O Dia Mundial do Meio Ambiente, comemorado no dia 5 de junho, convida-nos a refletir sobre os problemas ambientais em curso, a necessidade de ações efetivas e direcionadas para a preservação dos recursos naturais e a conservação do planeta, o uso de ferramentas e tecnologias específicas para tornar a vida das pessoas e do planeta sustentáveis, entre tantos outros temas relevantes.
O Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais – INPE, através de suas várias áreas de competência, investe em pesquisa e inovação tecnológica para contribuir da melhor forma e entregar produtos e serviços de qualidade em benefício da sociedade.
No contexto do meio ambiente, o INPE vem aprimorando o monitoramento dos biomas brasileiros (Amazônia, Caatinga, Mata Atlântica, Pantanal, Cerrado e Pampas), que tem importância crucial para o desenvolvimento econômico, social e ambiental do Brasil. Em um país de dimensões continentais como o Brasil, conhecer seu território é parte fundamental para as questões de conservação e uso sustentável dos recursos ambientais. O sensoriamento remoto é de suma importância para o estudo do meio ambiente, com a obtenção de inúmeras informações dos objetos da superfície terrestre a partir da energia eletromagnética que interage com a atmosfera e o solo, sem a necessidade de contato direto com os mesmos. Com a análise dos dados de sensoriamento remoto é possível extrair informações relacionadas aos tipos de vegetação, solo, minerais, rochas, água, infraestrutura urbana, etc. Essa análise permite diversas aplicações, como monitoramento do uso e cobertura da terra, estudos em agricultura, avaliação de desastres naturais ou antrópicos, entre outros. O INPE fornece para o público em geral imagens de sensoriamento remoto, por meio dos satélites das séries CBERS e Amazonia. Também fornece imagens para ajuda humanitária na Carta Internacional Espaço e Grandes Desastres, em um esforço cooperativo com outras instituições espaciais ao redor do mundo.
A partir da análise de imagens de satélites também são produzidos dados diários sobre fogo em vegetação, alertas de desmatamento e degradação da vegetação, além de inventários anuais da perda da cobertura natural nos biomas brasileiros. Para produção desses dados, são desenvolvidos pelo INPE os métodos e as tecnologias necessárias para a produção consistente de dados de qualidade, e sua disseminação para a sociedade de maneira transparente e acessível.
O uso de satélites no combate às queimadas possibilita o mapeamento e acompanhamento dos focos de incêndio em todo o Brasil, direcionando equipes de combate e fiscalização para minimizar os danos ambientais. Além disso, os satélites são fundamentais para o monitoramento de áreas preservadas, identificando ilícitos ambientais e permitindo medidas legais de proteção. Essas informações precisas, em tempo real e em larga escala também contribuem para embasar políticas públicas e conscientizar a sociedade sobre a importância da preservação ambiental.
Um dos maiores desafios ambientais do Brasil, no momento, é o desmatamento. Com um percentual total de área desmatada próximos dos 36,1%, o Brasil apresenta valores absolutos de perda de vegetação nativa que coloca o país, na incômoda condição de um dos líderes mundiais do desmatamento. Por exemplo, apenas em 2022 foram perdidos mais de 28.000 km2 de vegetação nativa nos biomas brasileiros, a grande maioria nos biomas Amazônia e Cerrado (82%). Além disso, o desmatamento é hoje a maior fonte de emissões de gases de efeito estufa do Brasil. Por exemplo, em 2020 somente as mudanças de uso da terra responderam por 46% das emissões brasileiras. Por conta da importância do tema, consumidores de produtos com origem em regiões com forte ocorrência de desmatamento estão impondo barreiras a tais produtos, como a recente legislação da Comunidade Européia, que impede a aquisição de produtos que tenham origem em áreas desmatadas depois de 2020.
TerraBrasilis é uma plataforma desenvolvida pelo INPE para organizar, acessar e utilizar dados espaciais produzidos por seus Programas de monitoramento ambiental. O portal web tem como foco principal o Programa Amazônia, mas o conceito e os pacotes de software produzidos podem ser adaptados e customizados para atender a outros projetos que produzem dados espaciais e visam estar acessíveis no ambiente da internet. Apresenta independência da plataforma de acesso, para disseminação de dados geoespaciais de temas variados, sendo baseado nas tecnologias disponíveis para desenvolvimento de aplicações web. Suas principais características são:
– Portal web gis para organização, acesso e disseminação de dados geográficos.
