goiÂnia – goiÁs 2007

GOIÂNIA – GOIÁS 2007

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE GOIÁS ESCOLA DE AGRONOMIA E DE ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL

CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA PROF. ENGLER JOSÉ VIDIGAL LOBATO

AGROCLIMATOLOGISTA - 1° VOLUME -

Apostila da disciplina Climatologia agrícola da Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da UFG

GOIÂNIA – GOIÁS 2007

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Dados Internacionais de Catalogação-na-Publicação (CIP)

(GPT/BC/UFG)

Lobato, Engler José Vidigal.

L796c Climatologia agrícola / Engler José Vidigal

Lobato.- Goiânia, 2007.

v. 1 : il., tabs., figs.

Apostila da disciplina Climatologia agrícola da

Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da

UFG.

Bibliografia.

1. Climatologia agrícola 2. Universidade Federal

de Goiás, Escola de Agronomia e de Engenharia de

Alimentos I.Título.

CDU : 55l.58:63

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APRESENTAÇÃO A Climatologia Agrícola tem por finalidade o estudo científico do clima

relacionando-o à produção agrícola, procurando otimizar as condições ambientais em busca

de melhor produtividade agrícola.

Neste primeiro volume será abordado, em ênfase maior o instrumental

meteorológico tanto convencional e automático, que é utilizado para o monitoramento

ambiental e agroclimático, bem como os aspectos relativos a disponibilidade de energia ao

meio ambiente agrícola.

O texto destina-se a estudantes, professores e técnicos que necessitem

de subsídios técnicos específicos sobre o assunto. Assim sendo, é indicado para os

profissionais de diversas áreas, entre os quais a Agronomia, Geografia, Meteorologia,

Engenharia , Ecologia entre outras especialidades.

O autor aguarda e agradece antecipadamente todas as sugestões e

críticas para aperfeiçoar este texto, com vistas à uma edição posterior mais elaborada.

Goiânia, 21 de janeiro de 2007

Engler José Vidigal Lobato

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S U M Á R I O Página 1. INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA ................................... 06

2. ASPECTOS AGROCLIMATOLÓGICOS NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA ........................ 08

3. ESTAÇÕES ME TEOROLÓGICAS DE SUPERFÍCIE........................................................11

4. TEMPERATURA DO AR E DO SOLO...............................................................................28

5. PRECIPITAÇÃO PLUVIAL ................................................................................................46

6. EVAPO(TRANSPI)RAÇÃO ................................................................................................52

7. UMIDADE DO AR ...............................................................................................................62

8. ENERGIA DISPONÍVEL AO MEIO AMBIENTE AGRÍCOLA ............................................68

9. VENTO E AS PLANTAS CULTIVADAS ............................................................................79

10. BIBLIOGRAFIA CONSULTADA .................................................................................... 93

Capa : Tanque Classe “A” e respectivos acessórios instalados na Estação Evaporimétrica de Goiânia situada na Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da UFG

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ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA INTRODUÇÃO AO ESTUDO DA CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA

1. A Importância do Tempo e do Clima na Agricultura 2. Conceitos Básicos

a) Tempo Meteorológico - estado médio da atmosfera

b) Clima - integração das condições do tempo meteorológico

c) Meteorologia - é a “ ciência atmosférica” propriamente dita.

d) Climatologia - é o estudo científico do clima aplicações práticas

3. Climatologia Agrícola

3.1. Conceito - estudo da relação dos regimes climáticos com a produção agrícola.

3.2. Sinonímia - Agroclimatologia

3.3. Ramos / Modalidades

a) Relações no Sistema Água-Solo-Planta-Atmosfera

b) Instrumental Meteorológico

c) Microclimatologia

d) Estatística Climatológica

e) Bioclimatologia Animal

f) Bioclimatologia Vegetal

4. Climatologia Agrícola e Ciência a ela relacionadas

5. Principais Aplicações

5.1.Regionalização de Culturas : Zoneamento Agroclimático

5.2.Práticas Culturais:

a) Manejo de Irrigação

b) Adubação

c) Aplicações de defensivos agrícolas (inseticidas, fungicidas, etc. )

Sistemas de Alerta Fitossanitário

d) Definição de Épocas de Plantio

5.3.Previsão de Safras

5.4.Serviço de Alerta Meteorológico

Central de Alerta Agrometeorológico do Sul ( Pelotas , RS)

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6.Elementos e Fatores Climáticos

6.1.Elementos Climáticos - são os parâmetros meteorológicos propriamente ditos.

Ex.: temperatura do ar , precipitação pluvial, umidade do ar, vento, pressão atmosférica,

etc.

Variam no tempo e no espaço e são influenciados por certos fatores.

6.2.Fatores Climáticos - são fatores físicos capazes de modificar o clima.

Ex.: Relevo, Altitude, Latitude , Continentalidade, etc

7. Bibliografia Recomendada

KLAR , A. E . A Água no Sistema Solo-Planta- Atmosfera . São Paulo : Livraria

Nobel, 1981, 375 p.

LOBATO, E.J.V. Climatologia Agricola. Goiânia : UFG - E.A. Apostila , VOL.1, 2007 , 93 p.

LOBATO, E.J.V. Climatologia Agrícola. Goiânia : UFG - E.A. Apostila , vol.2, 2007 , 103 p.

LOBATO, O . J .S .M. Instrumental Meteorológico . Goiânia: UFG - E. A. Apostila

1977.

MOTA, F.S. M. Meteorologia Agrícola . São Paulo : Livraria Nobel, 1975, 380 p.

OMETTO, J . C . Bioclimatologia Vegetal . São Paulo: Editora Agronômica Ceres,

1981, 436 p.

PEREIRA, A . R. ; ANGELOCCI, L. R . ; SENTELHAS, P.C . Agrometeorologia : Fundamentos e

Aplicações Práticas . : São Paulo: Livraria Nobel, 2002 , 478 p.

TUBELIS, A. & NASCIMENTO, F.J.L. Meteorologia Descritiva : Fundamentos e

Aplicações Brasileiras. São Paulo : Livraria Nobel, 1981 , 375 p.

VIANELLO, R. L. ; ALVES, A. R. Meteorologia Básica e Aplicações. Viçosa: UFV ,

1991, 450 p.

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ASPECTOS AGROCLIMATOLÓGICOS NA PRODUÇÃO AGRÍCOLA

A) GENERALIDADES

Segundo os fatores que o condicionam, o clima pode ser analisado sob o ponto de vista da

sua distribuição espacial em três aspectos distintos: o microclimático, o topoclimático ou

mesoclimático e o macroclimático. O microclimático se refere às condições locais, condicionadas

pelo revestimento do solo, enquanto o topoclimático é condicionado pelos fatores inerentes à

configuração topográfica do terreno. O aspecto macroclimático, que também pode ser chamado

de geoclimático, é determinado pela situação geográfica regional, incluindo fatores climáticos como

latitude, altitude, continentalidade, proximidade de barreiras geográficas, influência de massas de

ar, entre outros, cujos elementos climáticos coletados em estações padrões, aplicam-se a toda

uma região. Serão abordados abaixo, alguns aspectos de natureza agronômica relativos aos

aspectos microclimático e topoclimático.

A1) Aspecto microclimático –

Refere-se às condições locais do clima, condicionadas pela cobertura do terreno, cujas

formas básicas são : a) cobertura vegetal viva, b) cobertura vegetal morta ou “mulching” e c) sem

cobertura, solo nu. Cada uma dessas formas básicas de revestimento do terreno condiciona efeitos

distintos sobre o microclima ou clima próximo à superfície sobretudo com relação aos elementos

temperatura e umidade.

1. Cobertura vegetal viva – Possue efeito moderador sobre as variações térmicas e hídricas das

camadas do ar e do solo, próximas à superfície. Intercepta a radiação solar e transforma a

maior parte da sua energia em calor latente, pela transpiração. Estes efeitos, térmicos e

hídricos, tornam-se mais intensos quanto mais espessa for a vegetação.

2. Cobertura vegetal morta ou “mulching” – Age como camada isolante térmica, protege o solo

das variações de temperatura e, como não retira àgua do solo, impede o seu ressecamento,

mesmo em períodos secos prolongados.

3. Sem cobertura ou solo nu – Fica desprotegido e sujeito à variações térmicas e hídricas nas

suas camadas superficiais, até cerca de 20 ou 30 cm. Abaixo dessa profundidade , a

temperatura bem como a sua umidade mantém-se práticamente invariável no seu curso diário.

A2) Aspecto topoclimático –

Refere-se aos fatores topográficos locais, sobretudo aos relacionados ao relevo, ou seja a

configuração topográfica e a exposição da encosta. Quanto ao relevo, as configurações básicas

são: a) plana, b) inclinada, c) côncava e d) convexa . Cada uma delas condiciona efeitos distintos

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no topoclima, especialmente no tocante às temperaturas extremas do ar, a variação diária da

umidade relativa do ar, ao balanço hídrico e térmico do solo entre outros aspectos.

Em condições de tempo instável, com nebulosidade e ventos intensos, os efeitos do relevo

normalmente desaparecem, porém, quando a atmosfera se apresenta calma e límpida, eles

poderão assumir grande importância. Terrenos de configuração côncava apresentam-se nestas

condições sujeitos a maiores resfriamentos noturnos. É para eles que flui e se acumula durante a

noite o ar frio mais pesado, produzido pela perda de calor através da radiação terrestre, tornando-

os mais afetados pela geada de radiação , e também mais sujeitos à presença de nevoeiros à noite

e pela manhã. Por outro lado , os terrenos de configuração convexa, ou seja os espigões, bem

assim as encostas elevadas, onde o ar frio se acumula, por ter fácil e rápido escoamento para as

baixadas, pouco sofrem com as baixas temperaturas, mostrando-se normalmente livres das

geadas e das neblinas .

Quanto ao fator orientação da encosta em relação aos pontos cardiais, seu efeito se faz

sentir particulamente durante o dia, quando a incidência da energia solar poderá afetar diretamente

o terreno, conforme a exposição.

As diferenças básicas entre os aspectos micro, topo e macroclimáticos, podem ser

observados no quadro abaixo.

