LISTA DE EXERCICIOS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DE LAVRAS 
DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA 
SETOR DE AGROMETEOROLOGIA E CLIMATOLOGIA 
GNE 109 – Agrometeorologia 
 
 
LISTA DE EXERCÍCIOS 
 
 
Prof. Luiz Gonsaga de Carvalho 
Prof. Antônio Augusto Aguilar Dantas 
Prof. Pedro Castro Neto 
 
 
INTRODUÇÃO AO CURSO DE AGROMETEOROLOGIA 
 
 
 
1. Defina Tempo e Clima. 
 
2. O que são Normais Climatológicas: Comente sobre a origem, finalidade, propósitos, períodos e 
cite exemplos. 
 
3. Distingue elementos meteorológicos de elementos climáticos. 
 
4. Quando que um elemento meteorológico pode ser tratado como elemento climático. 
 
5. Quando de fato se tem um elemento climático, ele poderá ser chamado de elemento 
meteorológico? Explique. 
 
6. O que são fatores climáticos. 
 
7. Exemplifique um fator climático e como interfere nos elementos metrológicos e/ou climáticos. 
 
8. Especificamente no caso da radiação solar, quando ela pode ser tratada como elemento 
metrológico e/ou climático e como fator climático. 
 
 
 
 
 
 
 
 
GNE109 – Agrometeorologia - Lista de Exercícios 
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OBSERVAÇÕES METEOROLÓGICAS DE SUPERFÍCIE 
 
 
1. Numa estação climatológica alguns instrumentos ficam no interior do abrigo meteorológico. Qual 
a finalidade desse abrigo e como ele deve ser constituído? 
 
2. Descreva sobre o psicrômetro, citando sua constituição, princípios de funcionamento, finalidade e 
instalação. 
 
3. Sobre os termômetros de máxima e mínima, explique: como é constituído, principio de 
funcionamento, finalidade, instalação na estação climatológica principal (ECP), momento de 
ocorrência da temperatura máxima e mínima. 
 
4. Explique o que seja o termômetro de relva. Seria a temperatura mínima de relva menor que a 
mínima do ar (no abrigo meteorológico)? Justifique. Qual a posição de instalação desse 
termômetro? Qual a sua aplicação na Agrometeorologia? 
 
5. Comente sobre os evaporímetros existentes na ECP. Qual a diferença entre eles? Qual tem 
aplicação direta para a estimativa de evapotranspiração de referência (ou potencial)? 
 
6. Explique a expressão “altura de lâmina d’água” precipitada, evaporada e/ou armazenada. Qual a 
unidade mais usual? 
 
7. Comprove matematicamente que 1mm equivale a 1 L m-2. 
 
8. Qual a diferença entre instrumentos medidores e registradores. 
 
9. Descreva o que seja e o princípio de funcionamento do termohigrógrafo. Faça um traço 
esquemático do termohigrograma. 
 
10. Descreva sobre o PLUVIÓGRAFO. Faça um traço esquemático do PLUVIOGRAMA. 
 
11. Descreva sobre o heliógrafo. Explique como o eixo desse instrumento é posicionado paralelo 
ao eixo terrestre, e qual a razão disso? 
 
12. Explique o que seja o Anemógrafo Universal e quais informações dele são obtidas? 
 
13. Explique o que seja barógrafo. 
 
14. Explique a experiência de Torricelli realizada ao nível do mar. Associe sua experiência como 
referência para expressar uma das unidades de pressão atmosférica. 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RELAÇÕES ASTRONÔMICAS ENTRE A TERRA E O SOL 
 
 
1. Determine as coordenadas geográficas do local situado a Nadir de: 
 
Local País Latitude 
 (graus e minutos) 
Longitude 
(graus e minutos) 
Lavras Brasil 21 14 S 45 00 W 
Sessy China 42 40 N 110 30 E 
Montpellier França 43 37 N 3 52 E 
Honululu EUA 21 15 N 157 55 W 
 
 
2. Calcule o ângulo zenital nessas cidades, para quando o Sol culmina no meridiano (plano 
meridiano) local para o dia do Natal. (25 de dezembro), assim como a elevação do Sol. 
Demonstre estes ângulos esquematicamente. 
 
 
3. Calcule o ângulo horário de nascer ou pôr do Sol, tanto em graus quanto em radianos, para 
essas cidades, na mesma data do exercício anterior. 
 
 
4. Com base no exercício anterior, calcule as durações astronômicas do dia e os horários de nascer e 
pôr do Sol para cada cidade. 
 
 
5. Explique o que seja e por que ocorre a declinação solar. Complemente com desenho. 
 
 
6. Estando o Sol na passagem meridiana (meio dia solar) qual o comprimento máximo possível de 
ser atingido pela sombra de uma árvore de 20 m de altura na cidade de Lavras, MG. Em que dia 
do ano isso ocorre? Para qual coordenada celeste esta sombra estará direcionada? 
 
