Validation and Spatio-Temporal Analysis of Precipitation Data Obtained by CHIRPS Remote Sensing for the State of Mato Grosso, Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.18858

Keywords:

Rainfall, Agriculture, CHIRPS, Biomes, Monitoring

Abstract

Precipitation is essential for agricultural production in the state of Mato Grosso. However, the rain gauge monitoring network is insufficient and unevenly distributed, which impacts the determination of water balance, drought detection, and water resource management. Given the potential of remote sensing-derived precipitation products for estimating rainfall in sparsely monitored areas, this study aimed to validate the CHIRPS (Climate Hazards Group InfraRed Precipitation with Station data) product for the state of Mato Grosso, as well as to analyze its spatial and temporal distribution across the region. CHIRPS estimates were compared with historical records from 154 rain gauges in the national hydrometeorological network, and six error metrics were quantified to validate the product. Results confirmed that the Amazon biome receives the highest precipitation in the state, followed by the Cerrado, while the Pantanal biome records the lowest average monthly and annual precipitation among the state's biomes. Additionally, CHIRPS was found to adequately estimate total monthly precipitation and historical monthly averages, positioning it as a promising tool for water resource management, drought detection, water balance studies, and hydrological modeling in Mato Grosso's watersheds. However, due to high estimation errors in daily totals, direct use without data correction or calibration in hydrological models is not recommended.

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Author Biographies

Eduardo Morgan Uliana, Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Professor Adjunto IV na Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT), campus de Sinop - MT. Possui graduação em Engenharia Ambiental, Mestrado em Produção Vegetal e doutorado em Engenharia Agrícola. Tem experiência na área de Engenharia Ambiental atuando principalmente nos seguintes temas: hidrologia, hidráulica, modelagem de sistemas ambientais, engenharia de água e solo e geoprocessamento. 

Marionei Fomaca de Sousa Junior, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)

Mestrando no programa de pós graduação em Sensoriamento Remoto do Instituto Nacional de Pesquisas Espacias (INPE) no qual faz parte do grupo de pesquisa Image Processing & Analysis for Earth Observation. Graduado em Engenharia Agrícola e Ambiental pela Universidade Federal de Mato Grosso, campus de Sinop. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola com ênfase em Geoprocessamento, Sensoriamento Remoto, Recursos Hídricos, Agricultura de Precisão e Modelagem Hidrológica.

Juliana de Abreu Araujo, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)

Engenheira Ambiental formada no ICT-UNESP, São José dos Campos (2020). 

Uilson Ricardo Venâncio Aires, Mississippi State University

Sou formado em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Lavras (UFLA) e em Tecnologia em Agronegócio pela Faculdade de Tecnologia (FATEC). Possuo títulos de Mestre e Doutor em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa (UFV), tendo realizado parte do doutorado na University of Florida (UFL) por meio do programa CAPES/PrInt em 2019. Atualmente, atuo como Postdoctoral Associate no departamento de Agricultural and Biological Engineering da Mississippi State University (MSU). Minha experiência inclui a aplicação de sensoriamento remoto orbital e machine learning na gestão de bacias hidrográficas e monitoramento das mudanças da cobertura vegetal.

Demetrius David da Silva, Universidade Federal de Viçosa (UFV)

Professor Titular do Departamento de Engenharia Agrícola da Universidade Federal de Viçosa (UFV) e Bolsista de Produtividade em Pesquisa do CNPq desde 1997. Reitor da Universidade Federal de Viçosa - UFV (gestão 2019-2023). Vice-Reitor da Universidade Federal de Viçosa - gestão 06/2011-06/2015. Presidente do Conselho de Administração do Centro Tecnológico de Desenvolvimento Regional de Viçosa (CenTev) - gestão 06/2011-06/2015. Diretor-Presidente da Fundação Arthur Bernardes (FUNARBE), gestões 08/2006-07/2010 e 08/2010-05/2011. Chefe do Departamento de Engenharia Agrícola da UFV nos períodos de 2002/2004 e 2004/2006. Possui graduação em Agronomia (1987), mestrado (1990) e doutorado (1994) em Engenharia Agrícola pela Universidade Federal de Viçosa. Pós-Doutorado no Hydrologic Modeling Lab vinculado ao Departament of Agricultural and Biological Engineering - University of Florida (EUA) no período de 2015 a 2016. Tem experiência na área de Engenharia Agrícola, com ênfase em Planejamento e Gestão de Recursos Hídricos e Conservação de Solo e Água, atuando principalmente nos seguintes temas: gestão de recursos hídricos, modelagem ecohidrológica, escoamento superficial, erosão hídrica e modelagem hidrológica.

Marcio Roggia Zanuzo, Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Possui graduação em Agronomia pela Universidade Federal de Pelotas (2001), mestrado em Ciência e Tecnologia Agroindustrial (2004) e doutorado na mesma área concluído em 2007. Aréa de atuação centrada em fisiologia pós-colheita de frutas e hortaliças com ênfase na maturação trabalhando com análises de qualidade, expressão gênica e atividade enzimática de genes relacionados em eventos etileno-dependentes e etileno não dependentes. Professor Associado das disciplinas de Olericultura e Fruticultura do Instituto de Ciências Agrárias e Ambientais da Universidade Federal de Mato Grosso em Sinop-MT. Atualmente desempenhando a atividade de coordenação do programa de pós-graduação em Agronomia.

Ibraim Fantin da Cruz, Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT)

Possui graduação em Ciências Biológicas e Mestrado em Ecologia pela Universidade Federal de Mato Grosso (UFMT) com Doutorado em Recursos Hídricos e Saneamento Ambiental pelo Instituto de Pesquisas Hidráulicas (IPH/UFRGS), e formação complementar nas áreas de Monitoramento Hidrológico e Gestão Ambiental e de Recursos Hídricos. É atualmente Professor do da Universidade Federal de Mato Grosso, lotado no Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental, Coordenador do Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos (2019-), membro titular do Conselho Estadual de Recursos Hídricos (2018-), presidente do Comitê de Bacia Hidrográfica do Sepotuba (2023-), Editor Associado da Revista Brasileira de Recursos Hídricos (2020-). Orienta no Programa de Pós-Graduação em Recursos Hídricos, onde desenvolve pesquisas nas áreas de Hidrossedimentologia, Qualidade de Água e Gestão de Recursos Hídricos. 

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Published

20/11/2024

How to Cite

Uliana, E. M., Sousa Junior, M. F. de, Araujo, J. de A., Aires, U. R. V., Silva, D. D. da, Zanuzo, M. R., & Cruz, I. F. da. (2024). Validation and Spatio-Temporal Analysis of Precipitation Data Obtained by CHIRPS Remote Sensing for the State of Mato Grosso, Brazil. Brazilian Journal of Climatology, 35(20), 630–654. https://doi.org/10.55761/abclima.v35i20.18858

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Vol. 35 (2024)

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