neste comprimento de onda.
Porém, a banda 5 (0,6 a 0,7 um) foi a utilizada neste
trabalho para a delimitação das massas de ãgua e dos padrões de sedi
mentos, pois, segundo Meirelles (1980), a presença de sedimentos na
ãgua é um ponto importante na sua utilização, principalmente nadelimi
tação ou determinação das feições subsuperficiais. Hartmann et alii
(1982) também a mencionam na delimitação da batimetria no estuário da
laguna dos Patos, quando existe pouca concentração de sedimentos em
suspensão.
Klemas (1983), Kritikos et alii (1974) e Herz (1977),
entre outros, também citam a sua utilização como a melhor para a iden
tificação dos padrões de sedimentação na superficie da água.
Na banda 4, devido ã maior penetração da radiação, seria
de se esperar um sinal de retorno ainda menor que na banda 5. Isto
acontece para as concentrações mais baixas, mas nas concentrações mais
altas o sinal de retorno da banda 5 é maior que na banda 4. Este fato
pode ser explicado pela maior reflexão dos comprimentos de onda da
banda 5, causada pelos sedimentos presentes na área. Isto se deve ao
fato de que aumentando a concentração, a penetração diminui, ficando
o sinal de retorno cada vez mais restrito ãs camadas superiores e de
pendentes da interação -Fisica entre a energia e o tipo de sedimentos.
Para a determinação de feiç5es subsuperficiais, a presença de sedimen
tos é critica, jã que a sua maior resposta é nas bandas de maior pene
tração (Meirelles, 1980).
Para a ãrea da laguna dos Patos, Herz (1977) cita a pre
dominãncia das particulas argilosas em suspensão, provenientes dos es
pessos solos desenvolvidos sobre basaltos. Essas particulas, • colori
das por sesqui5xidos de ferro, apresentam maior reflectãncia no inter
valo de 0,6 a 0,7 pm, o que faz com que a faixa coberta pela banda 5
seja a mais favorãvel para ser utilizada no mapeamento das massas de
água.
4 MATERIAIS E KTODUS-
Neste trabalho estudam-se os padr5es de turbidez que
aparecem nas imagens MSS-LANDSAT, banda 5, através da análise visual,
e determinam-se as massas de água principais e a sua evolução ao lon
go do tempo.
Para cada imagem foram traçados os padrões dominantes
da lurbideL, LOW bdbe 1105 liTve;› de cinza dos quais se inferem. os pa
drões de correntes superficiais. Estes padrões dominantes,denominados
"plumas", foram estudados com relação ãs águas provenientes basicamen
te da parte norte da laguna (complexo d.o Guaiba), do rio Camaquã, do
canal do São Gonçalo e da penetração de ãgua salgada.
També. m a ressuspensão de sedimentos considerada tan
to na ãrea lagunar e estuarina, como na região costeira,
Os sedimentos para a região costeira foram estimados pa
ra cada imagem, tendo como base a "pluma" de sedimentos que sai pela
desembocadura da laguna.
4.1 - DADOS TERRESTRES ADQUIRIDOS
As medidas pluviom -etricas para o complexo hidrogrãfico
Patos, no periodo de 1979-1983, foi acompanhado por valores totais men
sais, fornecidos pela Secretaria da Agricultura e publicado no Bole
tim Agroclimatolõgico (Figura 5).
FIGURA 5
A direção predominante do vento foi determinada pela me'
dia diãria para o dia de aquisição da imagem; nas estações ao longo
da costa, localizadas no Chul, Rio Grande e Mostardas. Estes dados fo
ram fornecidos pelo Departamento de Meteorologia da Diretoria de Hi
drografia e Navegação - DHN, do Ministério da Marinha.
4.2 - AQUISIÇA0 DE IMAGENS
Foram adquiridos 26 negativos em branco e preto, na es
cala de 1:3.704.000, correspondentes ãs imagens dos satélites LANDSATs
2, 3 e 4 (Tabela 1), com cobertura de nuvens inferior a 30%,
TABELA 1
5 - DISCUSSÃO E RESULTADOS
Pela análise das imagens, foi possivel identificar qua
tro tipos principais de água: na porção norte da laguna, a descargado
rio GuaTba; na margem oeste, a contribuição do rio Camaquã; no estuã
rio, a contribuição do canal São Gonçalo; finalmente, a penetração de
água salgada pelo canal do Rio Grande, ou canal do Norte, como já des
crito por Herz e Tavares (1974). Entretanto, também ocorrem as regiões
de mesclas ou misturas, melhor discriminadas quando se usa a técnica
de processamento automático.