 
7. Calcule o ângulo zenital em Lavras-MG ao meio dia solar, para hoje ou amanhã, e compare o 
valor obtido experimentalmente: a partir de uma altura “h” conhecida, às 12 horas obtenha o 
comprimento da sombra de “h” sobre uma superfície horizontal. Isto definirá um triângulo 
retângulo, a partir do qual é possível obter o ângulo equivalente ao ângulo zenital. 
 
 
8. Ao meio dia solar do dia 01 de julho em Lavras-MG, o comprimento da sombra de certa árvore 
sobre a superfície horizontal é de 20m, calcule a altura desta árvore a partir do cálculo do ângulo 
zenital. 
 R = 20,5m 
 
 
 
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9. Calcule o comprimento do beiral do galpão no esquema abaixo, para que em nenhuma época do 
ano a radiação solar direta incida dentro desse galpão para a região de Lavras-MG. Considere o 
Sol em sua passagem meridiana. 
 
?
0,60 m
2,00 m
8,00 m
0,90 m
 
 
 
10. Calcule as datas do ano em que o Sol culmina no zênite em Lavras-MG. 
 
 
11. Calcule a duração astronômica do dia para uma superfície plana vertical (um muro, por 
exemplo) que esteja alinhado com a direção norte-sul em Lavras, MG, para uma data do ano 
qualquer, para a face voltada para leste e para oeste. 
 
12. Na data de seu aniversário ás 9h10 calcule o ângulo zenital do Sol em Lavras, MG. 
Consequentemente calcule a elevação do Sol. 
 
13. Como se explica o fato das estações climáticas serem opostas nos hemisférios norte e sul? por 
exemplo verão no HN e inverno no HS? 
 
14. Calcule a declinação solar para qualquer data em graus com a notação centesimal; em graus, 
minutos e segundos e em radianos. 
 
15. Deseja-se construir uma piscina num condomínio residencial. Na divisa deste condomínio 
existem edifícios que chegam atingir 100 m de altura, os mesmos estão na face sul. Qual a 
distância mínima do bordo da piscina, voltada para o sul, para evitar o sombreamento ao meio dia 
solar para qualquer época do ano? 
 
16. Explique o que seja “ângulo horário de nascer ou pôr do Sol”. 
 
17. Explique como surgiu a equação da “duração astronômica do dia”? 
 
18. Explique o que seja “duração astronômica do dia” 
 
19. Curiosidade: Estime o tempo que a luz do Sol leva para atingir a superfície terrestre. 
 
20. Curiosidade: Calcule a velocidade da Terra em torno do Sol. 
 
 
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VAPOR D'ÁGUA NA ATMOSFERA - PSICROMETRIA 
 
 
1. Para o dia ___/___/____ as leituras do psicrômetro às 18h TMG (15h h para Lavras-MG) na 
Estação Climatológica Principal de Lavras foram (____ e ____ 
o
C) e a pressão atmosférica igual 
a _____mb, determine: 
 
 Pressão atual de vapor d'água; 
 Quantidade de vapor d'água na atmosfera; 
 Umidade de saturação; 
 Umidade relativa; 
 Considerando a atual condição atmosférica, o ar consegue reter mais vapor d'água? 
Se sim, calcule esta quantidade (a máxima possível) por unidade de volume. 
 
 
 
2. Com as leituras do psicrômetro obtido no laboratório cujas dimensões podem ser 3 x 6 x 8 m, 
calcule: 
 a) ea; es; Ua; Us; UR e Tpo. 
b) Se a temperatura for abaixada para 2,0C, haverá condensação? Justifique? 
 Se condensar quantos copos d’águas poderiam ser obtidos(1 copo = 250 ml). 
c) Se após abaixar a 2,0C a temperatura for elevada para 15,8C, qual será a nova UR? 
Considerar que todo o orvalho formado não se evaporou com a elevação da temperatura. 
Considerar: Pressão atmosférica = 690 mmHg 
 
 
 
3. Dado um registro de termohigrógrafo, e sabendo-se que acabou a tinta do registro de Umidade 
Relativa às 3:00 h, resolva: 
a) Calcular para 3:00, 6:00 e 9:00 h: ea; es; Ua; Us; Tpo e UR, considerando não ter 
ocorrido evaporação até 9:45 horas. 
b) Houve condensação? Se sim, quando e quanto? 
c) Se concluir que houve orvalho formado, considere que 30% deste orvalho se evapore e 
então, calcule a UR às 9:00 h. 
d) Semelhante ao item c, considere agora que todo o orvalho formado se evapore. 
 
100%
12 oC
3:00 horas
8 oC
9:006:00
 
 
 
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4. Utilizando o gráfico psicrométrico com a leitura de dois elementos psicrométricos determine os 
demais. 
 