– Construídos para atender necessidades de disseminação dos dados PRODES e DETER, dentre outros.
– Baseado nas tecnologias open source para desenvolvimento de aplicações web gis.
O INPE também cumpre um papel de destaque em áreas como meio ambiente marinho, no setor elétrico brasileiro, trabalhando com big data e inteligência artificial, Metrologia Ambiental, mudanças climáticas, e estudos interdisciplinares atendendo às necessidades da sociedade e visando a segurança hídrica, energética, alimentar e socioambiental.
Na área de meio ambiente marinho, o INPE tem uma grande tradição e experiência, especialmente focado no estudo e entendimento de processos e variáveis oceanográficas, como as correntes marinhas, as ondas, a constituição e variabilidade das massas de água, das frentes oceanográficas, das trocas de calor, momento e massa entre o oceano e a atmosfera. Mais recentemente, há um crescente interesse pelo papel dos oceanos e sua comunidade vegetal, o fitoplâncton, nas trocas de dióxido de carbono com a atmosfera e sobre a importância das regiões fontes e sumidouras desse gás no oceano para as mudanças climáticas globais. Também há um interesse acerca do papel do gelo marinho e dos fenômenos climáticos globais, caracteristicamente dependentes do acoplamento entre o oceano e atmosfera (como, por exemplo, o fenômeno El Niño/Oscilação do Sul e o Modo Anular Sul (ou Oscilação Antártica), onde os modos anulares são os principais modos de variabilidade climática na região extratropical e ocorrem nos dois hemisférios), no clima do Brasil.
No ano de 2019, após a concepção pela Marinha do Brasil de um Grupo de Avaliação e Acompanhamento para responder à crise gerada pelo incidente de derramamento de óleo no mar que atingiu a costa norte e nordeste do Brasil, o INPE foi convidado e participou ativamente de ações que serviram para subsidiar políticas públicas que visavam a mitigação dos efeitos desse derramamento nos ecossistemas costeiros brasileiros. Os estudos realizados também foram dirigidos a inferir, com base em saídas de modelos numéricos de circulação oceânica, qual seria a possível fonte desse derramamento de óleo. Para dar suporte a grande parte desses estudos e também visando promover a capacidade na previsão numérica ambiental em várias escalas de tempo e espaço, e historicamente o INPE desenvolveu ferramentas, métodos e produtos na área do sensoriamento remoto dos oceanos, de oceanografia operacional e de modelagem numérica. A modelagem utiliza ferramentas computacionais para rodar e acoplar modelos numéricos que simulam processos dinâmicos, termodinâmicos e biogeoquímicos que ocorrem nos diversos compartimentos do Sistema Terrestre, e que incluem a biosfera, a hidrosfera, a atmosfera e a criosfera. Nos modos mais clássicos, os modelos de Sistema Terrestre acoplam as componentes de oceano (uma parte da hidrosfera) com a atmosfera, e as equações matemáticas que representam os processos físico-químico-biológicos nesse sistema acoplado alimentam-se mutuamente. Isso faz com que, em geral, a representação final do modelo para uma previsão ou diagnóstico ambiental seja mais acurada, quando comparada a uma representação compartimentada realizada com um modelo atmosférico ou um modelo oceânico rodando individualmente. Nos dias de hoje, os estudos mais representativos do INPE incluem as estimativas da temperatura da superfície do mar, da concentração de clorofila, dos ventos sobre o oceano, dos padrões de ondas, entre outras, através de satélites. Operacionalmente, o INPE é a instituição responsável no Brasil pelo programa PIRATA (Prediction and Research Moored Array in the Tropical Atlantic), no qual se mantém uma rede de bóias ancoradas na região oeste do Oceano Atlântico Tropical visando, entre outras coisas, recolher dados observacionais para melhorar a previsão climática sazonal da Região Nordeste do Brasil. Do ponto de vista de modelagem numérica, o INPE lidera um projeto de criação e implementação de um novo modelo numérico de Sistema Terrestre denominado MONAN (Model for Ocean, Land and Atmospheric Prediction), que objetiva oferecer um avanço na capacidade nacional para a previsão numérica de tempo, clima e ambiente no Brasil e oceanos adjacentes. O modelo foi criado com o conceito de modelo comunitário, o que implica na participação de vários grupos de pesquisa e desenvolvimento na sua formulação e operacionalização