Essas massas de água são identificadas pelos tons decin
za na imagem, onde os claros representam alta concentração de sedimen
tos, da ordem de 140,0 mg/1 em media no estuário, e os mais escuros
correspondem a menores concentrações, cerca de 20,0 mg/1 em média. Se
gundo Herz e Tavares (1974), estes tons de cinza estão diretamente re
lacionados com as partículas biogênicas e litolOgicas em suspensão, o
que resulta num comportamento espectral bem caracteristico.
De acordo com a distribuição e ocorrência de sOlidos em
suspensão (plumas) nas imagens analisadas, foi possivel a sua classi
ficação em cinco classes:
- A primeira classe (CLASSE1) é representada pela imagem de
02/04/79 (Figura 6); também fazem parte desta classe as imagens
de 22/06/79 e 28/05/82. As suas caracteristicas principais são
as seguintes:
- não-ocorrência de "plumas" nos principais tributários da la
guna e, como consequência, baixa concentração de sedimentos;
- possibilidade de identificação dos baixios (bancos), canais
naturais e esporões ("spits");
- salinização do estuário, canal "do São Gonçalo e parte das
células C3 e C4;
- ventos predominantes do quadrante sul, principalmente de SE.
No grãfico de precipitação (Figura 5), observa-se que a
concentração de sedimentos na área í pequena. Os resultados encontra
dos no Cruzeiro MS I (02/04/79), coincidentes cornos do dia de aiquisi-
ção da 'imagem (Figura 7), mostram que os teores de material em suspen
são são baixos, com alta transparência e alta salinidade (Hartmann et
alii, 1985).
FIGURA 7
- A imagem de 29/04/79 (Figura 8) representa a 2 classe (CLAS
SE 2), a qual pertencem também as imagens de 28/07/79 e 17/03/
82, cujas caracteristicas principais são:
- aparecimento da "pluma" de sedimentos provenientes do com
plexo do Guaiba na célula C2;
- as "plumas" do rio Camaquã e canal do São Gonçalo são peque
nas ou inexistentes;
- ocorrência da ressuspensão de sedimentos no estuário e pra
ximo ã linha de costa, o que aumenta os nlveis de turbidez
na região estuarina;
- os ventos predominantes são do quadrante norte e oeste, pre
ferencialmente .de NW, Nestes casos, a intrusão de ãgua sal
gada ocorre em pequena intensidade.
- A 3 classe, representada pela imagem de 20/09/79 (Figura 9) a
qual pertencem também as imagens de 24/05/81, 22/07/80,09/08/80
e 22/08/81, apresentam as seguintes caracteristicas:
- alta turbidez em parte da laguna devido ã contribuição do
complexo do Guaíba e rio Camaquã, estuário com turbidez de
vido contribuição do canal de São Gonçalo e ã ressuspen
são de sedimentos dos bancos, o que impede a observação dos
baixios e "spits";
- pode ocorrer penetração de "ág.ua salgada junto ao fundo do
canal do Norte;
- podem ocorrer ventos predominantes do quadrante norte, prin
cipalmente de NE.
FIGURA 9
O gráfico de precipitação (Figura 5) mostra a pequena
contribuição de sedimentos para a ãrea,
•
Os resultados encontrados no Cruzeiro MS VII, de 19 e
20/09/79, coincidentes com os da imagem (Figura 10), mostram que os
teores de material em suspensão são mais elevados.
FIGURA 10
- A imagem da Figura 11, do dia 25/11/80, representa a LIclasse,
onde se enquadram as imagens de 27/08/80, 21/11/82, 13/03/83,
14/04/83, 30/04/83, 03/07/83 e 24/11/83. As características
principais desta classe são:
- ocorrência de turbidez alta na laguna e parcial noestuãrio,
causada principalmente pela "pluma" do Guaiba e do canal de
São Gonçalo. Devido ã alta turbidez, não são identificados
os bancos e canais naturais ao norte do estuãrio;
- a "pluma" na desembocadura da laguna está ausente, e peque
na ou dispersa para o sul e/ou norte dos molhes;
- a ressuspensão pode ser observada junto ã linha de costa;
- os ventos predominantes provêm do quadrante sul, principal
mente do sudoeste (SW);
- ocorre penetraçãO de água salgada, notadamente junto ao fun
do do canal do Norte (cunha salina).