Clima Distribuição Horizontal

( metros )

Distribuição Vertical

( metros )

Fenômeno Climático

( exemplo )

Microclima 0,01 - 100 0,01 -10 Casa de Vegetação

Topoclima 100 - 200.000 10 – 6.000 Bacia Hidrográfica

Macroclima 200.000 - 50.000.000 6.000 - 100.000 Zona Climática

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ASPECTOS AGRONÔMICOS

PROJETO DE INSTALAÇÃO DE UM POMAR DE CITRUS EM 120 ALQUEIRES

( PRÉVIO ESTUDO DE VIABILIDADE AGROCLIMÁTICA ZONEAMENTO AGRÍCOLA )

A) SELEÇÃO DO TERRENO : - DECLIVIDADE DO TERRENO - SUSCETIBILIDADE A GEADAS

- EXPOSIÇÃO DO TERRENO : RADIAÇÃO SOLAR E VELOCIDADE E DIREÇÃO DO VENTO

B) PLANTIO DE MUDAS : ÉPOCA DE PLANTIO : - OUTUBRO A DEZEMBRO (CERRADOS ) 1° Q , 2° Q , 3° Q

ANÁLISE FREQUENCIAL DE PRECIPITAÇÃO PLUVIAL

VERANICOS

ÉPOCA DA COLHEITA UTILIZAÇÃO DE MÁQUINAS AGRÍCOLAS, CALAGEM, GESSAGEM , FOSFATAGEM

PREVISÃO DO TEMPO ( INTERNET ) C) TRATOS CULTURAIS :

- ADUBAÇÃO - DISPONIBILIDADE DE ÁGUA NO SOLO

BALANÇO HÍDRICO

- DIMENSIONAMENTO E MANEJO DE SISTEMAS DE IRRIGAÇÃO : TEMPERATURA E UMIDADE RELATIVA DO AR, VELOCIDADE E DIREÇÃO DOS VENTOS, EVAPOTRANSPIRAÇÃO

- AGROQUÍMICOS : TEMPERATURA E UMIDADE

RELATIVA DO AR, VELOCIDADE E DIREÇÃO DOS

VENTOS

SISTEMAS DE ALERTA FITOSSANITÁRIO

D) COLHEITA E COMERCIALIZAÇÃO – ÉPOCA ADEQUADA ( PREVISÃO DO TEMPO )

INMET, INPE, SIMEGO, CLIMATEMPO

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ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA

ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS DE SUPERFÍCIE 1. Conceito - são os locais onde o observador faz a avaliação de um ou diversos elementos

meteorológicos que estão ocorrendo no momento da observação.

2. Identificação e Localização das Estações Meteorológicas

Na identificação de uma estação meteorológica nos utilizamos de um marco de referência

que contém as suas coordenadas geográficas que são a latitude, longitude e a altitude da

estação.

Em consulta às Normais Climatológicas vamos encontrar que :

Hp - é a altitude da estação e Hz é a altitude da cuba do barômetro

3. Na seleção de um local para a instalação de uma estação meteorológica devemos

observar as seguintes condições:

a - que o local seja um ponto representativo da paisagem geográfica;

b - que o local tenha declive mínimo e horizonte amplo principalmente nos quadrantes leste

e oeste ;

c - que o local seja distante de obstáculos naturais ou artificiais que impeçam a livre

circulação do ar, que possam influir nos valores obtidos, ou ainda criar feições restritas não

extensivas à zonas ou regiões de interesse;

d - que seja distante de grandes massas de àgua ou de rios , a fim de evitar os efeitos da

energia radiante na superfície livre das àguas e os graus higrométricos exagerados;

e - que seja de fácil acesso aos observadores.

4. Classificação das Estações Meteorológicas

4.1. Organização Meteorológica Mundial (OMM)

a) Estação Climatológica - Principal

- Ordinária

b) Estação Agrometeorológica

c) Estação Sinótica

d) Estação Meteorológica Aeronáutica

e) Estação Hidrometeorológica

f) Estação Especial

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4.2. REDE DE ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS NO ESTADO DE GOIÁS

4.2.1. Instituto Nacional de Meteorologia (INMET)

a) Estação Climatológica Principal (CP);

b) Estação Climatológica Ordinária (CO)

c) Estação Agroclimatológica (AC)

ver figuras em anexo

4.2.2. Agência Nacional de Águas (ANA)

a) Estação Evaporimétrica de 1ª Classe modelo DNAEE - CPRM

b) Estação Evaporimétrica de 2ª Classe modelo DNAEE - CPRM

c) Estação Meteorológica


4.2.3. Furnas

4.2.4. Embrapa

4.2.5. Sistema de Meteorologia e Recursos Hídricos do Estado de Goiás (SIMEGO)

a) Plataforma de Coleta de dados digital (PCD)

Uma plataforma de coleta de dados digital consiste de sensores que medem as

variações dos elementos meteorológicos ( temperatura do ar e do solo , umidade do ar,

radiação solar global, direção e velocidade do vento, precipitação pluvial, fluxo de calor no

solo e pressão barométrica) através de um sinal eletrônico, circuitos condicionadores de

sinal que servem para converter o pulso do sensor em um sinal digital em um sistema

eletrônico de armazenagem de sinais que coleta os dados podendo, se necessário transmiti-

los à distância.

Descrição dos Componentes

A temperatura do ar e do solo podem ser medidas com os seguintes tipos de

sensores: resistência de platina e termopares de cobre-constantan. A direção do vento é

medida com catavento, tendo com sensor um potenciômetro de posicão e 355 de variação

em relação ao Norte. A velocidade do vento é medida com um anemômetro tipo caneca

tendo com sensor um fotomicrosensor. A radiação Solar Global é medido com um sensor

piranométrico que tem um elemento receptor de célula de silício. A chuva é medida com um

pluviômetro de báscula com precisão de 0,2 mm. A umidade do ar pode ser medida a partir

de duas opções utilizando um psicrômetro à base de termo-pares ou com sensor

capacitivo. O fluxo de calor no solo é medido com fluxímetros, acompanhando curva de

calibração no solo em que será usado. O mastro para o suporte dos sensores é do sistema

de aquisição de dados é de alumínio com altura de 10 metros. Na plataforma de coleta de

dados (pcd) do Sistema de Meteorologia do Estado de Goiás (SIMEGO) instalada na Estação

Evaporimétrica de 1ª Classe modelo DNAEE-CPRM da Escola de Agronomia e Engenharia

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de Alimentos, consta também de uma antena transmissora para envio de dados via satélite

(ARGOS/SCD-1 /SCD2) , que por sua vez, o transmitira para uma estação receptora

localizada em Cuiabá-MT, e da mesma via satélite , para o Centro de Missão de Coleta de

Dados (CMCD) do INPE , a qual disponibilizará os dados meteorológicos via Internet em

home-page própria, para o próprio SIMEGO (www.simego.sectec.go.gov.br) e demais

usuários.

Sistema Automático de Aquisição de Dados ( Data-logger )

O sistema de aquisição de dados escolhido para integrar uma estação meteorológica

automática consiste de um coletor de dados compacto, de baixo consumo e bastante

versátil, permitindo realizar não apenas as funções coleta e processamento de medidas

como também operações de controle. Este equipamento admite diversas opções de

disseminação dos dados processados às comunidades de usuários , seja via linha

telefônica (telefonia celular) , via satélite, via rádio ou direta ( módulos de memória).

A alimentação do equipamento pode ter também soluções variados tais como : painel solar,

rede elétrica ou baterias de 12 volts. O equipamento é totalmente programável e fornece

os dados em formato compatível com as planilhas de cálculo que operam os computadores

padrão IBM-PC.

5. Organização e Sistematização dos Dados Meteorológicos

5.1. Planilha de dados diários

5.2. Boletim Agrometeorológico

5.3. Sites da Internet

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Estação Meteorológica Automática GEO-255 , modelo EMBRAPA

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INSTITUIÇÕES VINCULADAS À METEOROLOGIA, CLIMATOLOGIA E A AGROCLIMATOLOGIA

1. INSTITUTO NACIONAL DE METEOROLOGIA (INMET) Endereço INTERNET: http://www.inmet.gov.br Boletins diários do tempo 2. SIAGRO/ SEBRAE - Sistema de Agronegócios => Clima e Tempo Endereço INTERNET: http://www.siagro.com.br Boletins diários do tempo 3. INPE - CPTEC- Cachoeira Paulista Endereço INTERNET: http://www. cptec.inpe.br/ - Boletins diários do tempo 4. INPE - Instituto Nacional de Pesquisa Espaciais Endereço INTERNET: http://www.inpe.br/ 5. GEO BRASIL / RNP - Banco de Dados Georreferenciados Brasil em dados: Geografia, Economia, Dados Gerais, Demografia em outros dados Endereço INTERNET:http://www.rnp.br/1.2.html Informações: HELPDESK -Fone: (021) - 286-61-61 6. AGROMAPPER - MAP INFO PROFESSIONAL Mapas temáticos de 33 Culturas Agrícolas no Brasil Fonte: IBGE- PAM - LSPA Informações: Multispectral : (011)-881-7560 7. AutoCAD Map - Autodesk World- Autodesk Map Guide Software em Geoprocessamento Informações: Gisoft Comércio e Desenvolvimento de Sistemas Fone: (011)-284-0533 Endereço INTERNET: http://www.gisoft.com.br

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8. SOCIEDADE BRASILEIRA DE AGROMETEOROLOGIA Endereço INTERNET: http:// www. sbagro.org. br

REVISTA BRASILEIRA DE AGROMETEOROLOGIA 9. SOCIEDADE BRASILEIRA DE METEOROLOGIA Endereço INTERNET; http:// www.virtualand.com.br /sbmet 10. AGRIWEATHER http:// www.agriweather.com

previsão global do tempo, imagens de satélite 11. CLIMATEMPO – empresa privada / previsão do tempo Endereço na Internet: http://www.climatempo.com.br 12. SOMAR METEOROLOGIA – empresa privada / previsão do tempo Endereço na Internet: http://www.tempoagora.com.br 13. CANAL DO TEMPO Endereço na Internet: http://www.br.weather.com 14. ESTAÇÃO EVAPORIMÉTRICA DE GOIÂNIA Endereço na Internet : http://www. meteorgo.hpg. com.Br

boletins meteorológicos mensais, balanço hídrico climático 15. AGRITEMPO Endereço na Internet: http://www.agritempo.gov.br

Mapas climáticos, zoneamento agrícola e outros serviços

http://www.virtualand/

http://www.climatempo.com.br/

http://www/

http://www.br.weather.com/

http://www/

http://www.agritempo.gov.br/

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ESTUDO DIRIGIDO

Avalie o seu conhecimento sobre o seguinte tema: Estações Meteorológicas de Superfície

modelo Convencional e Automática

1. Na identificação e localização de uma estação meteorológica nos utilizamos de um

________________________________ , que contém as suas _________________________

que são : ____________________________________________________________________

2. Na seleção de um local para a instalação de uma estação meteorológica devemos

observar as seguintes condições :

a) ___________________________________________________________________________

b) ___________________________________________________________________________

c) ___________________________________________________________________________

d) ___________________________________________________________________________

e) ___________________________________________________________________________

3. Pela classificação do INMET, as estações meteorológicas se enquadram em três

categorias:

a) evaporimétrica, meteorológica e auxiliar;

b) climatológica principal, climatológica auxiliar e agroclimatológica;

c) evaporimétrica, climatológica principal e auxiliar;

d) evaporimétrica, climatológica principal e agroclimatológica.

4. Na Escola de Agronomia e Engenharia de Alimentos da UFG, temos uma estação :

a) evaporimétrica de 1ª Classe, modelo DNAEE- CPRM;

b) evaporimétrica de 2ª Classe, modelo DNAEE-CPRM;

c) meteorológica , modelo DNAEE-CPRM;

d) nenhuma das alternativas corretas.

5. Em uma estação meteorológica automática, os dados meteorológicos são armazenados

através de um _____________________________________________________________.

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ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA ESTUDO DIRIGIDO PREVISÃO DO TEMPO - INMET / INPE / SIMEGO / EMBRAPA / CEPAGRI Acessar a INTERNET , e responder aos seguintes quesitos: 1. A home-page (ou site) na WEB do Instituto Nacional de Meteorologia ( INMET - MAPA) é : _______________________________________________________________________ 2. Complete o seu organograma institucional:

No organograma institucional do INMET, o CGA é _____________________________ ______________________________________________________________________ . 3. No CGA encontramos o CAPRE que é _____________________________________

4. No INSTITUTO DE PESQUISAS ESPACIAIS (INPE) , no Estado de São Paulo, temos o CMCD que é o _____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ e o CPTEC que é o __________________________________________________________ ___________e o seu site na WEB é __________________________________________ . 5. A instituição vinculada a Meteorologia junto a Secretaria de Ciência e Tecnologia do

Estado de Goiás é o SIMEHGO, que é ________________________________________-

________________________________________________________________________.

Atualmente o SIMEHGO possui ___________ PCDs instaladas no Estado , e o seu site

na WEB é ________________________________________________________________.

INMET

CSC

CGA

CAO

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No site do SIMEHGO, são disponibilizados as seguintes informações: _____________

_________________________________________________________________________

_________________________________________________________________________.

6. Na implantação de um projeto de instalação de um Posto Agrometeorológico, visando o

monitoramento climático e ambiental, manejo de irrigação, aplicação de agroquímicos, é de

fundamental importância o seu cadastro no _________________________ .

7. A Embrapa Informática Agropecuária e o CEPAGRI da UNICAMP, são responsáveis pelo

Sistema de Monitoramento Agrometeorológico do país, e disponibiliza os seus dados

através do portal _________________________________________, que também é o site

oficial do Zoneamento Agrícola desde outubro de 2006.

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ESTAÇÃO EVAPORIMÉTRICA DE GOIÂNIA DATA DA OBSERVAÇÃO:___/____/______ OBSERVADOR:____________________________________________

OBSERVAÇÔES AGROMETEOROLÓGICAS

ABRIGO METEOROLÓGICO

7h00m 9h00m 15h00m 21h00m

Temperatura Máxima (T max, ° C)

Temperatura Mínima ( T min, °C )

Umidade Relativa máxima ( UR máx , %)

Umidade Relativa mínima ( UR min , %)

Evaporímetro de Piche ( ml )

PRECIPITAÇÃO PLUVIAL ( mm )

INSOLAÇÃO (FITAS HELIOGRAFICAS) (h)

ANEMÔMETRO A 2,0 M (km / 24 h)

DIREÇÃO DO VENTO (N, NE, etc )

MEDIDA DA EVAPORAÇÃO TANQUE CLASSE “A”

Horário Leit. dia (L1)

Leit. dia seguinte

Preench.

Retirada Prec. do dia (Pr)

ECA (L1-L2+Pr)

Elago

(L2)

GEOTERMÔMETROS (° C) 0cm 2 cm 5 cm 10 cm 20 cm 30cm 50cm

CALCULO DA MÉDIA DIÁRIA:

T média = (T máx + T mín ) / 2 =

UR média =(UR máx + UR mín) / 2 =

RUBLICA DO AUXILIAR DE METEOROLOGIA :

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TEMPERATURA DO AR E DO SOLO

1. Temperatura do Ar e Plantas Cultivadas

A - Condiciona o nível de reações físico-químicas das plantas

Produção de biomassa, Respiração, Translocação de nutrientes, Duração do ciclo

vegetativo

B - Condiciona o conteúdo de vapor de àgua no ar

Evaporação e Evapotranspiração

C - Temperatura do Solo e a taxa de decomposição da matéria orgânica

D - Desenvolvimento de pragas e doenças

2. Conceitos Básicos

a) Temperatura instantânea , refere-se apenas ao momento em que é observada.

b) Amplitude térmica do dia , é a diferença entre as temperaturas máxima e mínima (

temperaturas extremas)

c) Temperatura Máxima Absoluta, é a mais elevada temperatura ocorrida no período ( por

qüinqüídios , por uma semana por exemplo)

d) Temperatura Mínima Absoluta é a mais baixa temperatura observada no período.

e) Amplitude térmica absoluta é a diferença entre a temperatura máxima e mínima absolutas

do período.

3. Medição da Temperatura do Ar - Termometria

3.1. Abrigo Meteorológico ou Termométrico

Finalidade : Serve para proteger os equipamentos de medição de temperatura e umidade do

ar das radiações solar global, do céu (difusa), da terra e dos objetos próximos, permitindo,

porém , a livre passagem do ar, tendo, por isso, as paredes constituídas por venezianas e

pintadas de branco.

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Tipos de Abrigo Meteorológico { - Morize Delgado ( padrão )

- Mexicano

- Microclimático

- Compacto - tipo Gill

3.2. Instrumental

3.2.1 . Termômetro de Máxima , modelo Negretti, fabricação Robitsch Fuess ( R. Fuess)

Finalidade : determinar a temperatura máxima do ar de um dia à sombra no abrigo

meteorológico ou termométrico.

3.2.2 . Termômetro de Mínima , modelo Rutherford , fabricação R. Fuess

Finalidade: determinar a temperatura mínima do ar de um dia à sombra no abrigo


3.2.3 . Termógrafo Tz - 16 , fabricação polonesa

Finalidade : Registrar continuamente a temperatura do ar à sombra, no abrigo


Elemento sensor ou sensível: Placa bimetálica constituída da justaposição de bronze

e invar

Bronze - liga metálica de cobre e estanho

Invar - liga metálica de ferro , níquel e manganês

4. Determinação da Temperatura Média Diária

a) Padrão Americano ( Agronômico ) : Tmédia = ( Tmáx + Tmín) / 2

b) Secretaria da Agricultura do Estado de São Paulo : Tmédia = ( T 7h + T14h + 2 T21h ) / 4

c) Instituto Nacional de Meteorologia : T média = (T 9h + 2 T 21h + Tmáx + Tmín) / 5

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5. Estimativa da Temperatura Média Normal Mensal e Anual do Ar através de Equações de

Regressão Linear Múltipla

A equação é do tipo:

Y = a + b x1 + c x2 , onde :

Y = Valor normal mensal ou anual da temperatura do ar em ° C;

x1 = Altitude em metros ;

x2 = Latitude ou Longitude em minutos.

a , b e c = parâmetros estimados estatísticamente.

coeficiente b da equação representa : b = T / Z

coeficiente c da equação representa : c = T /

Exercício :

a) Estimar a temperatura média mensal normal do mês de julho para o município de Goiânia

- GO ( Latitude = 1641 Sul, Longitude = 4915W.Grw. e Altitude = 741 m).

b) Idem temperatura média anual normal

Avaliação da Temperatura Média Mensal de um local quando se conhece a temperatura

média mensal de uma localidade próxima

Modelo Matemático

T2 = T1 + b ( h2 - h1) + c ( 2 - 1 ) , onde :

h2 e h1 = altitude em metros

2 e 1 = latitude em minutos

Exemplo: A temperatura média do ar em outubro em Botucatu-SP (Latitude= 22 52 Sul ,

Longitude = 48 27 W.Grw. e Altitude = 815 metros ) foi de 20,5 C . Estimar a temperatura

média desse mês em São Manuel - SP ( Latitude = 22 45 Sul , Longitude = 48 34 W.Grw. e

Altitude = 740 metros) .

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6. GRAUS – DIAS ou UNIDADES TÉRMICAS

Reflete o acúmulo diário de energia que se situe acima da condição mínima e abaixo

da máxima exigida pela planta. A sua estimativa permite a organização de um cronograma

para planejar antecipadamente os momentos em que deverão ser realizados os tratos

culturais, a adubação e a programação da colheita, práticas de indiscutível valor, tanto no

aspecto agrícola como nos aspectos administrativo e financeiro.

A sua estimativa pode ser realizada da seguinte forma:

n

GD = ( Tmédia - Tb ) e Tmédia = (Tmáx. + Tmín.) / 2 i = 1

onde :

GD = graus-dias acumulados no período;

Tmédia = temperatura média diária ( C);

Tb = temperatura-base ( C)

n = número de dias do período considerado.

APLICAÇÃO PRATICA

Temos a nossa disposição uma variedade de tomate longa vida que precisa de 820

graus-dias (G.D.) , para estar em condições de ser colhido. A àrea a ser plantada é

suficientemente grande, e deverá haver duas colheitas. O 1 plantio será dia 20 de março.

Qual será o dia da 1ª colheita, e que dia devo realizar o 2º plantio para que a 2ª colheita

seja exatamente 20 dias após a primeira. A temperatura base é de 14º C.

Dados:

Meses 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

T máx. 29,2 29,4 30,1 30,0 29,1 28,7 28,9 31,2 31,9 31,0 29,7 28,9

T mín. 19,7 19,7 19,5 18,5 16,0 15,0 15,0 15,0 18,1 19,5 19,6 19,7

COEFICIENTES ESTATÍSTICOS DA EQUAÇÃO DE REGRESSÃO MÚLTIPLA PARA

32

ESTIMATIVA DOS VALORES NORMAIS MÉDIOS MENSAIS E ANUAL DA TEMPERATURA

MÉDIA DO AR EM FUNÇÃO DA ALTITUDE ( x1 em metros ) E DA LATITUDE ( x2 em

minutos ) , SEGUNDO A EQUAÇÃO Y = a + bx1 + cx2 ).

ESTADOS DE GOIÁS E TOCANTINS

a = 27,02 a = 31,83

JAN. b = -0,0043 JUL. b = -0,0049 c = -0,0012 c = -0,0090

a = 31,65

a = 26,48 AGO. b = -0,0061

FEV. b = -0,0046 c = -0,0057 c = -0,0002

a = 27,22 a = 33,07

MAR. b = -0,0046 SET. b = -0,0051 c = -0,0010 c = -0,0060 a = 30,03 a = 30,73

ABR. b = -0,0049 OUT. b = -0,0048 c = -0,0043 c = -0,0037

a = 32,21 a = 27,70

MAI. b = -0,0050 NOV. b = -0,0055 c = -0,0080 c = -0,0007

a = 32,13 a = 26,92

JUN. b = -0,0044 DEZ. b = -0,0056 c = -0,0096 c = -0,0002

a = 29,74

ANUAL b = -0,0049 c = - 0,0042

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

33

SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA

Aluno: _______________________________________________________

Avalie o seu conhecimento sobre o seguinte tema: TEMPERATURA DO AR E PLANTAS

CULTIVADAS ( CASO DO ARROZ DE SEQUEIRO )

1. Com o auxílio do Comunicado Técnico n° 30 de abril / 95 , intitulado “ Parâmetros

Meteorológicos, Fenologia e Produtividade do Arroz de Sequeiro sob condições de Cerrado “,

analise os seguintes quesitos:

a) Os parâmetros meteorológicos que mais influenciam na produtividade do arroz de sequeiro

segundo Yoshida (1981) são : __________________________________________________

____________________________________________________________________________

b) A caracterização das exigências térmicas foi realizado através do método de Graus- Dias, da

seguinte forma :

GD = _____________

A temperatura base para o Arroz de sequeiro segundo Souza ( 1992) é de : ________.

2) Na análise comparativa das figuras 1 e 2 , em relação ao comportamento da planta de arroz e

produtividade entre a 1ª e 6 ª épocas, podemos afirmar:

a) as exigências térmicas para ambas as variedades são diferenciadas em decorrência do

aumento do prolongamento do ciclo ocorrido no plantio fora de época;

b) a soma térmica pode ser utilizada como fator preditivo para a verificação do primórdio floral;

c) a alta frequência de temperaturas mínimas abaixo de 15 ° C favoreceu à diminuição do porte da

planta, queda do índice de área foliar (IAF), menor número de perfilhos na fase vegetativa,

prolongamento do ciclo, e queda de produção e produtividade;

d) todas as alternativas acima são corretas.

3) A temperatura crítica para o crescimento e o desenvolvimento da planta de arroz de sequeiro é

de aproximadamente : __________ .

4) Os dados experimentais permitem concluir que o cultivo do arroz de sequeiro fora de época,

mesmo com irrigação suplementar ( por exemplo com uso de pivô central ) , não é viável

econômicamente devido aos seguintes fatores : _________________________________

________________________________________________________________________ .

45

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA TEMPERATURA DO SOLO

1. A Temperatura do Solo e as Plantas Cultivadas

A temperatura do solo, particularmente as extremas, influem na :

a) germinação das sementes ;

b) atividade funcional das raízes ;

c) velocidade e duração do crescimento das raízes ;

d) ocorrência e severidade de doenças nas plantas.

2. Medida da temperatura do solo - Geotermometria

2.1. Instrumental : Geotermômetros ou Termômetros de Solo

a) Finalidade : determinar a temperatura do solo, e suas variações, em função da época do

ano, em diferentes profundidades.

b) Instalação : direção leste-oeste, nas profundidades de 0 , 2, 5, 10 , 20, 30 e 50 cm de

profundidade. A fim de diminuir os erros determinados pela incidência direta dos raios

solares, sua extremidade superior deve apontar para o Norte.

c) Manejo e Conservação : Não deve ser retirado do solo, para que o contato entre o

bulbo de mercúrio e o solo não seja danificado.

3. Geotermógrafos : equivalentes registradores dos geotermômetros

diagrama : geotermograma

46

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA PRECIPITAÇÃO PLUVIAL 1. Precipitação Pluvial e as Plantas Cultivadas A . Condiciona o Balanço Hídrico

Disponibilidade de Àgua Necessária ao Metabolismo das Plantas (demanda de água

para as plantas )

B. Condiciona a Disponibilidade, a Concentração e Distribuição de Nutrientes

C. Condiciona o Manejo das Práticas Culturais

Época de Plantio, Manejo de Irrigação etc.

2. Medição da Precipitação Pluvial - Pluviometria

2.1. Pluviômetros

a) Finalidade: Determinar a altura ou quantidade de precipitação pluvial em mm

pluviométricos.

Tipos de Pluviômetros

1. Ville de Paris

2. Hervê Mangon

3. Paulista

4. Helmann-Fuess


b) Descrição Genérica: Um pluviômetro constitui-se de um recipiente com área de captação

(S), através da qual é coletado um volume (V) de água, que é dada pela fórmula:

h = V / S , onde:

h = altura ou quantidade de precipitação pluvial em mm pluviométricos

V = volume de água em litros

S = área em m²

Unidades de medida: L / m² ou mm pluvimétrico (OMM)

Acessórios : provetas graduadas em mm pluviométricos

c) Instalação:

Estações Agroclimatológicas , Climatológicas , Evaporimétricas e Meteorológicas

Instalado a 1,50 m de altura do solo e rigorosamente em nível.

47

d) Dados:

Com o auxílio de provetas graduadas em mm pluviométricos (10 e 25 mm pluviométricos)

2.2. Pluviômetro “ Ville de Paris “

a) Finalidade : medir a quantidade de precipitação pluvial em mm pluviométricos

b) Descrição : é constituído por uma área de captação de 400 cm² , um corpo (ou coletor) e

um registro. A quantidade de precipitação pluvial é medida pelo escoamento da água,

através de um registro, para uma proveta graduada em mm pluviométricos.

c) Manejo: - verificar vazamento no registro

- verificar sujeira na tela de captação

d) Local de Instalação : 1,5 m do solo, livre de obstáculos.

2.3. Pluviógrafo de massa ou balança a) Finalidade: registrar a quantidade, duração e a intensidade de precipitação pluvial em

mm pluviométricos.

b) Descrição : a água captada é conduzida para o interior de um recipiente cilíndrico,

dotado de uma bóia. À medida que a água se acumula, a bóia vai se elevando no interior

do cilindro, e seu movimento é transmitido a uma pena, que o registra no diagrama.

Quando a água atinge o nível máximo, ocorre a sifonação da água, o que acarretará no

retorno da pena ao nível zero.

c) Manutenção : - verificação da tinta e corda no mecanismo de relojoaria

- troca do pluviograma (diária / semanal ) 3. INTERPRETAÇÃO DE PLUVIOGRAMAS

A) Determinar os momentos de início e término, a altura , duração e intensidade da primeira

chuva registrada no pluviograma em anexo:

a) Momento de início e fim

Momento de início :

Momento de fim :

b) Duração da Chuva: t = Mf - Mi

c) Altura da Chuva ( h)

Nível inicial :

Nível final:

d) Intensidade ( ) - = h / t

48

Fonte: Tubelis (1984) – Apostila do Curso de Especialização em Irrigação (ABEAS)

49

B) Determinar os momentos de início e de término, a altura duração e intensidade da

2ª Chuva registrada no referido pluviograma.

a) Duração ( t ) : Mf - Mi

b) Altura da Chuva ( h) :

c) Intensidade da Chuva ( ) : = h / t

C) Determinar os momentos de início e de término, a altura duração e intensidade da

Precipitação Pluvial Total registrada no referido pluviograma.

a) Duração Total ( t ) : Mf - Mi

b) Altura da Chuva Total ( h) :

c) Intensidade da Chuva ( ) : = h / t

Dados Normais da Precipitação Pluvial em Goiânia - GO (Período : 1931/ 60)

Meses 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Anual

PR

(mm)

234,0 210,4 198,0 110,2 29,6 5,4 10,0 3,0 35,8 142,6 237,2 271,0 1487,2

4. EXERCÍCIOS PRÁTICOS

4.1. A quantos metros cúbico por hectare corresponde um milímetro pluviométrico ?

4.2. Qual o volume de água ( em litros) recebido em um hectare de uma precipitação pluvial

de 20 mm ?

4.3. Determinar a área de captação de um pluviômetro de boca circular, cujo diâmetro é de

22.6 cm.

4.4. Com o auxílio deste pluviômetro, calcular a altura de precipitação pluvial ( em mm ) ,

sabendo-se que foi utilizada uma proveta graduada em cm³ , em cuja medida foi obtida

150 cm³ . Qual é o fator de correção a ser multiplicado pela leitura de proveta graduada

em centímetros cúbicos para a sua pronta obtenção em mm pluviométricos?

4.5. Com o auxílio dos dados meteorológicos abaixo relativo às normais do período 1961/

1990 , do município de Goiânia ( lat. 16 41 S) , elabore o gráfico das temperaturas médias

e precipitação pluvial e caracterize oseu regime térmico-pluviométrico .

Meses 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ANUAL

T ( ° C ) 23.8 23.8 23.9 23.6 22.1 20.8 22.9 22.9 24.6 24.6 24.0 23.5 23.2

P (MM) 270 213 210 120 36 9 6 13 48 171 220 259 1575

50

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA GRÁFICO DO REGIME TÉRMICO- PLUVIOMÉTRICO LOCAL: _____________________________ PERÍODO: ____________________________ LATITUDE:___________________________ LONGITUDE:__________________________

LEGENDA: ------------TEMPERATURA ( C ) _________ PRECIPITAÇÃO PLUVIAL (MM)

T(C) P (MM)

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 1

52

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA EVAPO(TRANSPI)RAÇÃO 1. Evaporação Potencial e as Plantas Cultivadas

2. Medição da Evaporação - Evaporimetria

2.1. Tanque de evaporação ou evaporimétrico do tipo classe “A”

A) Finalidade : Determinar a evaporação potencial de uma superfície livre de água em um

período qualquer.

B) Acessórios :

a) Anemômetro totalizador

b) Poço Tranquilizador

c) Termômetros de máxima e mínima , flutuantes do tipo Six-Bellani

d) Micrômetro de gancho

e) Tanque de Reenchimento

B) Descrição ( ver figuras em anexo)

Tanque de aço inoxidável ou Ferro Galvanizado n 22 com diâmetro de 1,20 m e

profundidade de 25 cm sobre um estrado de madeira pintado de branco a 15 cm do solo.

C ) Manejo : Nível de água no tanque deve ser mantido entre 3 e 8 cm do bordo

D) Dados: Representa a evaporação natural que sofre uma superfície livre de água de

grandes dimensões, sujeitas às mesmas condições climáticas.

Todo o tanque é aferido por um reservatório de grandes dimensões ( 20 metros quadrados),

resultando em uma constante de aferição < 1 . Assim:

K = En / ECA , onde :

En = Evaporação natural em mm;

ECA = Evaporação no tanque classe “A”

K = constante de aferição ( ou constante de proporcionalidade )

Para as nossas condições climáticas podemos assumir: K = 0,77 ( valor médio anual )

E) Para obtenção de dados diários de ECA, procedemos da seguinte forma:

ECA = L1 - L2 + PR , onde :

L1 = Leitura inicial do nível de água;

L2 = Leitura final do nível de água e

PR = Precipitação pluvial ocorrida no intervalo entre L1 e L2.

EXERCÍCIO PRÁTICO:

53

Deseja-se avaliar o volume de água perdida por mês ( em metros cúbicos e litros) de um

reservatório de um hectare. Para isso instalou-se um TQCA, que mediu em média 5 mm/dia

de evaporação. Considere k médio anual de 0,77.

Meses 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 ANUAL

K médio 0,72 0,83 0,80 0,89 0,79 0,85 0,76 0,70 0,70 0,68 0,71 0,79 0,77

2.2. Evaporímetro ou Atmômetro de Piche

a) Finalidade : Determinar o poder evaporativo do ar à sombra no abrigo meteorológico.

Poder evaporativo do ar - é a capacidade que o ar possue de promover a evaporação de

água de uma superfície úmida ou molhada apresenta quando não submetida a radiação

direta do sol, mas livremente exposta ao vento.

b) Descrição : Consiste numa proveta de um cm de diâmetro de vidro graduada em mm

pluviométricos ou ml. É instalado no abrigo meteorológico, de boca para baixo, de modo

que a escala cresce no sentido descendente. Sua boca é fechada por um papel de filtro

de 1,25 polegadas ( formato circular ). A secura do ar provoca a evaporação da água do

recipiente através do disco de papel absorvente, sujeito por aro preso ao tubo, este é

invertido e suspenso no teto do abrigo.

c) Manejo : Fazer a leitura diariamente, restituir a água, quando estiver em nível muito

baixo, e trocar o disco.

d) Dados : em mm de evaporação ou ml de evaporação.

EXERCÍCIO PRÁTICO

Na leitura do evaporímetro de Piche às 7h00m do dia 07.03.88 foi de 10,0 ml e na leitura das

15h00m foi de 17,1 ml. Nesta ocasião encheu-se até 0,4 ml. No dia 08.03.88 às 7h00m a

leitura foi de 6,3 ml. Calcular a água evaporada em ml no dia 07.03.88 , e também em mm

através da seguinte expressão:

EAR = (16,9 + 8,46 x Epiche ) / 59 , onde Epiche é a evaporação em ml.

2.3. Bateria de Evapotranspirômetros segundo Thornthwaite-Camargo (1961)

a) Finalidade : Determinar a evapotranspiração potencial (ETP) de uma cultura em um dado

intervalo de tempo. A evapotranspiração potencial segundo Thornthwaite ( 1948) pode

ser definida como sendo a perda de água em mm pluviométricos por uma cultura nas

seguintes condições:

A) a superfície do solo deve estar totalmente coberta por vegetação em fase de crescimento

ativo;

B) o teor de umidade do solo deve estar próximo à capacidade de campo (CC).

54

b) Descrição : ver figura em anexo

c) Manejo: A quantidade de água evapotranspirada é dada pela fórmula:

ETP = P + ( - D) / S

P = precipitação pluvial em mm pluviométricos

= Irrigação em litros

D = Percolado ou Drenado em litros

S = área do lisímetro em m² .

d) Dados : são os obtidos pela fórmula acima em mm pluviométricos.

EXERCÍCIO PRÁTICO

1. Determinar a quantidade de água evapotranspirada em um evapotranspirômetro de

Thornthwaite-Camargo, no dia 07.03.88 , sabendo-se que no seu manejo, foi realizada uma

irrigação de 5 litros e percolado no dia seguinte 3 litros. A área de cada lisímetro é de 1 m ² .

Admita que não ocorreu precipitação pluvial.

61


PLANILHA DE CÁLCULOS DA EVAPORAÇÃO TOTAL DIÁRIA EM MM TANQUE EVAPORIMÉTRICO DO TIPO CLASSE “A” MÊS : ABRIL DIA HORA LEITURA

(MM) ENCH./RETIRADA

DIF. PREC. ( MM)

EVAP. S/ CORR. (ECA)

K EVAPORAÇÃO DIÁRIA ( mm ) ( E LAGO)

01

7h00m 48,70 0,0 0,89

02

44,32 9,7 0,89

03

50,65 48,68 0,0 0,89

04

43,92 0,5 0,89

05

38,07 0,0 0,89

06

34,00 1,9 0,89

07

32,86 0,0 0,89

08

28,04 0,0 0,89

09

25,17 48,71 0,0 0,89

10

44,80 1,0 0,89

TOTAL

13,1

11

7h00m 42,70 0,89

62


UMIDADE DO AR

1. Introdução

1.1. Conceituação - é a àgua na fase de vapor que existe na atmosfera

1.2. Natureza das suas interações

1.2.1. Interações físicas

Estrutura molecular do vapor d’ àgua

1.2.2. Interações fisiológicas

Dos vegetais - evapotranspiração

Das pragas e doenças - duração do período do molhamento ( dpm)

climograma ou climatograma

2. Transporte de vapor d’ àgua na atmosfera

O vapor d’àgua emitido pela superfície é transportado horizontal e verticalmente.

2.1. Transporte Vertical

2.1.1. Difusão - gradiente de concentração de vapor na superfície do solo

2.1.2. Convecção

a) Livre - aquecimento diferencial da superfíce do solo

ascenção da massa de ar por diferença de densidade

b) Forçada - força de atrito com a superfície do solo

2.2. Transporte Horizontal -

2.2.1. Advecção - transporte horizontal de vapor d’àgua

evapotranspiração de oásis

63

3. Composição do Ar atmosférico

3.1. Ar seco - Nitrogênio - 75 % Gás carbônico

Oxigênio - 23% Gases Nobres - 0,7 %

Argônio - 1,3% Impurezas

3.2. Vapor d’ àgua

4. Conteúdo de Vapor d’ àgua no Ar atmosférico

Admite-se que a parcela de ar atmosférico seja constituída por gases ideais , e se constitua

em um sistema termodinâmico. Assim pela Lei de Dalton:

Pt = Pnitrogenio + Poxigênio

Na atmosfera a situação é a mesma. Teremos para a atmosfera as seguintes pressões

parciais:

Pa ( Ar seco ) + ea ( vapor d’ àgua )

Nitrogênio - Pnitrogênio

Oxigênio - Poxigênio + P vapor d’ àgua

Argônio - Pargônio

Patmosférica = Pnitrogênio + Poxigênio + ................+ ea

ou

Patmosférica = Pa + ea , ou :

Pa = pressão parcial do ar seco ,

ea = pressão parcial do vapor d’ àgua

64

Uma das formas de se expressar a concentração do vapor d’àgua no ar atmosférico é

através da sua pressão parcial .

4.1. Pressão ou tensão parcial ( atual ou real ) - ea

4.2. Pressão ou tensão de saturação ( máxima ) - es

4.3. Défice de saturação - es - ea

Equação de Tetens - es = f ( t )

es = 6,11 x 10 7,5 x t / 237,5 + t

( mb )

es = 4,58 x 10 7,5 x t / 237,5 + t

( mmHg )

5. Medição do Vapor d’ água - Psicrometria

a) Umidade Absoluta ( U.A.)

U.A. = 288 x ea / ( t + 273) ......... g / m3

b) Umidade de Saturação ( U.S. )

U.S. = 288 x es / ( t + 273) ......... g / m3

c) Umidade específica ( q )

q = 0,622 x ea / Patm x 100 .........%

d) Umidade Relativa ( % )

U.R. = U.A. / U.S. x 100 ...............%

U.R. = ea / es x 100 ......................%

e) Ponto de Orvalho - (To)

To = ts - ( ts - tu ) x K , onde K é o coeficiente de Glaisher

6.Cálculo da Umidade do Ar

Método Analítico - fórmulas empíricas

Método tabular - tabelas psicrométricas

Método gráfico - diagrama psicrométrico

65

7. Instrumental – Psicrômetros – Higrômetros- higrorresistor / fotorresistor / termistor /

capacitor / pares termo-elétricos

8. Variação da Umidade Atmosférica

9. Apresentação do quadro ( câmara fria para sementes - banco de germoplasma)

10. Aplicações práticas

Secagem de Cereais

Controle de Pragas e Doenças

MÉTODO ANALÍTICO

A pressão de vapor é determinada a partir das leituras psicrométricas, através da

expressão :

ea = esu - x ( ts - tu ) Equação psicrométrica

- coeficiente psicrométrico

= A x Patm - A (constante psicrométrica) - - A = 0,00067 / C - psicrômetro com

aspiração

- A = 0,0008 / C - psicrômetro sem

aspiração

P = 720 mmHg ( pressão atmosférica )

Coeficiente Psicrométrico ( )

= 0,58 mmHg / C - psicrômetro não ventilado

= 0,48 mmHg / C - psicrômetro ventilado

U.R. = ea / es x 100

U. R. = esu - x ( ts - tu ) / es x 100 ( %)

66

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA Tabela 1 Pressão máxima de vapor (es ) , sobre água em milímetros de mercúrio (Hg)

