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[pt-br] Dados das enchentes no Rio Grande do Sul (RS) em 2024

É muito triste ver as enchentes devastadoras que tem atingido o Rio Grande do Sul nos últimos anos. Decidi fazer este post pra tentar compreender melhor a escala e o impacto desses eventos usando algumas fotos de satélite e dados recentes sobre as enchentes. Maioria das imagens recentes são do MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) do qual fiz um post em 2009 (artigo aqui) que usam 2 satélites (Terra e Aqua) para fazer cobertura quase diária em baixa resolução da terra inteira.

Estamos no meio de uma tragédia sem precedentes, por outro lado, este é um momento único para a coleta de dados por parte de pesquisadores e governo com a esperança de melhorar a modelagem desses processos hidrológicos para desenvolver sistemas de alerta e previsão de enchentes. Nunca antes observamos estes processos complexos nos rios do Rio Grande do Sul, este momento é extremamente importante para o futuro do RS.

PS: tentarei manter atualizado este post com novas imagens.

Avisos de licença das imagens:

Sentinel images: contains modified Copernicus Sentinel data 2024 processed by Sentinel Hub.
MODIS (Aqua/Terra): NASA/OB.DAAC.

17 de Maio de 2024 – MODIS Terra

Nesta imagem do dia 17 de Maio já podemos ver a mancha de sedimentos se aproximando de São Lourenço e Pelotas.

Comparação entre o dia 15 e 17 de Maio:

16 de Maio de 2024 – Hindcast para nível do Guaíba, primeira versão

Ontem a noite consegui um pouco mais de tempo para terminar uma primeira versão do modelo de previsão dos níveis do Guaíba, abaixo um exemplo de predições para o mês de Março de 2024 (dados de avaliação). Assim que conseguir um pouco mais de tempo posto mais detalhes, a ideia é ir melhorando aos poucos. A previsão é a série em vermelho para próximas 18 horas, GT (em azul) são os dados reais do nível do Guaíba.

15 de Maio de 2024 – MODIS Terra e Sentinel-3

A comparação abaixo é uma imagem de hoje (dia 15 de Maio de 2024) do Sentinel-3 e uma imagem do dia 21 de Abril de 2024 (antes das cheias). Nestas imagens estou utilizando o Normalized Difference Water Index (NDWI) que é um índice espectral usado em sensoriamento remoto para detectar e monitorar a presença de água em superfícies terrestres. Ele é muito útil na análise de imagens de satélite para identificar corpos d’água, tais como lagos, rios e regiões alagadas como as que vemos no RS. Podemos ver claramente o quão cheios estão os afluentes do Jacuí ainda hoje:

 

Imagem de hoje do MODIS Terra. Podemos ver pequena movimentação comparado com as imagens de ontem.

14 de Maio de 2024 – MODIS Terra

Imagem abaixo de hoje do MODIS confirma a hipótese de ontem, os sedimentos escoados do Guaíba estão aproximadamente uns 100km da região do Laranjal:

Abaixo, comparação do dia 9 de Maio e hoje (dia 14 de Maio):

Podemos ver também as cheias dos afluentes no Jacuí:

13 de Maio de 2024 – Anomalia de precipitação total na bacia do Rio Jacuí

Terminei ontem a noite a primeira versão deste plot temporal da anomalia de precipitação total no Rio Grande do Sul, especificamente para a Bacia do Rio Jacuí. Como período de referência usei o período recomendado pela WMO (World Meteorological Organization) de 1991 até 2020 para os meses de Jan/Fev/Mar/Abr usando os dados da ECMWF e comparando com os dados dos mesmos meses em 2024. Ainda preciso revisar os dados, mas já é possível ver a magnitude inimaginável desse volume de água sobre a bacia do Rio Jacuí no mês de Março.
Update: atualizado no dia 17 de Maio para usar média, adicionado contorno do estado.

13 de Maio de 2024 – Sentinel-2

Como há bastante nuvens ainda sobre o RS, não conseguimos ver muita informação útil nos últimos dias, com as imagens do Sentinel-1 equipado com o SAR (Radar) do dia 11 de Maio sendo as últimas imagens que conseguimos utilizar pois eram as únicas que não eram afetadas pelas nuvens. Hoje saíram novas imagens do Sentinel-2, ainda há muitas nuvens mas conseguimos ver alguns dados interessantes.

Acredito que a grande pergunta que podemos estimar é onde estão atualmente os sedimentos todos que vimos nas imagens dos dias anteriores que estão escoando do Guaíba na Lagoa dos Patos. Olhando as imagens de hoje parece que esta grande massa de sedimentos está um pouco além de Mostardas como podemos ver pela mancha marrom logo abaixo das nuvens próximo de Mostardas:

Na imagem abaixo com melhor resolução podemos ver a mancha abaixo das nuvens claramente:

Estes sedimentos todos parecem estar uns 100km da região do Laranjal em Pelotas. Podemos tentar estimar a velocidade média (com grande incerteza obviamente) do dia 8 até o dia 13 (hoje) de uns ~12 km/dia.

11 de Maio de 2024 – Sentinel-1 (Synthetic Aperture Radar / SAR)

Esta é a imagem do MODIS que captura luz visível hoje no dia 11 de Maio, não podemos ver quase nada. Por isto recorremos hoje às imagens do Sentinel-1 que utilizam ondas de micro-ondas. Imagens mais abaixo.