FIGURA 11
Os resultados encontrados no Cruzeiro MS XVII de 31/10
e 01/11/83 (Figura 12), apesar de diferir em 23 dias do dia de aquisi
cão da imagem 24/11/83, representam as caracteristicas da 4 classe.
FIGURA 12
- A 5.? classe ê representada pela imagem de 04/10/82 (Figura 13),
além das imagens de 20/10/82, 24/01/83, 09/02/83, 17/06/83,04/
08/83 e 21/09/83. Suas principais caracteristicas são:
- alta turbidez em toda a laguna e estuário devido principal
mente ã "pluma" do complexo Guaiba;
- ocorrência de "pluma" bem desenvolvida do canal de São Gon
calo, que é limitada pelo canal da feitoria e bem diferen
ciada na sua resposta espectral da massa de água da laguna;
- "pluma" na desembocadura bem desenvolvida e com sentido sul;
- ocorrência de ressuspensão de sedimentos ao longo da costa,
principalmente na parte sul dos molhes da barra;
- ventos predominantes do quadrante norte, principalmente ME,
que determinam grande vazão e pouca penetração de água sal
gada.
FIGURA 13
Os resultados encontrados no Cruzeiro MS XIV de 02 e
03/08/83 (Figura 14), com diferença de dois dias da aquisição da ima
gem de 04/08/83, representam as características da 5 classe,
FIGURA 14
6 - CONSIDERAÇÕES FINAIS
A região da laguna dos Patos, devido ãs suas modifica
ç6es hidrodinãmicas que ocorrem como consequência das variaçaes climã
ticas e devido ã sua dimensão, é uma área que se mostrou favorável ao
uso das imagens de satélite. Isto já foi demonstrado também em estudos
anteriores como os de Herz e Tavares (1974), Herz (1977) Herz et alii
(1978) e Hartmann et alii (1982).
O fator mais importante que afeta a qualidade das águas
na área é a turbidez, que provém principalmente do complexo do Guaiba
e rio Camaquã e, ao nível de estuário, do canal São Gonçalo. Por ou
tro lado, a intrusão de água salgada pela desembocadura da barra faz
com que ocorra a decantação, por floculação, das partículas sedimenta
res em suspensão.
Essas quatro massas de água, bem como o seu impacto na
região, foram delimitadas nas 26 imagens MSS-LANDSAT analisadas, sen
-do classificadas emcinco classes, de acordo com: a) sua distribuiçãoe
ocorrência de "plumas" de sedimentos associadas aos níveis de precipi
tação nas bacias das laguna dos Patos e Mirim; h) influéncia dos gru
pos principais de ventos.
Embora o s satélites LANDSATs forneçam uma cobertura sis
temática da superfície da Terra numa resolução temporal de 18 dias
(LANDSATs 1, 2 e 3) ou 16 dias (LANDSATs 4 e 5), a disponibilidade de
dados auxiliares (como o regime de ventos, enchentes e vazantes no ca
so deste trabalho) são importantes no aproveitamento de todo o seu po
tencial.
O desenvolvimento rápido de novos satélites, com melho
res resolueEes temporal, 1.diumjti tendem a aumeutat
a possibilidade de utilização de seus dados no estudo da dinâmica das
águas. Atualmente já são disponíveis os produtos TM ("Thematic Mapper")
do satélite LANDSAT-5, com 7 bandas e resolução espacial de 30 m, que
permitem trabalhos na escala de 1:40.000. Os satélitesmeteorolõgicos,
com.resolução temporal diária ou horária, mas com baixa resolução es
pacial, também estão disponíveis.
Convém ressaltar as limitações da 'interpretação visual
das transparências negativas, embora sejam de baixo custo, reconhecen
do a importância de sistemas analisadores automáticos de imagens. En
tretanto, a sua utilização hoje sõ é possível em centros especializa
dos como o Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE), em São José dos
Campos (SP).