T (°C) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9

0 4,58 4,61 4,65 4,68 4,72 4,75 4,79 4,82 4,86 4,89

1 4,93 4,96 5,00 5,03 5,07 5,11 5,14 5,18 5,22 5,26

2 5,29 5,33 5,37 5,41 5,45 5,49 5,53 5,57 5,61 5,65

3 5,69 5,73 5,77 5,81 5,85 5,89 5,93 5,97 6,02 6,06

4 6,10 6,14 6,19 6,23 6,27 6,32 6,36 6,41 6,45 6,50

5 6,54 6,59 6,64 6,68 6,73 6,78 6,82 6,87 6,92 6,97

6 7,01 7,06 7,11 7,16 7,21 7,26 7,31 7,36 7,41 7,46

7 7,51 7,57 7,62 7,67 7,72 7,78 7,83 7,88 7,94 7,99

8 8,05 8,10 8,16 8,21 8,27 8,32 8,38 8,44 8,49 8,55

9 8,61 8,67 8,73 8,79 8,85 8,91 8,97 9,03 9,09 9,15

10 9,21 9,27 9,33 9,40 9,46 9,52 9,59 9,65 9,71 9,78

11 9,84 9,91 9,98 10,04 10,11 10,18 10,24 10,31 10,38 10,45

12 10,52 10,59 10,66 10,73 10,80 10,87 10,94 11,01 11,09 11,16

13 11,23 11,31 11,38 11,45 11,53 11,60 11,68 11,76 11,83 11,91

14 11,99 12,07 12,14 12,22 12,30 12,38 12,46 12,54 12,62 12,71

15 12,79 12,87 12,95 13,04 13,12 13,21 13,29 13,38 13,46 13,55

16 13,63 13,72 13,81 13,90 13,99 14,08 14,17 14,26 14,35 14,44

17 14,53 14,62 14,72 14,81 14,90 15,00 15,09 15,19 15,28 15,38

18 15,48 15,58 15,67 15,77 15,87 15,97 16,07 16,17 16,27 16,37

19 16,48 16,58 16,69 16,79 16,89 17,00 17,11 17,21 17,32 17,43

20 17,54 17,64 17,75 17,86 17,97 18,09 18,20 18,31 18,42 18,54

21 18,65 18,77 18,88 19,00 19,11 19,23 19,35 19,47 19,59 19,71

22 19,83 19,95 20,07 20,19 20,32 20,44 20,57 20,69 20,82 20,94

23 21,07 21,20 21,37 21,45 21,58 21,71 21,85 21,98 22,11 22,24

24 22,38 22,51 22,65 22,79 22,92 23,06 23,20 23,34 23,48 23,62

25 23,76 23,90 24,04 24,18 24,33 24,47 24,62 24,76 24,91 25,06

26 25,21 25,36 25,51 25,66 25,81 25,96 26,12 26,27 26,43 26,58

27 26,74 26,90 27,06 27,21 27,37 27,54 27,70 27,86 28,02 28,19

28 28,35 28,51 28,68 28,85 29,02 29,18 29,35 29,53 29,70 29,87

29 30,04 30,22 30,39 30,57 30,75 30,92 31,10 31,28 31,46 31,64

30 31,82 32,01 32,19 32,38 32,56 32,75 32,93 33,12 33,91 33,50

31 33,70 33,89 34,08 34,28 34,47 34,67 34,86 35,06 35,26 35,46

32 35,66 35,87 36,07 36,27 36,48 36,68 36,89 37,10 37,31 37,52

33 37,73 37,94 38,16 38,37 38,58 38,80 39,02 39,24 39,46 39,68

34 39,90 40,12 40,34 40,57 40,80 41,02 41,25 41,48 41,71 41,94

35 42,18 42,41 42,64 42,88 43,12 43,36 43,60 43,84 44,08 44,32

36 44,56 44,81 45,05 45,30 45,55 45,80 46,05 46,30 46,56 46,81

37 47,07 47,32 47,58 47,84 48,10 48,36 48,63 48,89 49,16 49,42

38 49,69 49,96 50,23 50,50 50,77 51,05 51,32 51,60 51,88 52,16

39 52,44 52,73 53,01 53,29 53,58 53,87 54,16 54,45 54,74 55,03

40 55,32 55,61 55,91 56,21 56,51 56,81 57,11 57,41 57,72 58,03

41 58,34 58,65 58,96 59,27 59,58 59,90 60,22 60,54 60,86 61,18

42 61,50 61,82 62,14 62,47 62,80 63,13 63,46 63,79 64,12 64,46

43 64,80 65,14 65,48 65,82 66,16 66,51 66,86 67,21 67,56 67,91

44 68,26 68,61 68,97 69,33 69,69 70,05 70,41 70,77 71,14 71,51

67

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA PSICROMETRIA

Em uma estufa plástica não climatizada com pimentão, determinar , com os dados obtidos no Psicrômetro D’ August ( sem ventilação forçada), modelo Incoterm, os seguintes parâmetros higrométricos, considerando-se os seguintes dados, ts= 28° C, tu = 24° C e a pressão atmosférica igual à 750 mmHg: 1) Depressão ou diferença psicrométrica 2) Pressão parcial do vapor d’ àgua (ea), em mmHg e mb. 3) Umidade Absoluta (UA), em g/m

3

4) Umidade de Saturação (US) , em g/cm³ 5) Umidade Relativa do Ar (UR) , em % 6) Temperatura de Ponto de orvalho (° C) 7) Défice de saturação, em mmHg e mb.

Condições Climáticas ideais para a cultura do Pimentão : a) variação de temperatura ideal : 20-25 ° C b) variação da umidade relativa : 50-60 % c) umidade ideal : 55% SECAGEM E ARMAZENAMENTO DE GRÃOS Utiliza-se de um secador que trabalha com fluxo de ar de 200 m

3/ hora para

secar uma tonelada de milho de 14 à 10 % de umidade em peso. O ar na entrada possue 42° C e UR igual a 25%. Na saída o ar está com 37° C e 92 % de UR. Quanto tempo levará para secar uma tonelada de milho, sabendo-se que a capacidade do secador é de 200 Kg de grãos? Ar de entrada Ar de saída

Secador

t= 42° C /UR= 25 % t=37° C / UR= 92% --------------------------> -------------------------> ---------------------------------> fluxo de 200 m

3/h

68

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS

SETOR DE ENGENHARIA RURAL

CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA

ENERGIA DISPONÍVEL AO MEIO AMBIENTE AGRÍCOLA

1. Introdução

A radiação solar pode ser conceituada como sendo a energia em forma de ondas

eletromagnéticas provenientes do sol. Ela é a fonte primária de energia para todos os

processos físicos e biológicos que ocorrem na terra, e é responsável pela geração de todos

os fenômenos meteorológicos. Concorre ainda, decisivamente para os processos de

evaporação no solo e evapotranspiração de uma comunidade vegetal.

2. O Espectro Solar

O espectro solar é constituído de ondas eletromagnéticas de comprimento de onda

que variam de aproximadamente de 0,2 a 4,0 . Devido ao seu pequeno comprimento de

onda ( ) são denominadas de radiações de ondas curtas.

A cada comprimento de onda , existe associado uma quantidade de energia, cujo

somatório nos fornece a energia total do espectro que tem como pico de emissão

energética o correspondente a 0,49 .

É classificado em 3 faixas de comprimento de onda , as quais são : a faixa de

radiação ultra-violeta (UV) , visível (fotossíntese) e o infravermelho (IV) , os quais

correspondem respectivamente a comprimentos de onda ( ) menores de 0,4 ; 0,4 a 0,7

e maiores do que 0,7 ; e que representa em média, respectivamente a 4% , 44% e 52% da

radiação solar global respectivamente ( ver figura 1 ) .

3. Constante Solar

A quantidade de energia radiante que atinge uma superfície unitária por unidade de

tempo, coletada perpendicularmente aos raios solares, na ausência da atmosfera e a uma

distância do sol igual a distância média terra-sol , é denominada de constante solar. Este

valor é de aproximadamente de 2,0 cal / cm2 . min.

69

4. Balanço de Energia nos Sistemas Agrícolas

Podemos conceituar o balanço de radiação de uma superfície como sendo a

contabilidade dos fluxos de energia que incidem e emergem dessa superfície.

Os fluxos que fazem parte do balanço de radiação são constituídas de radiação de

onda curta e radiação de onda longa. A radiação de onda curta é proveniente do espectro

solar e na sua totalidade situa-se entre 0,2 a 4,0 de comprimento de onda; enquanto que

a radiação de onda longa é proveniente da emissão dos corpos terrestres e se situa na faixa

de 4,0 a 100 de comprimento de onda. Por estarem a uma temperatura superior a 0 K ,

tanto a superfície vegetada como o solo estão continuamente emitindo radiação em uma

faixa de comprimento de onda entre 4,0 a 100 ( faixa de ondas longas ).

4.1. Balanço de Ondas Curtas

Em conformidade ao local da superfície terrestre, incide em uma superfície

horizontal no topo da atmosfera, uma quantidade diária Qo de radiação solar, dependente

da latitude do local ( ) e da declinação do sol ( ) .

O fluxo radiante ao atravessar atmosfera é fortemente atenuado pelos fenômenos

seletivos de absorção, difusão e reflexão. A absorção deve-se principalmente ao ozônio ,

vapor d’ àgua e gás carbônico, enquanto que o processo de difusão é devido a todos os

constituintes da atmosfera.

Portanto, parte da radiação solar , é absorvida pela atmosfera, uma parte é difundida,

outra é refletida e finalmente uma parte atinge a superfície da terra sem interagir com a

atmosfera. Do total de radiação solar difundida pela atmosfera, uma parcela atinge a

superfície terrestre, denominada de Qc.

Assim sendo, a densidade de fluxo de radiação que atinge a superfície terrestre é

constituída portanto da radiação solar direta (Qd) e difusa (Qc) e constitui a radiação solar

global (Qg) . Então:

Qg = Qd + Qc ....................................... ( 1)

Uma parte da radiação solar global é absorvida pela superfície, constituindo-se na

radiação absorvida Qoc , e o restante refletido, dando origem a radiação solar refletida (Qr).

A radiação solar absorvida (Qoc) vem a ser a contabilidade da radiação ( em ondas curtas )

incidente e emergente na mesma.

Então :

Qoc = Qg - Qr ...................................... ( 2)

70

A radiação solar refletida ( Qr) é uma fração da radiação global ( Qg) multiplicada

pelo fator denominado de albedo ou coeficiente de reflexão, variável de acordo com a

superfície vegetada.

Assim :

Qr = Qg x Q r .................................( 3 )

onde r é o albedo , poder refletor ou coeficiente de reflexão.

De ( 2 ) e ( 3 ) , temos :

Qoc = Qg - Qr

Qoc = Qg - Qg x r

Qoc = Qg ( 1 - r ) ................................( 4 )

4.2. Balanço de Ondas Longas ( Qol )

Partindo da superfície terrestre em direção a atmosfera, há um fluxo de energia,

constituindo a radiação terrestre ( Qs) , na forma de ondas longas. Na mesma direção ,

porém em sentido contrário há um fluxo de energia proveniente da atmosfera, denominada

de contra-irradiação ( Qcr ) , que é totalmente absorvida pela superfície terrestre. A

contabilidade destes fluxos de energia em forma de ondas longas, vem a ser o balanço de

ondas longas ( Qol 0 ; também denominada de emissão efetiva terrestre.