 

Sentinel-1 SAR

Imagens de satélites equipados com SAR (Radar de Abertura Sintética), são eficazes em condições de céu encoberto, como durante nuvens densas ou chuva como é o caso de ontem e hoje no Rio Grande do Sul. Diferente das câmeras convencionais que capturam as imagens usando luz visível, o SAR opera utilizando ondas de rádio na faixa de micro-ondas. Essas ondas não são afetadas pela presença de nuvens ou precipitação, ao contrário da luz visível que pode ser refletida ou absorvida por partículas. As imagens abaixo (em cores falsas) mostram alguns contrastes interessantes sobre o que se passa agora que não podemos ver com luz visível:

Visualização da rugosidade da superfície da água (contraste desenvolvido por Annamaria Luongo)

Região de Porto Alegre:

Esta imagem abaixo é impressionante porque quase podemos enxergar visualmente esse comportamento dual do Guaíba (lagoa e rio), podemos ver como o desague parece causar essas correntes (mais brancas na imagem, similar quando vemos as correntes no Adriático). Podemos ver também que logo após a entrada na lagoa dos patos, não vemos mais estas correntes, provavelmente por conta do gargalo e declives que reduzem a vazão.

Região de Pelotas:

Região de Porto Alegre (com enquadramento dos rios):

Visualização em cores falsas (contraste desenvolvido por Annamaria Luongo)

Região de Porto Alegre:

Nesta composição o que é azul claro são rios conhecidos (mapeados e sobrepostos na imagem), o resto é imagem do satélite em cores falsas, mostrando as enchentes:

Região de Pelotas e Rio Grande:

 

10 de Maio de 2024 – Terra / MODIS

Imagem do Terra/MODIS hoje do Rio Grande do Sul quase completamente encoberto.

Previsão de precipitação total acumulada para as próximas 72hrs do modelo GraphCast (provido pelo ECMWF) é de 100mm at 300mm em boa parte do estado:

9 de Maio de 2024 – Suomi NPP / VIIRS

Continua o desague do Guaíba na lagoa dos patos, processo lento evidente pelas imagens e demora na redução do nível da estação de medição do Guaíba. Comparação entre o dia 7 de Maio e 9 de Maio.

 

9 de Maio de 2024 – Estação Laranjal próximo Pelotas e Rio Grande

A estacão de medição no Laranjal (Cód. 87955000) estava no dia 8/Maio às 5pm com o nível de 215cm, se este nível chegar a 300cm, esta é a previsão de enchente estimada na região. Como podem ver, é extremamente preocupante a situação no sul do estado.

7 de Maio 2024 – Suomi NPP / VIIRS

Comparação do dia 6 e 7 de Maio mostrando a extensão do desague do Guaíba para a Lagoa dos Patos, note o aumento da massa de água marrom na lagoa. A mancha marrom na Lagoa dos Patos já tem uma largura de um extremo ao outro de mais de 50km.

7 de Maio 2024 – Landsat 8/9 + Sentinel-2 Composição

A imagem abaixo mostra a diferença no rio Taquari (afluente do Jacuí) entre os dias 6 e 7. Esta imagem utiliza composição de imagens de dois satélites diferentes pois não temos imagens mais recentes do Sentinel-2, mas usando os dois satélites conseguimos fazer esta comparação:

A imagem abaixo usa a mesma composição e data para mostrar as diferenças no Jacuí no ponto próximo de Rio Pardo:

7 de Maio 2024 – Terra / MODIS – Corrected reflectance

Comparando com as imagens de ontem parece que o Taquari (afluente do Jacuí) começou a baixar significantemente.

6 de Maio 2024 – Sentinel-2 – True Color

Saíram as imagens do Sentinel-2 de alta resolução, acredito que estas sejam as imagens mais chocantes até agora sobre Porto Alegre e a região:

6 de Maio 2024 – Sentinel-2 – SWIR

A imagem abaixo compara o antes e depois do dia 6 de Maio usando SWIR (Short-Wave Infrared) do Sentinel-2, esta modalidade consegue penetrar melhor na umidade e assim ajuda a delinear claramente os corpos de água:

6 de Maio de 2024 – Sentinel-2 – SWIR

A imagem abaixo compara o antes e depois do dia 6 de Maio usando SWIR (Short-Wave Infrared) do Sentinel-2, esta modalidade consegue penetrar melhor na umidade e assim ajuda a delinear claramente os corpos de água.

Para se ter uma ideia da dimensão da imagem acima, a distância de um ponto extremo ao outro da imagem é aproximadamente 300km, a mesma distância de Londres até Paris no mapa abaixo:

6 de Maio 2024 – Sentinel-2 – True color

Esta é uma comparação entre imagens do dia 6 de Maio de 2023 e o dia 29 de Setembro de 2023 onde tivemos outra enchente:

6 de Maio 2024 – Terra / MODIS – Corrected reflectance

Finalmente saíram as imagens do dia 6 de Maio, ainda com algumas nuvens mas já dá para ver a magnitude da inundação em Porto Alegre. Comparação abaixo é de uma imagem de 20 de Abril de 2024 com uma imagem do dia 6 de Maio de 2024.

Imagem do dia 20 de Abril de 2024

Imagem do dia 6 de Maio de 2024:

5 de Maio 2024 – Terra / MODIS – Corrected reflectance

Essa comparação abaixo é de uma imagem de 20 de Abril de 2024 com uma imagem do dia 5 de Maio de 2024. Ainda tem bastante nuvens mas já dá pra começar a ver a magnitude das enchentes no Jacuí.

Na imagem abaixo é muito interessante olhar o curso do Jacuí ao longo de Charqueadas e Rio Pardo.

 

Abaixo podemos ver as imagens do Rio Camaquã perto de Cristal: