Environmental risk factors of leishmaniasis in Bahia State, Brazil using NASA Earth observation satellites / Fatores de risco ambientais para leishmanioses no estado da Bahia, Brasil, utilizando satélites da NASA de observação da Terra

NASA’s Earth Observing Satellites (EOS) were used to calculate three vegetation indices, extract precipitation and elevation data, and then evaluate their applicability for assessing risk of visceral leishmaniasis (VL) and cutaneous leishmaniasis (CL) in Bahia State, Brazil. Regression models showed that either form of leishmaniasis can be predicted by NDVI, NDMI, NDWI data products and TRMM) precipitation data (R2 = 0.370; p<0.001). Elevation was not significantly associated with the distribution of either VL or CL. In areas of high annual precipitation, CL was 3.6 times more likely to occur than VL. For vegetative moisture (NDMI), CL was 2.11 times more likely to occur than VL. Odds of CL occurrence increased to 5.5 times when vegetation (NDVI) and 13.5 times when liquid water content of vegetation canopies (NDWI) was considered. Areas at risk of CL and VL were mapped based on the selected explanatory variables. Accuracy of models were assessed using area under the receiver operating characteristic curve (AUC=0.72). We propose that statewide scale risk models based on use of EOS products will be a useful tool at 1 km2 spatial resolution to enable health workers to identify and target high risk areas to prevent transmission of leishmaniasis.

Os satélites de observação da Terra (SOT) da NASA foram usados para calcular três índices de vegetação, extrair dados de precipitação e elevação e avaliar sua aplicabilidade para identificar o risco para leishmaniose visceral (LV) e leishmaniose tegumentar (LT) no Estado da Bahia, Brasil. Modelos de regressão mostraram que ambas as formas de leishmaniose podem ser preditas pelos NDVI, NDMI, NDWI e precipitação TRMM (R2 = 0,370; p<0,001). A elevação não foi significativamente associada à distribuição de LV ou LT. Em áreas de alta precipitação anual, a LT foi 3,6 vezes mais provável de ocorrer do que a LV. Para a umidade vegetativa (NDMI), a LT apresentou 2,11 maior probabilidade de ocorrer do que a LV. As chances de ocorrência de LT aumentaram para 5,5 vezes em relação com a vegetação (NDVI) e 13,5 vezes quando o conteúdo de água líquida dos dosséis da vegetação (NDWI) foi considerado. Áreas em risco de LT e LV foram mapeadas com base nas variáveis explicativas selecionadas. A precisão dos modelos foi avaliada usando a área sob curva característica de operação do receptor (Curva COR=0,72). Propusemos que os modelos de risco em escala estadual baseados no uso de produtos SOT são uma ferramenta útil na resolução espacial de 1 km2 por permitir que profissionais de saúde identifiquem e direcionem áreas de alto risco para evitar a transmissão da leishmaniose.

Environmental risk factors of leishmaniasis in Bahia State, Brazil using NASA Earth observation satellites / Fatores de risco ambientais para leishmanioses no estado da Bahia, Brasil, utilizando satélites da NASA de observação da Terra

NASAs Earth Observing Satellites (EOS) were used to calculate three vegetation indices, extract precipitation and elevation data, and then evaluate their applicability for assessing risk of visceral leishmaniasis (VL) and cutaneous leishmaniasis (CL) in Bahia State, Brazil. Regression models showed that either form of leishmaniasis can be predicted by NDVI, NDMI, NDWI data products and TRMM) precipitation data (R2 = 0.370; p<0.001). Elevation was not significantly associated with the distribution of either VL or CL. In areas of high annual precipitation, CL was 3.6 times more likely to occur than VL. For vegetative moisture (NDMI), CL was 2.11 times more likely to occur than VL. Odds of CL occurrence increased to 5.5 times when vegetation (NDVI) and 13.5 times when liquid water content of vegetation canopies (NDWI) was considered. Areas at risk of CL and VL were mapped based on the selected explanatory variables. Accuracy of models were assessed using area under the receiver operating characteristic curve (AUC=0.72). We propose that statewide scale risk models based on use of EOS products will be a useful tool at 1 km2 spatial resolution to enable health workers to identify and target high risk areas to prevent transmission of leishmaniasis.(AU)

Os satélites de observação da Terra (SOT) da NASA foram usados para calcular três índices de vegetação, extrair dados de precipitação e elevação e avaliar sua aplicabilidade para identificar o risco para leishmaniose visceral (LV) e leishmaniose tegumentar (LT) no Estado da Bahia, Brasil. Modelos de regressão mostraram que ambas as formas de leishmaniose podem ser preditas pelos NDVI, NDMI, NDWI e precipitação TRMM (R2 = 0,370; p<0,001). A elevação não foi significativamente associada à distribuição de LV ou LT. Em áreas de alta precipitação anual, a LT foi 3,6 vezes mais provável de ocorrer do que a LV. Para a umidade vegetativa (NDMI), a LT apresentou 2,11 maior probabilidade de ocorrer do que a LV. As chances de ocorrência de LT aumentaram para 5,5 vezes em relação com a vegetação (NDVI) e 13,5 vezes quando o conteúdo de água líquida dos dosséis da vegetação (NDWI) foi considerado. Áreas em risco de LT e LV foram mapeadas com base nas variáveis explicativas selecionadas. A precisão dos modelos foi avaliada usando a área sob curva característica de operação do receptor (Curva COR=0,72). Propusemos que os modelos de risco em escala estadual baseados no uso de produtos SOT são uma ferramenta útil na resolução espacial de 1 km2 por permitir que profissionais de saúde identifiquem e direcionem áreas de alto risco para evitar a transmissão da leishmaniose.(AU)