Assim :

Qol = Qcr - Qs .............................. ( 5)

A estimativa de balanço de ondas longas pode ser utilizado com o auxílio da seguinte

expressão :

Qol = 1440 x x Ta4 x ( 0,56 - 0,09 x ea ) x ( 0,1 + 0,9 x n / N ) ......................... ( 6 )

Onde :

= constante de Stefan-Boltzmann = 0,827 x 10-10

x cal x cm-2

x min-1 x K

-4

Ta = temperatura média do ar em K

ea = pressão parcial de vapor em mmHg

n/ n = razão de insolação.

71

Distribuição Espectral da Radiação Solar no topo da atmosfera

Fonte: Tubelis et al. (1980)

Componentes do Balanço de Radiação na superfície terrestre

Fonte: Tubelis et al. (1980)

72

4.3. Balanço de Radiação ou Saldo de Radiação ou Radiação Líquida (RL)

A diferença entre o balanço de ondas curtas ( Qoc) e o balanço de ondas longas

(Qol) denominamos de Balanço de Radiação ou Saldo de Radiação ou ainda Radiação

Líquida (RL) e representa a energia disponível ao meio ambiente para os processo de

aquecimento do ar e do solo, evapotranspiração, fotossíntese e sínteses biológicas.

Assim :

RL = Qoc - Qol ............................( 7 )

A estimativa da radiação líquida disponível segundo Brunt ( 1932) pode ser feita pela

seguinte expressão :

RL = Qg ( 1 - r) - 1440 x x Ta 4 x ( 0,56 - 0,09 x ea ) x ( 0,1 + 0,9 x n / N ) .....( 8)

5. Instrumental para o Balanço de Radiação

5.1. Piranômetro Eppley

Esse aparelho permite a medida da radiação solar global em cal / cm2 x dia. É

instalado em uma superfície horizontal e possibilita a informação da energia solar que

incidiu naquele ponto. Sua sensibilidade é compatível com todo o espectro solar, tanto em

termos de radiação solar global (Qg) , como sòmente de radiação difusa (Qc). Permite

também a medida da radiação solar refletida (Qr) pela colocação dos elementos sensores

junto à superfície do solo ( piranômetro invertido ). Na sua construção são utilizados termo-

pares que podem estar situados na mesma face que recebe a radiação solar, sendo as

junções pintadas em preto fosco ( sendo então denominada de junção quente ) e branco

brilhante ( sendo a junção fria, portanto ). Podem no entanto , também serem colocados em

diferentes faces, sendo que a face superior , que recebe a radiação solar, pintada de preto

fosco, constituindo o conjunto de junções quentes. A face inferior é pintada de branco

brilhante, constituindo, portanto as junções frias.

Em qualquer dos métodos acima citados, a diferença de potencial estabelecida entre

as junções quentes e frias, é função da diferença de temperatura entre elas; que é dada

pelas características de absorbância, em relação a radiação global. Essas junções, que

compõe o elemento sensível, ficam contidas em uma ampola de vidro, com atmosfera

rarefeita e inerte. O vidro da referida ampola, somente é transposto pelas ondas curtas ( 220

73

- 300 nanômetros ). A sua sensibilidade é função das propriedades das junções, do seu

número e das características do revestimento , principalmente do preto fosco.

5.2. Radiômetro Líquido

Este aparelho mede a energia radiante líquida disponível naquele nível onde se

encontra. As cúpulas são de polietileno os quais são transpostos por todos os

comprimentos de onda ( ) , seja do espectro solar , seja da emissão da cultura. A diferença

entre as energias radiantes incidentes na parte superior e inferior, resulta na radiação

líquida disponível naquele nível.

5.3. Pyrgeômetro ou Radiômetro Eppley

Com este aparelho podemos medir o balanço de ondas longas ( Qol ) . É um

instrumento de alto custo e cuidado no manuseio, sendo somente utilizado em centros de

estudo e pesquisas. Na prática, o balanço de ondas longas ( Qol) é obtido pela diferença

entre a Radiação Líquida obtido pelo radiômetro líquido e o balanço de ondas curtas (Qoc)

obtidos pelo albedômetro ( piranômetro Eppley invertido ).

74

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA BALANÇO DE ENERGIA EM ARROZ DE TERRAS ALTAS ESTUDO DIRIGIDO 1) Calcular o balanço de energia em uma cultura de arroz no dia 13/04/90 , no município de

Goiânia-GO (lat. 16° 41’S) , quando ocorreram as seguintes condições atmosféricas médias:

a) temperatura média do ar = 22° C

b) pressão parcial de vapor d’ àgua (ea) = 14,02 mmHg

c) número de horas de insolação (n) = 7,1 horas

d) radiação solar global (Qg) = 447,6 cal / cm2 x dia

São ainda fornecidos os seguintes dados:

e) albedo médio para a cultura do arroz ( r ) = 0,20

f) emissão da superfície do solo (1440 x x Ta4) = 879,70 cal/cm

2 x dia

g) fotoperíodo máximo (N) = 11,4 horas

SOLUÇÃO:

A) Cálculo da radiação solar global absorvida ou disponível (Balanço de Ondas Curtas,Qoc)

Qoc = Qg - Qr

onde: Qg = radiação solar global em ly/dia

Qr = radiação solar refletida em ly/dia

a) A radiação solar refletida (Qr) é Qr = Qg x r , onde r é o albedo médio para a cultura .

Assim, Qoc = Qg – Qg x r ly/dia

b) Cálculo do balanço de ondas curtas (Qoc)

Qoc = Qg (1 – r) => Qoc = ly/dia

B) Cálculo de emissão efetiva terrestre (Balanço de Ondas Longas, Qol)

Qol = Qcr - Qs

Qol = 1440 x x Ta4 x ( 0,56 - 0,09 x ea ) x ( 0,1 + 0,9 x n/ N)

emissão da superfície do solo (Qs) emissão atmosférica (Qcr)

75

a) Emissão da superfície do solo (Qs) = 879,70 ly/dia

b) Cálculo do Balanço de Ondas Longas(Qol)

Qol = 1440 x x Ta4 x (0,56 - 0,09 x ea) x ( 0,1 + 0,9 x n/ N )

Qol = => Qol = ly/dia

C) Cálculo do Balanço de Radiação ( ou saldo de radiação ou ainda Radiação Líquida, RL)

RL = Qoc - Qol

RL = ly/dia

INTERPRETAÇÃO

Este resultado significa que neste dia, de acordo com os parâmetros meteorológicos observados,

esteve disponível para os processos de evapotranspiração, aquecimento do ar e do solo e

fotossíntese para a cultura do arroz _____________________________cal/cm2 x dia.

D) Estimar a quantidade de energia disponível para os processos de aquecimento do ar e do

solo e assimilação fotossintética, sabendo-se que em média 24% e 1% do balanço de

radiação (RL) são consumidos nos referidos processos. A = cal/cm2.dia e F=

cal/cm2.dia.

E) Estimar a evapotranspiração real (ETr) da cultura, sabendo-se que 75% do balanço de

radiação (RL) foi consumido neste processo.

Sabemos que : 1 mm ev. equiv . = 59 cal / cm2 x dia

Então :

ETr = 0,75 x RL / 59 => ETr = mm / dia

76

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA BALANÇO DE ENERGIA EM FEIJÃO IRRIGADO ESTUDO DIRIGIDO

1) Calcular o balanço de radiação de uma cultura de feijão no dia 07/09/90 , no município de

Goiânia-GO (lat. 16° 41’S) , quando ocorreram as seguintes condições atmosféricas médias:

a) temperatura média do ar = 25,8° C

b) pressão parcial de vapor d’ àgua (ea) = 10,09 mmHg

c) número de horas de insolação (n) = 9,0 horas

d) radiação solar global (Qg) = 600,71 cal / cm2 x dia

São ainda fornecidos os seguintes dados:

e) albedo médio para a cultura do arroz ( r ) = 0,24

f) emissão da superfície do solo (1440 x x Ta4) = 94 9,27 cal/cm

2 x dia

g) fotoperíodo máximo (N) = 12,0 horas

SOLUÇÃO:

A) Cálculo da radiação solar global absorvida ou disponível (Balanço de Ondas Curtas,Qoc)

Qoc = Qg - Qr

onde: Qg = radiação solar global em ly/dia

Qr = radiação solar refletida em ly/dia

a) Cálculo da radiação solar refletida (Qr)

Qr = Qg x r => Qr = ly/dia

b) Cálculo do balanço de ondas curtas (Qoc)

Qoc = Qg - Qr => Qoc = ly/dia

77

B) Cálculo de emissão efetiva terrestre (Balanço de Ondas Longas, Qol)

Qol = Qcr - Qs

Qol = 1440 x x Ta4 x ( 0,56 - 0,09 x ea ) x ( 0,1 + 0,9 x n/ N)

emissão da superfície do solo (Qs) emissão atmosférica (Qcr)

a) Emissão da superfície do solo (Qs) = 879,70 ly/dia

b) Cálculo do Balanço de Ondas Longas(Qol)

Qol = 1440 x x Ta4 x (0,56 - 0,09 x ea) x ( 0,1 + 0,9 x n/ N )

Qol = => Qol = ly/dia

C) Cálculo do Balanço de Radiação ( ou saldo de radiação ou ainda Radiação Líquida, RL)

RL = Qoc - Qol

RL = ly/dia

INTERPRETAÇÃO

Este resultado significa que neste dia, de acordo com os parâmetros meteorológicos observados,

esteve disponível para os processos de evapotranspiração, aquecimento do ar e do solo e

fotossíntese para a cultura do feijão _____________________________cal/cm2 x dia.

D) Estimar a quantidade de energia disponível para os processos de aquecimento do ar e do

solo e assimilação fotossintética, sabendo-se que em média 24% e 1% do balanço de

radiação (RL) são consumidos nos referidos processos. A = __________cal/cm2.dia e F=

_______________ cal/cm2.dia.

E) Estimar a evapotranspiração real (ETr) da cultura, sabendo-se que 75% do balanço de

radiação (RL) foi consumido neste processo.

