Estimating Evapotranspiration Using the SEBAL Model and Remote Sensing: Spatiotemporal Dynamics in Quara District, Northwest Ethiopia

A água é a moeda invisível da terra, movendo-se constantemente entre o solo, as plantas e o ar. Esse movimento, conhecido como evapotranspiração, é uma combinação de dois processos: a água evaporando diretamente do solo e o vapor de água liberado pelas plantas enquanto elas respiram. Em regiões secas e semiáridas, onde a água é escassa, compreender exatamente quanta água está sendo perdida para a atmosfera é crítico. Os agricultores precisam saber quanto irrigar, e os gestores de água precisam planejar para o futuro. Por décadas, medir essa perda foi difícil, dependendo frequentemente de estações meteorológicas que contam a história de apenas um único ponto, deixando vastas paisagens no escuro.

Uma equipe de pesquisadores de universidades da Etiópia mapeou agora essa perda de água oculta em todo o Distrito de Quara, no noroeste do país. Usando um sofisticado modelo computacional chamado SEBAL, que significa Algoritmo de Balanço de Energia de Superfície para a Terra, eles transformaram imagens de satélite em um quadro detalhado do consumo de água. O modelo funciona observando a energia que atinge a superfície da Terra. Assim como uma pessoa sente calor ao ficar sob o sol, a terra absorve energia solar. Essa energia tem que ir para algum lugar; ou ela aquece o ar, ou aquece o solo, ou é usada para transformar água líquida em vapor. Ao calcular quanta energia sobra após o aquecimento do ar e do solo, os pesquisadores pudgaram determinar exatamente quanta água estava se transformando em vapor e subindo para o céu.

O estudo focou na estação seca de 2020, analisando imagens de satélite capturadas em quatro datas específicas entre janeiro e abril. Os pesquisadores utilizaram imagens do satélite Landsat-8, que captura a Terra com alto nível de detalhe, permitindo ver campos individuais, florestas e solo nu. Eles combinaram essas imagens com dados de estações meteorológicas e mapas de elevação do terreno para construir um quadro completo do ciclo da água do distrito. O resultado foi uma série de mapas mostrando exatamente onde a água estava sendo usada e como esse uso mudava ao longo do tempo.

As descobertas revelaram uma paisagem de contrastes acentuados. Em áreas cobertas por vegetação densa ou culturas irrigadas, a terra estava liberando ativamente grandes quantidades de vapor de água. Nessas zonas verdes, a perda diária de água atingiu o máximo de 9,63 milímetros por dia. Em forte contraste, solos nus e áreas rochosas, onde nenhuma planta crescia e o solo estava seco, perdiam muito pouca água, com taxas caindo para tão pouco quanto 0,68 milímetros por dia. Os mapas mostraram que a localização da perda de água não era aleatória; ela seguia a própria terra. Vales e áreas próximas a rios, onde o solo permanecia úmido e a vegetação era espessa, mostraram consistentemente alta perda de água. Terrenos mais altos e secos, com grama esparsa ou rocha exposta, mostraram muito pouca perda.

À medida que a estação seca progredia de janeiro a março, a quantidade de água perdida para a atmosfera geralmente aumentava. Esse aumento acompanhava o aumento do calor e o ressecamento do solo em áreas que dependiam da chuva. Em março, a perda de água atingiu seu pico, impulsionada pelo sol intenso e pela falta de umidade nos campos dependentes de chuva. No entanto, em abril, o padrão mudou ligeiramente. Embora o ar continuasse quente, a perda diária de água diminuiu um pouco. Os pesquisadores sugerem que isso se deveu provavelmente aos primeiros sinais da chegada da estação chuvosa, que pode ter adicionado um pouco de umidade de volta ao solo, ou talvez os agricultores tenham reduzido sua irrigação em preparação para as chuvas.

O estudo também destacou o poder de usar satélites para resolver problemas locais. Em uma região onde as estações meteorológicas são escassas e distantes entre si, o método baseado em satélite forneceu uma maneira de ver o quadro completo de uma só vez. Os pesquisadores descobriram que o modelo funcionou bem, produzindo resultados que coincidiam com as poucas medições de solo que possuíam. Essa abordagem oferece uma ferramenta prática para gerir a água na Etiópia e em outras regiões secas. Ao saber exatamente quais campos estão bebendo mais água e quais áreas estão secando, as autoridades podem tomar melhores decisões sobre para onde enviar água, como proteger as plantações e como se preparar para secas. O trabalho prova que olhar de baixo para cima do espaço pode fornecer uma visão clara e detalhada da água que sustenta a vida no solo.