Hydroclimatic variables associated with El Nino and La Nina events at the Curuá-Una hydroelectric reservoir, Central Amazonia / Variáveis hidroclimáticas associadas com eventos de El-Niño e La-Niña no reservatório hidrelétrico de Curuá-Una, Amazônia Central

The anomalies of Sea Surface Temperature (SST) influence rainfall and therefore the regime of the rise and fall in the level of the rivers in the Amazon region. The aim of this study was to investigate the influence of the El Nino-Southern Oscillation (ENSO) on hydroclimatic variables and identify the existence of trends on these variables in the Curuá-Una hydroelectric reservoir in the West of the State of Pará. It was used 27 years of monthly precipitation and water flow data to identify possible trends using a non-parametric test (Mann Kendall, p<0.05), and the standardized precipitation index (SPI) was also calculated. The results indicate a positive tendency of the influence of the ENSO on hydroclimatic variables, although it was observed that the rainfall did not increase over the period of 1977 to 2004. The SPI indicates that extreme events of precipitation are related to El Nino and La Nina and that lower precipitation periods were more intense in the decades of the 80´s and 90's. The results show that El Nino events can directly affect the water balance at the micro-watershed of Curuá-Una, as was observed in 2015.(AU)

As anomalias da temperatura da superfície do mar (TSM) influenciam as chuvas e consequentemente o regime de subida e descida do nível dos rios na região amazônica. O objetivo deste estudo foi verificar a influência de eventos El Niño Oscilação Sul (ENSO) sobre algumas variáveis hidroclimáticas e identificar a existência de tendência sobre essas variáveis para o reservatório de Curuá-Una no oeste do Pará. Utilizaram-se 27 anos de dados mensais de precipitação e vazão para identificar possíveis tendências utilizando um teste não paramétrico (Mann Kendall, p<0.05) e calculado o índice de precipitação normalizado (SPI). Os resultados apresentam tendência positiva da influência do ENOS sobre as variáveis hidroclimáticas, embora não foi observado um aumento na precipitação para o período de 1977 a 2004. O índice de precipitação normalizado revela que os eventos extremos de seca e precipitação estão relacionados com eventos de El Niño e La Niña e que os eventos de baixa precipitação foram mais intensos nas décadas de 80 e 90. Os resultados revelam ainda que eventos de El Niño afetam diretamente o balanço hídrico da micro bacia do reservatório de Curuá-Una, como recentemente em 2015.(AU)

Hydroclimatic variables associated with El Nino and La Nina events at the Curuá-Una hydroelectric reservoir, Central Amazonia / Variáveis hidroclimáticas associadas com eventos de El-Niño e La-Niña no reservatório hidrelétrico de Curuá-Una, Amazônia Central

The anomalies of Sea Surface Temperature (SST) influence rainfall and therefore the regime of the rise and fall in the level of the rivers in the Amazon region. The aim of this study was to investigate the influence of the El Nino-Southern Oscillation (ENSO) on hydroclimatic variables and identify the existence of trends on these variables in the Curuá-Una hydroelectric reservoir in the West of the State of Pará. It was used 27 years of monthly precipitation and water flow data to identify possible trends using a non-parametric test (Mann Kendall, p<0.05), and the standardized precipitation index (SPI) was also calculated. The results indicate a positive tendency of the influence of the ENSO on hydroclimatic variables, although it was observed that the rainfall did not increase over the period of 1977 to 2004. The SPI indicates that extreme events of precipitation are related to El Nino and La Nina and that lower precipitation periods were more intense in the decades of the 80´s and 90's. The results show that El Nino events can directly affect the water balance at the micro-watershed of Curuá-Una, as was observed in 2015.

As anomalias da temperatura da superfície do mar (TSM) influenciam as chuvas e consequentemente o regime de subida e descida do nível dos rios na região amazônica. O objetivo deste estudo foi verificar a influência de eventos El Niño Oscilação Sul (ENSO) sobre algumas variáveis hidroclimáticas e identificar a existência de tendência sobre essas variáveis para o reservatório de Curuá-Una no oeste do Pará. Utilizaram-se 27 anos de dados mensais de precipitação e vazão para identificar possíveis tendências utilizando um teste não paramétrico (Mann Kendall, p<0.05) e calculado o índice de precipitação normalizado (SPI). Os resultados apresentam tendência positiva da influência do ENOS sobre as variáveis hidroclimáticas, embora não foi observado um aumento na precipitação para o período de 1977 a 2004. O índice de precipitação normalizado revela que os eventos extremos de seca e precipitação estão relacionados com eventos de El Niño e La Niña e que os eventos de baixa precipitação foram mais intensos nas décadas de 80 e 90. Os resultados revelam ainda que eventos de El Niño afetam diretamente o balanço hídrico da micro bacia do reservatório de Curuá-Una, como recentemente em 2015.