Sabemos que : 1 mm ev. equiv . = 59 cal / cm2 x dia

Então :

ETr = 0,75 x RL / 59 => ETr = mm / dia

78

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA ESTIMATIVA DO RENDIMENTO FOTOSSINTÉTICO AGRÍCOLA ESTUDO DIRIGIDO 2 ) Considerando que uma cultura do milho sintetizou efetivamente de outubro a fevereiro, e

obteve-se 4500 Kg/há com 11 % de umidade, determinar qual a % de radiação solar fixada

em produção agrícola ( rendimento fotossintético agrícola, % f) , nas seguintes condições:

A ) % f = Energia fixada em grãos ( cal / ha) x 100 ____________________________________________ Radiação Solar global disponível ( Qoc , cal / ha) B ) % f ’ = Energia fixada em grãos ( cal / ha) x 100 _______________________________ Radiação Líquida Disponível ( RL, cal / ha) São ainda fornecidos os seguintes dados: VALORES MÉDIOS MENSAIS DIÁRIOS

Meses

Outubro Novembro Dezembro Janeiro Fevereiro

Qoc (cal/cm².dia)

378

427

415

399

390

RL (cal/cm².dia

265

310

315

311

298

3) Estimar o Rendimento Fotossintético Agrícola Global ( % fg) , com os referidos dados, na

seguinte forma: A) % fg = Energia fixada pela MST (cal/ha) / Qoc (cal / ha ) x 100 B) % f ’ g = Energia fixada pela MST (cal/ha) / RL (cal / ha ) x 100

79

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA. VENTO E AS PLANTAS CULTIVADAS 1. Conceituação : é o ar em movimento sobre a superfície terrestre, e é decorrente dos

diferentes gradientes de pressão atmosférica entre as várias localidades. A existência

deste gradiente , por sua vez , decorre do aquecimento diferencial nas várias partes do

globo terrestre, sendo portanto, que em regiões com maior aquecimento , o ar menos

denso tenderá a se elevar, dando origem as correntes de ar atmosférico, e em escala

maior, contribuirá para a chamada Circulação Geral da Atmosfera.

2. Importância do Vento na Agricultura

A importância do Vento na Agricultura pode ser retratada nos seguintes pontos:

a) Provoca a destruição mecânica dos cultivos ( quebra de ramos, caule, etc.)

b) Promove a disseminação do pólen e a fecundação das flores

c) Promove o espalhamento de ovos e esporos de fungos, tendo papel importante na

disseminação de pragas e doenças

d) Provoca a erosão eólica em solos descobertos

e) Induz ao aumento da evaporação do solo e transpiração vegetal

f) Afeta a eficiência em irrigação por aspersão , aplicação de defensivos agrícolas etc.

3. Componentes do Vento

O vento como grandeza vetorial deve ser analisado sob ponto de vista de sua

velocidade e direção. Assim sendo:

a - Direção : Indica o ponto de onde procede o vento, assim, um vento sul indica que o

mesmo procede do sul, e está soprando em direção ao norte.

b - Velocidade : depende do gradiente de pressão atmosférica entre duas regiões e a

distância média entre elas.

4. Unidades de Medição

a- Direção

80

Podemos nos utilizar da denominada Rosa dos Ventos , de onde identificamos os seus

Pontos Cardeais, Pontos Colaterais e Pontos Sub-colaterais.

Pontos Cardeais : N , S , E e W.

Pontos Colaterais : NE, SE, SW e NW

Pontos Sub- Colaterais : NNE, ENE , ESSE, SSE, SSW, WSW, WNW e NNW.

Adota-se a letra C , para designar calma ou calmaria ou seja ausência de ventos ou ventos

com muita baixa velocidade.

b- Velocidade

A velocidade pode ser expressa em m/ s , Km / h ou ainda Km/dia , sendo esta última

unidade utilizada pela FAO, para manejo de irrigação.

Tabela 1 - Velocidade Média do Vento em m / s a 10,0 metros de altura para a região de

Goiânia - GO ( latitude 16° 41’ S)

Meses 1

2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Anual

Veloc.

m/s

1,4 1,2 1,0 1,0 1,0 0,9 1,2 1,3 1,3 1,3 1,3 1,3 1,2

Fonte : 10 ° DISME - INMET - M.A.

81

5. Medição do Vento - Anemometria a) Velocidade

b) Direção - Sentido

c) Força do Vento

Aparelhos de Medição do Vento a) Catavento tipo Frances (UNESCO) - Anemoscópio

b) Biruta

c) Anemômetro :

c1) Anemômetro de Deflexão ou Catavento de Wild

c2) Anemômetro Elétrico de Bologna

c3) Anemômetro Totalizador, tipo Robinson

c4) Aerovane ( Navegação Aérea)

d) Anemógrafo:

d1) Anemógrafo Universal do tipo Dines

d2) Anemógrafo tipo Woefle

CATAVENTO DE WILD

a) Finalidade : medir a direção e a velocidade do vento

b) Descrição:

Constitue-se de um mastro metálico de 10 (dez) metros de altura , em cuja extremidade

temos uma escala semi-circular graduada com 8 (oito) pinos em uma placa metálica que

indica a força do vento. Dispõe de 4 (quatro) varetas coplanares com indicativo do Norte

Geográfico e também uma grimpa que permite a indicação da direção e sentido do vento.

c) Instalação : É fixado sobre um mastro no canto sul do Posto Meteorológico ou Estação

Climatológica Principal, com seu eixo perpendicular ao horizonte e a uma altura de 6,0 (seis)

metros.

82

ANEMÔMETRO TOTALIZADOR DO TIPO ROBINSON

É o instrumento mais utilizado na determinação da velocidade média do vento. Possue um

conjunto de três ou quatro canecas solidárias a um eixo. O vento faz com que as canecas

girem em torno do eixo, e o espaço percorrido por elas é acumulado em um odômetro. A

diferença entre as leituras obtidas com o auxílio do odômetro dividido pelo espaço de

tempo correspondente a 24 horas, nos dará a velocidade média do vento naquele espaço de

tempo. É instalado junto ao tanque classe “A”, ou então, em um mastro vertical a 2,00

metros de altura acima do solo.

ANEMÓGRAFO UNIVERSAL DO TIPO DINES FAB. R.FUESS OU HIDROLOGIA S.A.

Finalidade :

a- Registrar continuamente a direção e a velocidade instantânea do vento

b- Fazer o registro acumulativo da distância percorrida pelo vento em relação ao

instrumento

c- Registrar rajadas do vento

Básicamente ele é constituído por três sensores:

a - Sensor de direção

b - Sensor de velocidade

c - Sensor de rajada

83


CONVERSÃO DA VELOCIDADE DO VENTO EM ALTURA

Modelo Matemático

V2 / V1 = ( Z2 / Z1 ) 1/7

Onde V1 e V2 é a velocidade do vento nas alturas de medição Z1 e Z2.

Tabela 2 - Valores de ( Z2 / Z1 ) 1/7

em função de Z2 / Z1.

Z2 / Z1 ( Z2 / Z1 ) 1/7

Z2 / Z1 ( Z2 / Z1) 1/7

1 1,00 11 1,41

2 1,10 12 1,43

3 1,17 13 1,44

4 1,22 14 1,46

5 1,26 15 1,47

6 1,29 16 1,49

7 1,32 17 1,50

8 1,35 18 1,51

9 1,37 19 1,52

10 1,39 20 1,53

84

APLICAÇÃO PRÁTICA Transformar o valor médio diário de velocidade do vento v2 = 8 km/h na altura z2 = 8 km/h na altura z2= 10 metros para o seu valor na altura z1 = 2m de altura.

85

ESCOLA DE AGRONOMIA E ENGENHARIA DE ALIMENTOS SETOR DE ENGENHARIA RURAL CLIMATOLOGIA AGRÍCOLA ESCALA ANEMOMÉTRICA BEAUFORT N° BEAUFORT VELOCIDADE EQUIVALENTE A DESCRIÇÃO 10 M ACIMA DO SOLO

m / s Km / h

0 0,0 - 0,2 0,0 - 0,72 Leve

1 0,3 - 1,5 1,08 - 5,4

2 1,6 - 3,3 5,76 - 11,88

3 3,4 - 5,4 12,24 - 19,44 Fraco

4 5,5 - 7,9 19,8 - 28,44 Moderado

5 8,0 - 10,7 28,8 - 38,52 Fresco

6 10,8 - 13,8 38.88 - 49.68

7 13,9 - 17,1 50,04 - 61,56 Forte

8 17,2 - 20,7 61,92 - 74,52 Ventania

9 20,8 - 24,4 74,88 - 87,84

10 24,5 - 28,4 88,20 - 102,24 Tempestade

11 28,5 - 32,6 102,6 - 117,36

12 > 32,7 > 117,72 Furacão

Fonte : Meteorologia: Fatos & Mitos - Gilberto Cunha - 1997

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EXERCÍCIO PRÁTICO Valores de direção do Vento ocorridos no dia 25 / 01 em Botucatu - SP

Hora Direção Hora Direção Hora Direção

01 S 09 NW 17 W

02 SW 10 NW 18 NW

03 SW 11 NW 19 N

04 SW 12 C 20 NW

05 SW 13 C 21 NW

06 W 14 C 22 W

07 W 15 NW 23 NW

08 W 16 W 24 SW

a) Determinar a frequência do vento SW: a1) Frequência Absoluta a2) Frequência Relativa a3) Frequência Porcentual Frequência Relativa = Frequência Absoluta / Número total de Medidas Frequência Porcentual = Frequência Relativa x 100 b) Faça a análise frequencial da direção do vento, e com o auxílio do diagrama da ROSA

DOS VENTOS em anexo, determine a sua direção predominante.

DIREÇAO

N

NE

E

SE

S

SW

W

NW

CALMA

FREQ.

ABS.

FREQ.

REL.

FREQ.

PERC.

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c) Com o auxílio do diagrama, estabeleça a posição de instalação do quebra-ventos em uma

propriedade, cujo croqui esquemático é o seguinte:

N

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BIBLIOGRAFIA CONSULTADA

KLAR , A. E . A Água no Sistema Solo-Planta- Atmosfera . São Paulo : Livraria

Nobel, 1981, 375 p.

LOBATO, O . J .S .M. Instrumental Meteorológico . Goiânia: UFG - E. A. Apostila

1977.

MOTA, F.S. M. Meteorologia Agrícola . São Paulo : Livraria Nobel, 1975, 380 p.

OMETTO, J . C . Bioclimatologia Vegetal . São Paulo: Editora Agronômica Ceres,

1981, 436 p.

TUBELIS, A. & NASCIMENTO, F.J.L. Meteorologia Descritiva : Fundamentos e

Aplicações Brasileiras. São Paulo : Livraria Nobel, 1981 , 375 p.

VIANELLO, R. L. ; ALVES, A. R. Meteorologia Básica e Aplicações. Viçosa: UFV ,

1991, 450 p.

goiÂnia – goiÁs 2007

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