Tese de mestrado em Ciências Geofísicas (Meteorologia e Oceanografia), Universidade de Lisboa, Faculdade de Ciências, 2020Portugal é afetado pela ocorrência frequente de incêndios rurais, com impactos a nível social, económico e ecológico. As paisagens mudam drasticamente e as cicatrizes de fogo podem durar entre meses a anos. As alterações sazonais na estrutura da vegetação e respetiva fisiologia afetam as propriedades biofísicas das superfícies que, por sua vez, alteram diretamente o balanço de energia à superfície e, por conseguinte, a temperatura da superfície da terra. A avaliação detalhada e uma monitorização continuada da vegetação após um incêndio tornam-se então cruciais e estes processos, apesar de complexos, têm sido possíveis graças ao contínuo desenvolvimento da deteção remota das últimas décadas. A Satellite Application Facility on Land Surface Analysis (LSA-SAF) produz desde 2004 registos de dados de longo prazo. Estes incluem quantidades associadas ao balanço radiativo da superfície, tais como temperatura, a emissividade, fluxos radiativos à superfície; propriedades da vegetação e variáveis relacionadas com o fogo rural e ainda fluxos turbulentos, tais como a evapotranspiração, calor latente e calor sensível. O presente estudo tem por objetivo a caracterização das alterações das propriedades biofísicas das cicatrizes de fogo após grandes eventos de incêndios rurais, utilizando observações LSA-SAF dos produtos Land Surface Temperature (LST), Fraction of Vegetation Cover (FVC) e Albedo (AL). Estudam-se 5 eventos de incêndio (Serra do Caldeirão, Arrifana, Catraia, Pataias e Pedrógão Grande) ocorridos no período 2004 – 2017, através da comparação das séries temporais de cada produto na cicatriz e nos pixéis que a rodeiam. Os resultados revelaram a existência sistemática de anomalias positivas de LST (de até 4,6ºC no caso do incêndio de Pataias) e anomalias negativas de FVC (de até -0,23, também para Pataias) nos períodos posteriores aos eventos de incêndio, e a respetiva recuperação de valores nos anos subsequentes. No caso do AL, os incêndios introduzem anomalias negativas nas semanas imediatamente posteriores ao evento, que na maioria dos casos se tornam positivas na primavera seguinte (o que está associado ao surgimento de vegetação com características diferentes da que estava presente anteriormente). Mostrou-se que o tempo de recuperação para valores típicos anteriores ao incêndio é diferente para cada produto, tendo o AL um retorno mais rápido, em comparação com a LST e FVC. A análise conjunta destas grandezas permite uma melhor compreensão dos mecanismos biofísicos envolvidos na recuperação da vegetação na cicatriz. Analisou-se ainda a recuperação das cicatrizes em função do tipo de cobertura do solo, com os pixéis de floresta a apresentarem maiores valores de anomalia térmica e maior diferença entre condições na cicatriz e em seu redor, para os casos da LST e FVC. No caso do AL, a dependência dos resultados com o tipo de cobertura do solo é menos expressiva, notando-se, no entanto, um aumento da dispersão de valores nos períodos pós-incêndio para todas as classes de cobertura de solo analisadas.Portugal is affected by the occurrence of very severe wildfires with serious impacts at the social, economic and ecological levels. The landscapes change dramatically, and fire scars may last from months to years. The seasonal change in the vegetation structure and its physiology also impact the surfaces’ biophysical properties which, in turn, directly impact the surface energy budget and consequently surface temperature. Therefore, a detailed evaluation and a continuous monitoring of the post-fire vegetation are crucial and these processes, besides their complexity, have been feasible thanks to the continuous improvement of remote sensing instruments over the last decades. The Satellite Application Facility on Land Surface Analysis (LSA-SAF) has been producing long term data records since 2004, including quantities that control the surface radiative balance (such as surface temperature and emissivity, and radiative fluxes), vegetation properties and fire related variables, as well as turbulent fluxes such as evapotranspiration/latent heat and sensible heat. The present study aims to characterize the changes in biophysical properties of fire scars after major wildfire events, using LSA-SAF’s Land Surface Temperature (LST), Fraction of Vegetation Cover (FVC) and Albedo (AL) products. Five fire events occurred in the period 2004 - 2017 are studied (Serra do Caldeirão, Arrifana, Catraia, Pataias and Pedrógão Grande), comparing the time series of each product measured within the fire scar and in its surroundings. The results revealed the systematic existence of positive thermal anomalies (of up to 4,6ºC in the case of the Pataias fire) and negative anomalies of FVC (of up to -0,23, also in the Pataias fire) in period immediately after the fire events, and their recovery in the following years. In the case of AL, fire introduces negative anomalies in the first weeks after the event, that in most cases become positive in the next Spring (which is related to the growth of vegetation with different characteristics compared to the one before the fire event). It was also shown that the recovery period to values characterizing the pre-fire period is different for each variable; AL having a faster recovery when compared to LST and FVC. The combined analysis of these variables allows a better insight on the biophysical mechanisms controlling the vegetation recovery within the fire scar. Finally, the dependence of the results on land cover type was assessed. Forest pixels show larger thermal anomalies, and larger differences between pixels within and out of the fire scar, for both LST and FVC. In the case of AL, the dependence is less evident. However, there is a significant increase in the spread of AL estimates for the post-fire period, for all the land cover classes under analysis
