Variabilidade espacial da concentração de CO2 atmosférico (XCO2) no estado de São Paulo (2015:2024)
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Data
Orientador
Panosso, Alan Rodrigo 
Coorientador
Silva, Felipe Facco
Pós-graduação
Curso de graduação
Jaboticabal - FCAV - Engenharia Agronômica
Título da Revista
ISSN da Revista
Título de Volume
Editor
Universidade Estadual Paulista (Unesp)
Tipo
Trabalho de conclusão de curso
Direito de acesso
Acesso aberto
Resumo
Resumo (português)
As mudanças climáticas globais constituem um dos maiores desafios da atualidade, influenciando ecossistemas, economias e sociedades, e atingindo com maior intensidade as pessoas em situação de vulnerabilidade. O aumento das emissões de CO2 associadas à queima de combustíveis fósseis e ao desmatamento é um dos principais determinantes das mudanças climáticas globais. Dados da concentração média de CO2 atmosférico ao longo da coluna (XCO2), com alta resolução espaço-temporal, são fundamentais para compreender a variabilidade das emissões naturais e antrópicas de carbono em regiões importantes, como o estado de São Paulo. Assim, o objetivo do trabalho foi descrever a variabilidade espacial de XCO2 para o estado de São Paulo, Brasil, no período de 2015 a 2024, bem como as suas possíveis relações com atividades antrópicas de uso da terra no estado. Neste estudo, o XCO2 foi obtido a partir do sensor OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2-NASA) para o período de 2015 a 2024, considerando o estado de São Paulo, Brasil. A tendência global de aumento da concentração de CO2 foi retirada dos dados originais, com o objetivo de estudar a variabilidade regional dessa variável. Para a condução das análises estatísticas, os dados foram agrupados segundo a sazonalidade regional, definida como estação chuvosa (outubro a março) e estação seca (abril a setembro). A variabilidade espacial do XCO2 foi analisada por meio de técnicas geoestatísticas, por meio do ajuste de modelos matemáticos aos semivariogramas experimentais e posterior geração de mapas de padrões espaciais por krigagem ordinária. Em adição, o padrão temporal do XCO2, observado em cada município do estado, foi avaliado por meio de análise de agrupamento hierárquico, visando identificar grupos com comportamento similar ao longo do período estudado. A tendência de aumento do XCO2 no estado de São Paulo acompanhou o padrão global, com taxa de acréscimo médio de aproximadamente 2,38 ppm por ano, equivalente a 0,0065 ppm por dia. Após a remoção da tendência, observou-se que a variabilidade temporal regional foi marcada por maiores valores médios durante o período chuvoso, principalmente após 2020, quando foram registrados picos de emissão, e menores valores médios no período seco. Essa diferença entre as distribuições é acompanhada de leve assimetria negativa e curtose variando entre 0,26 e 0,96, indicando distribuições aproximadamente simétricas, mas com maior concentração em torno da média durante a estação chuvosa. A modelagem geoestatística indicou predominância do modelo esférico para a maioria dos anos na estação seca, com alcances médios de aproximadamente 0,32° (cerca de 35 km), enquanto para a estação chuvosa todos os modelos ajustados foram exponenciais, apresentando alcances médios de 1,11° (aproximadamente 123 km), o que reflete uma maior continuidade espacial do XCO2 neste último período. A análise de agrupamento hierárquico identificou a formação de dois grandes grupos de municípios com comportamento distinto de XCO2 ao longo do tempo. O Grupo 1, localizado principalmente no sul e sudoeste do estado, foi caracterizado pela predominância de florestas naturais e florestas plantadas, enquanto o Grupo 2, concentrado no norte e nordeste, apresenta predomínio de áreas agrícolas, especialmente de cana-de-açúcar e pastagem. Essa diferenciação espacial reflete a influência do uso e cobertura da terra sobre a dinâmica regional de CO2 no estado de São Paulo.
Resumo (inglês)
Global climate change is one of the greatest challenges of our time, influencing ecosystems, economies, and societies, and affecting vulnerable populations most severely. The increase in CO₂ emissions associated with fossil fuel combustion and deforestation is one of the main drivers of global climate change. High spatiotemporal resolution data on column-averaged atmospheric CO₂ concentration (XCO2) are essential to understand the variability of natural and anthropogenic carbon emissions in key regions such as the state of São Paulo, Brazil. Therefore, this study aimed to describe the spatial variability of XCO2 in São Paulo State, Brazil, from 2015 to 2024, as well as its possible relationships with anthropogenic land-use activities. In this study, XCO2 data were obtained from the Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2/NASA) sensor for the 2015–2024 period, covering the entire state of São Paulo. The global increasing trend in atmospheric CO₂ concentration was removed from the original data to investigate regional variability. Statistical analyses were conducted based on regional seasonality, defined as the rainy season (October to March) and the dry season (April to September). Spatial variability of XCO2 was analyzed using geostatistical techniques through the fitting of mathematical models to experimental semivariograms, followed by the generation of spatial pattern maps using ordinary kriging. Additionally, the temporal pattern of XCO2 in each municipality was evaluated through hierarchical cluster analysis to identify groups with similar behavior over the study period. The increasing trend of XCO2 in São Paulo State followed the global pattern, with an average growth rate of approximately 2.38 ppm per year (equivalent to 0.0065 ppm per day). After removing this trend, regional temporal variability showed higher mean values during the rainy season, especially after 2020 when emission peaks were recorded, and lower mean values during the dry season. This difference between distributions was accompanied by slight negative skewness and kurtosis ranging from 0.26 to 0.96, indicating approximately symmetric distributions but with greater concentration around the mean during the rainy season. Geostatistical modeling indicated predominance of the spherical model for most years in the dry season, with mean ranges of approximately 0.32° (about 35 km), whereas during the rainy season, all fitted models were exponential, with mean ranges of 1.11° (approximately 123 km), reflecting greater spatial continuity of XCO2 in this period. The hierarchical cluster analysis identified two major groups of municipalities with distinct XCO2 behavior over time. Group 1, located mainly in the southern and southwestern parts of the state, was characterized by the predominance of natural and planted forests, while Group 2, concentrated in the northern and northeastern regions, was dominated by agricultural areas, especially sugarcane and pasture. This spatial differentiation reflects the influence of land use and land cover on the regional CO₂ dynamics in São Paulo State.
Descrição
Palavras-chave
Mudanças Climáticas, Efeito estufa, Sensoriamento remoto, Uso da terra, Geoestatística
Idioma
Português
Citação
QUADROS, F. M. A. Variabilidade espacial da concentração de CO2 atmosférico (XCO2) no estado de São Paulo (2015:2024). 2025. 50 f. Trabalho de conclusão de curso (Graduação em Engenharia Agronômica) - Universidade Estadual Paulista "Júlio de Mesquita Filho", Jaboticabal, 2025.
