Predicting South American fire season severity (FSS)

Essa pagina apresenta a previsão para o período severo de queimadas durante a época seca de 2014. A figura abaixo mostra a previsão para 2014 e está atualizada até maio 2014 em termos do Índice Sazonal da Severidade de Fogo (Fire Season Severity Index, FSSI, com intervalo entre 0-100). A previsão cobre seis Estados no Brasil (Acre, Amazonas, Maranhão, Mato Grosso, Pará, e Rondônia), três Municípios em Bolívia (El Beni, Pando, e Santa Cruz), e um Pais (Peru). O verde indica uma severidade abaixa do valor média, laranja e vermelho indicam uma severidade prevista acima da média FSSI histórica para a região. Em 2014, a previsão da FSSI está baixa da média sobre toda região (Hemisfério Sul da America do Sul). As condições (temperaturas dos oceanos Pacífico e Atlântico) não são favoraveis pelas quiemadas em 2014 (temperaturas baixas no fim da época chuvosa). A FFSI está baixa da média histórica entre 2001-2013 (aproximadamente 25%). Uma descrição dos métodos, incluindo o modelo pelas previsões, está disponível aqui (em inglês).

Essas figuras mostram as comparações entre o FSS do modelo e observações de fogo durante os anos 2001-2014 para cada região. Linhas pretas (sólidas) indicam as observações de anos passados (focos de calor via satélite), e as linhas pretas (pontilhadas) mostram o valor da média histórica de todos anos. As linhas laranjas mostram as previsões de FSS em 2001-2014 e o intervalo (RMSE) de previsão para o ano atual (2013). Os números em parênteses significam as coeficientes de determinação (r²) entre o modelo e as observações realizadas. As previsões atuais incluíram dados de superfície do mar até Maio 2014—Clique nas caixas abaixo da figura para obter as previsões de meses anteriores.

O FSS é a soma de focos de queimada (ou focos de calor, (FC)) durante a época seca. Focos de calor são anomalias de radiação termal detectadas por satélite. Nosso modelo esta baseado nos focos de calor do sensor (MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer), um dos instrumentos no satélite terrasatélite da NASA.

Mapas mensais de focos de calor entre 2001-2013 sobre América do Sul. Clique"<" ou ">" para visualizar dados em meses/anos anteriores. Clique “Enable/Disable smoothing” para visualizar localização de cada foco de calor (aviso: pode demorar tempo para recompor os pontos).

Mapa de densidade dos focos de calor (numero por milhão de hectares por ano), mostrando as condições médias durante 2001-2012. As linhas azuis mostram as 10 áreas de estudo. Clique sobre o mapa para obter uma versão maior.

Na previsão do FSS na América do Sul, usamos dois índices climáticos que representam anomalias na temperatura da superfície dos oceanos Pacífico e Atlântico: ONI (Ocean Nino Índex) e AMO (Atlantic Multidecadal Oscillation Índex). A figura abaixo mostra a série temporal de ONI e AMO desde 2000.

Usando a regressão linear, a maior correlação entre FSS e ONI ou AMO aconteceu entre outubro (ano anterior) e abril, 3-6 meses de antecedência ao pico de queimadas durante a época seca (e.g., setembro no Mato Grosso). Aqui, mostramos os valores mensais de ONI e AMO neste período. As cores entre azul e vermelho significam anos de baixa a alta ocorrência de queimadas.

Esta figura mostra uma comparação entre anomalias nos índices oceânicos e o FSS. Por cima, a figura indica as anomalias na superfície do mar (valor média entre o período de outubro-abril, em relação ao valor médio durante os anos 2001-2010. A painel abaixo mostra a série temporal do FSS anual, dividida por região.

Chen, Y., J. T. Randerson, D. C. Morton, R. S. DeFries, G. J. Collatz, P. S. Kasibhatla, L. Giglio, Y. Jin, M. E. Marlier, Forecasting fire season severity in South America using sea surface temperature anomalies, Science, 334, 787-791, 2011. [link]
Chen Y., I. Velicogna, J. S. Famiglietti, and J. T. Randerson, Satellite observations of terrestrial water storage provide early warning information about drought and fire season severity in the Amazon, J. Geophys. Res. - Biogeosciences, 118, 1-10, 2013. [link]
Chen, Y., J. T. Randerson, D. C. Morton, Y. Jin, G. J. Collatz, P. S. Kasibhatla, G. R. van der Werf, R. S. DeFries, Long-term trends and interannual variability of forest, savanna and agricultural fires in South America, Carbon Management. 4(6), 617-638. [link]

FC : Focos de calor, ou o numero de queimadas detectados por satélite.
AMO: Atlantic Multi-decadal Oscillation index, um índice de anomalia na temperatura da superfície do mar Atlântico. Nós usamos o valor médio (suavizado sobre 3 meses) de Kaplan anomalias na superfície do Oceano Atlântico (0-70N). Dados estão disponíveis na internet NOAA Earth System Research Laboratory.
Período de queimadas(Fire Season): o período de 4 meses antes/depois ao mês com o maior número de focos.
FSS: Fire Season Severity/Período Severo de Queimadas: a soma de focos de calor durante o período de queimadas em cada ano.
FSSI (Fire Season Severity Index, Índice Sazonal de Severidade de Fogo): Um índice de FSS baseado no valor médio e desvio padrão de FSS histórico na região. FSSI = 50*(1+ERF((FSS-FSS_oavg)/sqrt(2)/FSS_ostd), onde FSS_oavg y FSS_ostd sao o valor medio e o desvio padrão de FSS observado durante 2001-2010. ERF é a função erro.
MODIS: Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer, um dos instrumentos nos satélites Terra e Aqua da NASA para sensoriamento remoto da planeta.
ONI: (Ocean Nino Index), uma índice de anomalia na temperatura da superfície do mar Pacífico. Nós usamos o valor médio (também suavizado sobre 3 meses) de ERSST.v3b anomalias na região Niño 3.4 (5N-5S, 120-170W). Dados estão disponíveis na internet: NOAA Climate Prediction Center.
Terra: Satélite da NASA em órbita hélio-síncrona ao redor do planeta. O satélite foi lançado em dezembro de 1999, e o Terra leva 5 sensores incluindo o MODIS.

Este trabalho tem apoio da Fundação Moore (Gordon and Betty Moore Foundation) bolsa GBMF3269.

O trabalho é uma colaboração entre A Universidade de Califórnia, Irvine (Yang Chen e Jim Randerson), NASA Goddard Space Flight Center (Doug Morton e James Collatz), Columbia University (Ruth DeFries e Miriam Marlier), Universidade de Maryland (Louis Giglio), e Duke University (Prasad Kasibhatla).

A NASA disponibilizou focos de queimadas do sensor MODIS e a NOAA gerou os dados de temperatura da superfície do mar usados neste trabalho. As figuras, mapas, e demais conteúdos nesta pagina foram construídos usando Google Chart API , Maps API, e Fusion table API .

As previsões do modelo nesta pagina são experimentais. O modelo não pode ser usada para previsão de queimadas individuais. O uso da informação pelo planejamento deve também usar outras fontes de informação confiáveis sobre a clima e o risco de fogo. A Universidade de Califórnia não será responsável pelas conseqüências de qualquer uso de dados sobre FSS ou outros resultados nesta página.