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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Pollutants. Remote Sensing of Environment, 12:151-168.

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,

LISTA DE TABELAS

Tabela 1 - Imagens MSS-LANDSAT adquiridas e analisadas.

fig. 1

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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