​Mapping and assessing evapotranspiration using MODIS-based SEBAL for groundwater potential in the Sita–Swarna river basins, coastal Karnataka, India

A água é o sangue vital da terra, mas é também um fantasma que se desvanece no ar todos os dias. Nas regiões tropicais e húmidas do litoral da Índia, onde as chuvas de monção são intensas e as florestas são densas, esta perda invisível é chamada de evapotranspiração. É o processo combinado de evaporação da água do solo e transpiração das plantas, uma troca massiva diária que devolve a água da terra para o céu. Compreender exatamente quanta água é perdida, e onde, é crítico para gerir as reservas ocultas de águas subterrâneas de que as comunidades dependem quando as chuvas param. Se engenheiros e planeadores não conseguirem ver para onde a água está a ir, não poderão planear eficazmente os meses secos ou proteger os aquíferos do uso excessivo. O desafio sempre foi que este processo é difícil de medir em toda uma paisagem; as ferramentas tradicionais só conseguem fazer uma leitura num único ponto, deixando vastas áreas do campo envoltas em mistério.

Uma equipa de investigadores partiu para resolver este enigma para duas bacias hidrográficas no distrito de Udupi, em Karnataka, na Índia: os rios Sita e Swarna. Estas bacias são um corte dramático dos Ghats Ocidentais, estendendo-se desde as altas e florestadas cristas montanhosas até às planícies costeiras baixas e urbanizadas, onde os rios encontram o mar. A equipa utilizou um método sofisticado que transforma imagens de satélite num mapa de perda de água. Ao observar o calor irradiado pela superfície da Terra e o verdor da vegetação, calcularam o balanço energético da terra. Isto permitiu-lhes estimar quanta água estava a ser puxada do solo e libertada para a atmosfera em toda a região, dia após dia, ao longo de dois anos. Eles não apenas adivinharam; eles cruzaram os seus cálculos de satélite com dados de estações meteorológicas e compararam os resultados entre diferentes estações, desde a época húmida das monções até ao inverno seco.

Os resultados pintaram um quadro claro, embora surpreendente, de como a água se move nesta paisagem. Os investigadores descobriram que a quantidade de água perdida para o ar variava significativamente dependendo do tipo de terreno e da época do ano. Na bacia do Sita, a perda diária de água variou de cerca de 5,6 a quase 20 milímetros, enquanto na bacia do Swarna, foi mais modesta, variando aproximadamente entre 4 e 6 milímetros. As taxas mais elevadas de perda de água não ocorreram onde se esperariam as condições mais secas, mas sim sobre as densas florestas perenes nas cristas das montanhas e sobre as águas abertas dos estuários dos rios. Estas áreas, ricas em humidade e vegetação, estavam constantemente a respirar água para a atmosfera. Inversamente, as taxas mais baixas de perda de água foram encontradas sobre as áreas urbanizadas da planície costeira, onde o betão e os edifícios cobrem o solo.

Esta descoberta subverteu uma suposição comum utilizada no planeamento de águas subterrâneas. Durante muito tempo, muitos especialistas acreditaram que as áreas com alta perda de água eram más candidatas à recarga de águas subterrâneas, porque pareciam estar a "gastar" a água. O estudo mostrou que esta lógica estava invertida para esta região. A alta perda de água nas florestas era, na verdade, um sinal de saúde; significava que havia muita água disponível para ser perdida. Estas terras altas florestadas, com as suas raízes profundas e solos permeáveis, são os verdadeiros motores da recarga de águas subterrâneas, absorvendo as pesadas chuvas de monção e alimentando os aquíferos abaixo. Em contraste, as áreas com menor perda de água — as cidades e vilas — eram as menos propensas a recarregar as águas subterrâneas. Porque o solo ali é selado por pavimentos e edifícios, a chuva não consegue infiltrar-se na terra de todo. A baixa perda de água ali não era um sinal de um excedente de água, mas um sinal de que a água estava a ser bloqueada de entrar na terra por completo.

O estudo também revelou como as estações alteram a história. Durante o inverno, quando o ar é mais fresco, mas o solo ainda retém a humidade das chuvas anteriores, as florestas e os corpos de água continuaram a perder água a taxas elevadas. No entanto, à medida que o verão seco se aproximava e o solo secava, a perda de água caía drasticamente nos campos agrícolas e assentamentos, mesmo que o ar estivesse a tornar-se mais quente e sedento. Este fosso entre o que o ar queria (alta procura) e o que o solo podia dar (baixa oferta) é precisamente quando a pressão sobre os poços de água se torna mais intensa. Os investigadores descobriram que a diferença entre a procura atmosférica e a perda de água real aumentava à medida que a estação seca progredia, sinalizando os momentos precisos em que as comunidades estão mais propensas a sobre-bombear os aquíferos.

Um dos aspetos mais marcantes da investigação foi a descoberta de um artefacto computacional perto da foz do rio. Os modelos mostraram um pico extremamente elevado de perda de água no estuário, onde o rio encontra o oceano. Embora isto se devesse em parte à física única da água aberta e da mistura com o ar seco, os investigadores determinaram que os números eram provavelmente exagerados pela forma como os dados de satélite foram processados. Eles trataram este valor extremo não como uma medição precisa, mas como um limite superior, uma forma de identificar onde a procura de água está mais concentrada. Esta distinção é crucial; mostra que, embora o método de satélite seja poderoso, deve ser interpretado com cautela, especialmente em ambientes costeiros complexos onde a terra, a água e o ar interagem de formas complicadas.

Em última análise, o trabalho fornece uma ferramenta espacialmente detalhada para gestores de água. Ao mapear onde a água está realmente a ser perdida, os investigadores identificaram as zonas específicas onde a procura durante a estação seca é mais elevada. Esta informação permite que os engenheiros coloquem estruturas de recarga, como barragens de retenção e tanques de infiltração, nos locais certos para captar o escoamento antes que este se perca. Também destaca onde as restrições à extração de água são mais necessárias para evitar que a água salgada do oceano avance para dentro das águas subterrâneas doces. O estudo conclui que, embora a evapotranspiração seja uma peça vital do puzzle da água, ela não pode ser usada sozinha para julgar o potencial de uma área para conter águas subterrâneas. Em vez disso, deve ser vista em conjunto com o uso do solo, o tipo de solo e a geologia. Nestas bacias costeiras, as florestas são as guardiãs da água, e as cidades são as barreiras; compreender esta dinâmica é a chave para manter o nível freático estável num clima em mudança.