Para o setor elétrico brasileiro, o Brasil já conta com mais de 25GW de usinas eólicas e 28GW de usinas fotovoltaicas, que juntas correspondem a 27% do parque gerador (quase 4 usinas de Itaipu). Este processo vem contribuindo para que o Brasil reduza as emissões de Gases de Efeito Estufa (GEEs) pelo setor de energia e se aproxime dos Objetivos do Desenvolvimento Sustentável (ODS) assumidos junto à Agenda 2030 da ONU. Além de fornecer previsões de tempo e clima para a gestão do nível dos reservatórios e da geração das hidrelétricas, o Instituto vem fomentando a transição energética em curso através da coleta e fornecimento de dados climáticos de vento e radiação solar. Estas informações suportam o desenvolvimento de usinas solares e eólicas no país, assim como também fomentam a geração de energia fotovoltaica em residências e comércios de pequeno porte e o planejamento da expansão de nossa matriz energética através de iniciativas como o Atlas Brasileiro de Energia Solar.
Para trabalhar com big data e inteligência artificial, o INPE está desenvolvendo uma plataforma computacional, chamada Brazil Data Cube (http://www.brazildatacube.org/), para processamento de grandes volumes de imagens de sensoriamento remoto; para geração de cubos de dados multidimensionais para todo o território brasileiro; e para análise de séries temporais de imagens usando machine learning para produzir informações de uso e cobertura da terra.
Através destas diferentes atividades o INPE incentiva arranjos colaborativos intra e interinstitucionais e desenvolve estratégias e metodologias interdisciplinares em um portfólio de pesquisas e produtos para qualificar e quantificar as influências das ações antrópicas e os seus impactos no sistema terrestre. Não se trata apenas de agrupar dados ou resultados, mas sim de desenvolver metodologias inovadoras que permitam a integração entre as atividades de observação, modelagem, construção de indicadores e elaboração de cenários, visando prover o Estado e a sociedade brasileira com produtos orientados à caracterização e solução de problemas socioambientais e enfrentamento ao grave cenário atual de emergência climática.
E para entregar produtos e serviços com qualidade, o Instituto também conta com uma infraestrutura de laboratórios especializados em Metrologia Ambiental, onde realiza a calibração da instrumentação meteorológica/ambiental com rastreabilidade ao Sistema Internacional de Unidades e avalia a incerteza de medição; atividades primordiais para garantir a confiabilidade dos dados gerados de diversos sistemas de observação ambiental.
Para finalizar, a mensagem que a equipe do INPE deixa neste Dia Mundial do Meio Ambiente é: “Há muito trabalho a ser feito em prol de uma sociedade sustentável. Temos ferramentas inovadoras, disponibilizamos dados de qualidade e sem custos e, mais importante, temos pessoas comprometidas e capacitadas em buscar a melhor solução para os problemas ambientais atuais. Hoje é um dia de conscientização, de que todos nós somos responsáveis pela saúde do Planeta. Assim, ajude a preservar o meio ambiente hoje, para que as gerações futuras tenham um ambiente sustentável e seguro, para termos qualidade de vida na terra, no oceano, no ar, no espaço!”
Créditos: Divisão de Observação da Terra e Geoinformática, Divisão de Impactos, Adaptação e Vulnerabilidades e Divisão de Modelagem Numérica do Sistema Terrestre da Coordenação-Geral de Ciências da Terra (CGCT); Divisão de Projeto Estratégico 1, Divisão de Projeto Estratégico 2 – BIG e Divisão de Projeto Estratégico 4 – Queimadas, da Coordenação de Gestão de Projetos e Inovação tecnológica (COGPI); Coordenação de Manufatura, Montagem, Integração e testes (COMIT), da Coordenação-Geral de Infraestrutura e Pesquisas Aplicadas (CGIP).
