balanço hídrico climatológico (bhc)

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Balanço Hídrico Climatológico (BHC). GNE109 Agrometeorologia. Prof. Luiz Gonsaga de Carvalho. Balanço hídrico climatológico de Thornthwaite e Mather (1955). Evapotranspiração potencial. Precipitação pluvial (chuva). Armazenamento = 100 mm. Veja explicação no próximo slide. - PowerPoint PPT Presentation

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  • GNE109AgrometeorologiaProf. Luiz Gonsaga de Carvalho

  • Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955) Veja explicao no prximo slide

  • Conforme esquema anterior, o BHC a contabilizao das entradas e sadas de gua do sistema solo-planta, sendo que a sua interpretao fornece informaes sobre o ganho, perda e armazenamento de gua no solo. Como elementos para o clculo, considera-se precipitao pluvial (P) como fornecimento de gua e a demanda de gua por esse sistema pela evapotranspirao potencial (ETp).

    Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Sendo o solo o reservatrio de gua para as plantas deve-se levar em considerao a sua capacidade de armazenamento o que depende de suas propriedades fsico-hdricas. Para estudos climticos, sem a associao de uma cultura agrcola especfica, normalmente adota-se o valor de 100 mm para o armazenamento de gua no solo.

    Ainda, caso sejam conhecidos alguns parmetros fsico-hdricos do solo da regio (ou do solo predominante) a CAD (mm) pode ser obtida pela seguinte equao:

    em que,cc umidade na capacidade de campo (%);pmp umidade no ponto de murcha permanente (%);s densidade do solo (g cm-3);pe profundidade efetiva do sistema radicular (mm).

    Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Profundidade efetiva do sistema radicular e orientao para determinao da capacidade de armazenamento de gua no solo para o clculo do balano hdrico de Thornthwaite e Mather (1955), adaptado de Mota, 1983

    Tipo de soloProfundidade das razes(m)Capacidade de gua disponvel (mm)Culturas de razes superficiais (feijo, batata, ervilha)Areia fina0,5050Franco arenoso fino0,5075Franco limoso0,62125Franco argiloso0,40100Argiloso0,2575

    Culturas de razes de mdia profundidade (cereais)Areia fina0,7575Franco arenoso fino1,00150Franco limoso1,00200Franco argiloso0,80200Argiloso0,5050

    Cultura de razes profundas (alfafa, algodo, pastagens, etc.)Areia fina1,00100Franco arenoso fino1,00150Franco limoso1,25250Franco argiloso1,00250Argiloso0,67200

    rvores frutferasAreia fina1,50150Franco arenoso fino1,67250Franco limoso1,50300Franco argiloso1,00250Argiloso0,67200

    Floresta adultaAreia fina2,50250Franco arenoso fino2,00300Franco limoso2,00400Franco argiloso1,60400Argiloso1,17350

  • Armazenamento = 100 mm Precipitao pluvial(chuva) Excesso hdrico Evapotranspiraopotencial Caso chova mais que evapotranspira, poder ocorrer excesso hdrico. Contudo isto ser efetivamente confirmado aps o complemento do BHC (esquema a seguir).Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Armazenamento = 100 mm Precipitao pluvial(chuva)Evapotranspiraopotencial Deficincia hdrica E se, ao contrrio, a chuva for inferior evapotranspirao poder ocorrer deficincia hdrica, (esquema seguinte). O que tambm ser efetivamente confirmada aps o complemento do BHC.Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Para os clculos do BHC, alm da necessidade de informar geograficamente o local por meio de suas coordenadas geogrficas, so tambm necessrios, para todos os meses do ano, dados de uma srie longa dos elementos climticos sendo, muito comum, utilizarem dados normais, ou seja, dados publicados nas Normais Climatolgicas.

    Assim, para o desenvolvimento do BHC e posterior zoneamento climtico, o ideal que se tenha a disposio as normais climatolgicas de diversas localidades para que em seguida se efetua a espacializao da informao conforme se observa para o estado de Minas Gerais (Figura a seguir).Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Rede estadual de Minas Gerais de estaes climatolgicas pertencentes ao Instituto Nacional de Meteorologia - INMET Estao Climatolgica Principal de Lavras MG Convnio UFLA/INMET

  • Assim os dados normais necessrios so os valores mensais de precipitao pluvial e demais elementos climticos para a estimativa da evapotranspirao potencial (ETp). Ressalta-se que para ETp no existem valores observados por estaes climatolgicas, devendo essa ser estimada por algum mtodo. Existem diversos mtodos para estimativa da ETp, sendo aqui destacado o mtodo de Thornthwaite, sendo originalmente proposto por Thornthwaite e Mather (1955) para o BHC. Esse mtodo necessita apenas das temperaturas mdias mensais normais.Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Se, para determinado local, a srie for insuficiente para o clculo da Normal Climatolgica, pode-se efetuar o clculo do balano hdrico, porm, esse fato dever ser destacado, tanto no clculo como na representao grfica, de forma bastante clara.Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Seguese portanto, os clculos do BHC tomando, por exemplo, o de Lavras-MG.

    Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Inicialmente extrai-se das Normais Climatolgicas (Tabela a seguir) os valores mensais de precipitao pluvial e temperatura do ar (Veja slide seguinte). Normais Climatolgicas (1961-1990) - Exemplo: LAVRAS - MG

  • Conforme mencionado a ETp foi estimada pelo mtodo de THORNTHWAITE.Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • A coluna (P-ETp) representa as diferenas mensais entre ETp e P. Os valores positivos indicam que a disponibilidade de gua no ms (precipitao) superior demanda (evapotranspirao potencial) podendo ocorrer excesso hdrico e os valores negativos poder indicar deficincia hdrica. Contudo essas informaes s sero evidenciadas ao completar o BHC.Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • A coluna seguinte representa o acmulo de negativas de P-ETp (N. Ac.). Para dar incio ao seu preenchimento repete-se a primeira P-ETp negativa aps uma sequncia de valores positivos e, com a frmula abaixo calcula-se o armazenamento do ms preenchendo a coluna seguinte (ARM). Para facilidade, pode-se tambm utilizar tabelas, como exemplificada a seguir.Essas duas colunas so preenchidas simultaneamente. A CAD (capacidade de gua disponvel no solo) adotada de 100 mm, a qual representa o armazenamento mximo de gua que o solo consegue reter. No caso, a primeira negativa -5 e o respectivo armazenamento calculado, ou tabelado, 95. Nos meses subsequentes acumula-se as negativas, ms a ms, calculando os respectivos armazenamentos at quando no se tem mais negativa para acumular, finalizando em agosto para o presente exemplo.

    Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • . gua retida aps ocorridos diferentes valores de evapotranspirao, para solos com capacidade de reteno de gua de 100 mmExemplificando o uso da tabela de capacidade de reteno de gua: Tem-se que, para o ms de junho, a negativa acumulada (Neg. Ac.) -36 mm, portanto, entrando com o valor 30 na coluna de dezenas e, com o valor 6 na linha de unidades, tem-se o respectivo armazenamento (69). Efetuando o processo contrrio, ou seja, entrando com o armazenamento do ms, ter-se- como sada, a negativa acumulada, pela unio dos respectivos valores obtidos na coluna das dezenas e linha de unidades.

    Neg. Acum.012345678901009998979695949392911090898888878685848382208181807978777776757430747372717070696868674066666564646362626160506059595858575656555460545353525251515050497049484847474646454544804444434342424141404090403939383838373736361003635353534343433333311032323231313130303030120292929282828272727271302626262625252524242414024242323232322222222150222121212120202020201601919191919181818181817018171717171716161616180161615151515151514141901414141414141313131320013131212121212121212210121111111111111111112201010101010101010101023099999999992408888888888250888777777726077777766662806666655555300554444444432044444444443303333333333350333333333241022222111114501000000000

  • A coluna seguinte representa o acmulo de negativas de P-ETp (N. Ac.). Para dar incio ao seu preenchimento repete-se a primeira P-ETp negativa aps uma sequncia de valores positivos e, com a frmula abaixo calcula-se o armazenamento do ms preenchendo a coluna seguinte (ARM). Para facilidade, pode-se tambm utilizar tabelas, como exemplificada a seguir.Essas duas colunas so preenchidas simultaneamente. A CAD (capacidade de gua disponvel no solo) adotada de 100 mm, a qual representa o armazenamento mximo de gua que o solo consegue reter. No caso, a primeira negativa -5 e o respectivo armazenamento calculado, ou tabelado, 95. Nos meses subsequentes acumula-se as negativas, ms a ms, calculando os respectivos armazenamentos at quando no se tem mais negativa para acumular, finalizando em agosto para o presente exemplo.

    Balano hdrico climatolgico de Thornthwaite e Mather (1955)

  • Ento a partir do ms de setembro (no tendo mais negativa a acumular) segue-se da seguinte forma:

    Veja que o saldo P-ETp equivale a 5 mm, o que em princpio poderia ser considerado excesso hdrico, porm o armazenamento (ARM) do ms anterior est bastante reduzido (40 mm); ento soma-se o saldo positivo de P-ETp ao ARM do ms anterior, obtendo-se o do ms em questo, ou seja, em setembro o ARM passa a ser de 45 mm. V-se assim, que no incio do perodo chuvoso comea a reposio de gua ao solo. No ms seguinte o saldo P-ETp continua positivo (40 mm), da mesma forma, soma-se este saldo ao ARM do ms anterior, elevando o ARM do ms de outubro para 85 mm. No ms subsequente, novembro, o saldo P-Etp de 122 mm, da ao somar esse ao ARM do ms anterior (85 mm), o resultado supera o ARM mximo que o solo consegue reter (100 mm) permanecendo portanto igual a 100 mm. Nesses casos as respectivas negativas acumuladas so encontradas de forma inversa ao processo anterior, ou seja, calculando-a a partir do ARM conforme a equao abaixo, ou com o uso da