Ts = 21
o
C Ts = 28
 o
C Ts = ? 
Tu =14
 o
C Tu = ? Tu =15
 o
C 
Tpo = ? Tpo = ? Tpo = ? 
ea = ? Ea = ? ea = 11,20 mmHg 
es = ? Es = ? es = ? 
UR = ? UR = 70 % UR = ? 
 = ?  = ?  = ? 
 
 
5. Calcule para uma camada da atmosfera com espessura de 5000 m, sendo que a pressão parcial de 
vapor d'água (ea) média é igual à 1,10 kPa e temperatura média de 15
 o
C, a quantidade de água 
expressa em altura de lâmina d'água, ou seja, em mm. 
 
 
6. Quais as maneiras que temos de expressar a quantidade de vapor d'água na atmosfera? 
 
 
7. A temperatura do ponto de orvalho de certo volume da atmosfera é de 15°C e a umidade relativa é 
de 65%. Pede-se a umidade atual, a umidade de saturação e a temperatura deste volume. 
 
 
8. Estabeleça matematicamente a partir da equação de Tetens para o cálculo da pressão de saturação 
do vapor d’água, a equação da temperatura do ponto de orvalho (Tpo), explicando inicialmente a 
base teórica para obtê-la. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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RADIAÇÃO SOLAR 
 
1. Diferencie emissão de reflexão. 
 
2. Explique como as grandezas caracterísiticas da radiação (c, f e ) se inter-relacionam. 
 
3. Considerando os seguintes dados, quantifique o total da radiação diária expressando-a em Mj m-
2
 d
-1
. 
 
Hora 
 
W m
-2
 
 
Constante 
 
Mj m
-2
 (3h)
-1
 
 
3:00 
 
0 
 
6:00 0 
9:00 200 
12:00 700 
15:00 800 
18:00 350 
21:00 0 
 
TOTAL 
 
 
 
4. A parede externa de um forno emite energia com maior intensidade a um comprimento de onda de 
4µm (micrômetros). Pergunta-se: 
 a) A temperatura da parede em °C; 
 b) A quantidade de água que poderia ser evaporada utilizando-se a energia emitida por 3 (três) m² 
da parede em meia hora. 
 R = 38,8 litros 
 
5. Considere que quando o Sol culmina no zênite em determinado local a energia instantânea 
interceptada pela superfície horizontal seja de 800 W m
-2
. Calcule a energia interceptada nesta 
mesma superfície quando os raios solares fazem com o zênite local um ângulo de 35°. 
 R = 655 W m
-2
 
 
6. Imagine uma superfície quente com área de 10 m² à temperatura de 80°C (parede de um forno 
siderúrgico, por exemplo). Expresse a quantidade de água evaporável por esta área em altura de 
lâmina d’água durante o período de 2 horas. Considere a emissividade da superfície igual a 1. 
Calor latente de evaporação da água ≈ 2,45 MJ kg-1. 
 R = 2,59 mm 
 
 
7. Converta o valor da constante solar 1,94 ly min
-1
 para o valor correspondente em W m
-2
. 
 
 
8. Tomando por base a equação da Lei de Planck (eq. 38 do Texto Acadêmico) numa planilha 
eletrônica, EXCEL por exemplo, trace as curvas do espectro eletromagnético de corpos negros 
em diferentes temperaturas. 
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9. Descreva sobre a Lei de Planck, e faça ilustrações dos comprimentos de ondas emitidas por 
corpos negros em diferentes temperaturas. 
 
10. Explique o fenômeno da elevação da temperatura no interior de um veiculo quando exposto ao 
Sol. 
 
11. A constante da Lei de Stefan – Boltzman é 5,67 x 10 -8 W m-2, transforme-a para: 
 Ly min -1 k- 4 
 MJ m -2 d-1 k-4 
 
12. Estime matematicamente a constante solar (S). 
 
14. Explique o seja “ radiação fotossinteticamente ativa” (RFA). 
 
15. Explique a teoria da “Dualidade da Luz”. 
 
 
 
 
 
TEMPERATURA DO SOLO 
 
1. Determinado solo apresenta difusividade térmica de 0,005 cm² s
-1
 e a amplitude de oscilação de 
10°C para a superfície do solo. Deseja-se semear neste solo uma cultura cuja exigência para 
germinação é de que a amplitude máxima de temperatura seja de 8°C. Qual a profundidade 
mínima de plantio? 
 
 
 
 
 
QUESTÕES EXTRAS 
 
1. Integre a equação da Lei de Planck obtendo a equação da Lei de Stefan-Boltzmann. 
 
2. Obtenha a equação da declividade da curva de pressão de saturação de vapor d'água (s) 
derivando a es (equação de Tetens) em relação à temperatura.