Finalizando, a possibilidade de construção de mapas te
má -ticos da região a partir de imagens de sensoriamento remoto, aliada
â sua periodicidade de tomada de imagens, fazem com que o sensoriamen
to remoto seja uma ferramenta das mais promissoras no gerenciamento
costeiro da área. Cabe aqui citar o trabalho de Asmus et alii (1985),
que relata que a laguna dos Patos é uma das áreas mais importantes de
toda a costa brasileira para as práticas do gerenciamento costeiro,de
vido a sua grande importância ecolõgica e industrial e aos mijltiplos
impactos (modificações naturais e artificiais no ecossistema).
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AGRADECIMENTOS
Ao Instituto de Pesquisas Espaciais (INPE) e ã Fundação
Universidade do Rio Grande (FURG) pela oportunidade de executar este
trabalho.
A Comissão Interministerial de Recursos do Mar (CIRM)pe
lo apoio financeiro.
Ao Pesquisador do Instituto de pesquisas Espaciais (INPE),
Dr. Tcaro Vitorello, pelas valiosas sugestões, algm da revisão e in
centivo na elaboração do trabalho.
A todos os que, direta ou indiretamente, contribuíram
para a realização desta pesquisa.
CONTRIBUIÇÃO AO ESTUDO DA HIDRODINÂMICA E EVOLUÇÃO
DAS MASSAS DE ÁGUA NA LAGUNA DOS PATOS ATRAVESDE
IMAGENS MSS-LANDSAT NO PERTODO DE 1979 A 1983
Carlos Hartmann
Edson Eyji Sano
Numero de Figuras: 14
Ni5mero de Tabelas: 01
LISTA DE FIGURAS
Figura 1 - Localização da ãrea de estudo ',
Figura 2 - Células Cl, C2, C3 e C4 da laguna dos. Patos.
Figura 3 - Espectro eletromagnético.
Figura 4 - Parâmetros orbitais do satélite LANDSAT,
Figura 5 - Balanço médio mensal da precipitação na bacia de drenagem
da laguna dos Patos - RS.
Figura 6 - Imagem de 02/04/79, pertencente ã classe 1.
Figura 7 - Cruzeiro MS I - 02/04/79,
Figura 8 - Imagem de 29/04/79, pertencente ã classe 2,
Figura 9 - Imagem de 20/09/79, pertencente ã classe 3.
Figura 10 - Cruzeiro MS VII - 19 e 20/09/79,
Figura 11 - Imagem de 25/11/80, pertencente ã classe 4.
Figura 12 - Cruzeiro MS XVII - 31/10 e 01/11/83,
Figura 13 - Imagem de 04/10/82, pertencente ã classe 5.
Figura 14 - Cruzeiro MS XIV - 02 e 03/08/83,
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29/04/79 - 237/82 2 OUTONO
22/06/79 30 237/82 2 INVERNO
28/07/79 20 237/82 2 INVERNO
20/09/79 30 237/82 2 INVERNO/PRIMAVERA
22/07/80 - 237/82 2 INVERNO
09/08/80 - 237/82 2 INVERNO
27/08/80 30 237/82 2 INVERNO
25/11/80 O - 237/82 2 . PRIMAVERA
24/05/81 - 237/82 2 OUTONO
22/08/81 - 237/82 2 INVERNO
17/03/82 237/82 3 VERAO
28/05/82 - 237/82 3 OUTONO
04/10/82 10 221/82 4 PRIMAVERA
20/10/82 ' - 221/82 4 PRIMAVERA
21/11/82 30 221/82 4 PRIMAVERA
24/01/83 - 221/82 4 VERÃO .
09/02/83 30 221/82 4 VERAO
13/03/83 30 . 221/82 4 VERÃO
14/04/83 20 221/82 4 OUTONO
30/04/83 10 221/82 4 OUTONO
17/06/83 30 221/82 4 OUTONO
03/07/83 - 221/82 4 INVERNO
04/08/83 20 221/82 4 INVERNO
21/09/83 - 221/82 4 INVERNO/PRIMAVERA
24/11/83 - 221/82 4 PRIMAVERA _
Tabela 1