Satellite observations for describing fire patterns and climate-related fire drivers in the Brazilian savannas

Abstract

Abstract. In the Brazilian savannas (Cerrado biome) fires are natural and a tool for shifting land use; therefore, temporal and spatial patterns result from the interaction of climate, vegetation condition and human activities. Moreover, orbital sensors are the most effective approach to establish patterns in the biome. We aimed to characterize fire, precipitation and vegetation condition regimes and to establish spatial patterns of fire occurrence and their correlation with precipitation and vegetation condition in the Cerrado. The Cerrado was first and second biome for the occurrence of burned areas (BA) and hotspots, respectively. Occurrences are higher during the dry season and in the savanna land use. Hotspots and BA tend to decrease, and concentrate in the north, but more intense hotspots are not necessarily located where concentration is higher. Spatial analysis showed that averaged and summed values can hide patterns, such as for precipitation, which has the lowest average in August, but minimum precipitation in August was found in 7 % of the Cerrado. Usually, there is a 2–3-month lag between minimum precipitation and maximum hotspots and BA, while minimum VCI and maximum hotspots and BA occur in the same month. Hotspots and BA are better correlated with VCI than precipitation, qualifying VCI as an indicator of the susceptibility of vegetation to ignition.

Extensive 21st‐Century Woody Encroachment in South America's Savanna

“…At high frequencies, fire facilitates the invasion of grasses and creates grass-dominated landscapes (Setterfield et al, 2010). Recent studies suggest that fire incidence in Cerrado is decreasing, with complete suppression in some areas due the mechanized agriculture expansion (Andela et al, 2017;Mataveli et al, 2018). Recent studies suggest that fire incidence in Cerrado is decreasing, with complete suppression in some areas due the mechanized agriculture expansion (Andela et al, 2017;Mataveli et al, 2018).…”

“…On the other hand, fire suppression tends to favor the incursion of woody vegetation into grassland savannas, potentially causing a biome shift and biodiversity loss (Durigan & Ratter, 2016;Geiger et al, 2011;Moreira, 2000;Passos et al, 2018). Recent studies suggest that fire incidence in Cerrado is decreasing, with complete suppression in some areas due the mechanized agriculture expansion (Andela et al, 2017;Mataveli et al, 2018). These changes in fire dynamics have been identified as the main cause of woody encroachment in some Cerrado field sites (Durigan & Ratter, 2016).…”

Modelagem da Contribuição do Cerrado sobre as Emissões Brasileiras de Material Particulado Fino (PM2,5 µm) Associadas à Queima de Biomassa

“…Ao analisar a Figura 3, com os valores totais mensais para o período 2009-2015, percebe-se que a emissão de PM2,5 µm em todo o Cerrado predomina no mês de setembro (média de 196 mil toneladas), seguido pelos valores de agosto (média de 147 mil toneladas), outubro (média de 98 mil toneladas), julho (média de 63 mil toneladas) e novembro (média de 31 mil toneladas). A concentração da emissão em agosto, setembro e outubro está fortemente relacionada com o clima do Cerrado, pois estes meses caracterizam o auge da estação seca devido aos meses acumulados de seca e o consequente déficit hídrico para a maioria do bioma, como demostrado por Mataveli et al (2018). O maior déficit anual de precipitação ocorre no mês de setembro, tornando a vegetação mais seca e, portanto, suscetível à queima.…”

“…O clima do bioma é definido como Tropical Sazonal com temperaturas médias anuais que variam entre valores mínimos de 20°C a 22°C e valores máximos de 24°C a 26°C. Apesar de existir uma variação espacial dentro bioma, no geral o Cerrado possui duas estações bem definidas: uma seca que se inicia em maio e se estende até setembro e outra chuvosa que vai de outubro a abril, como descrito por Mataveli et al (2018). As precipitações anuais médias variam entre 1.200 mm e 1.600 mm, com registros pluviométricos que variam de 2.000 mm a 2.200 mm no limite com a floresta Amazônica e entre 600 mm e 800 mm na interface com a Caatinga (AB'SABER, 2003).…”

“…Todos os outliers identificados, como exceção do outlier encontrado em dezembro (ano de 2015), ocorreram no ano de 2010. O ano de 2010 foi um ano atípico climaticamente no Cerrado, pois a precipitação esteve abaixo da média durante toda a estação seca (MATAVELI et al, 2018), o que causou um número acentuado de queimadas. Em 2010, o grande destaque dá-se ao mês de setembro, quando foram emitidas 435 mil toneladas de PM2,5 µm em um único mês, sendo esse valor maior do Em média, 1,63 milhões de toneladas de PM2,5 µm foram emitidas anualmente pela queima de biomassa no Brasil durante o período 2009-2015, sendo que desse total 37 % (cerca de 0,61 milhões de toneladas) ocorreram no bioma Cerrado.…”