2013- Aula 10 - Fatores e Elementos Climáticos cont. Evapotranspiração

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AGROMETEOROLOGIA
Prof. Paulo Jorge de Oliveira Ponte de Souza
Doutor em Meteorologia Agrícola
paulo.jorge@ufra.edu.br
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ELEMENTO CLIMÁTICO: 
Evapotranspiração
G0501 – Agrometeorologia Prof. D.Sc. Paulo Jorge
1. ELEMENTO CLIMÁTICO: Evapo(transpi)ração
• Definições: Evaporaçao e Transpiração
• Conceitos de evapotranspiração
• Fatores intervenientes
• Métodos de estimativas:
- DIRETO: Tanque Classe A
- EMPIRICOS: Penman-Monteith
• Coeficiente de Cultura – Kc
• Exercícios
3
Importância da Evapotranspiração
Prec
.
ET
Q
Em uma escala intermediária, a ET
assume papel fundamental no
balanço hídrico de micro-bacias
hidrográficas, juntamente com a
precipitação. O balanço entre a
água que entra na micro-bacia pela
chuva e que sai por ET, irá resultar
na vazão (Q) do sistema de
drenagem.
Micro-bacia Hidrográfica
Prec
.
ET
Em uma escala local, no caso de uma
cultura, a ET da cultura se restringe
aos processos de evaporação da
água do solo e da vegetação úmida e
de transpiração das plantas. O
balanço entre a água que entra na
cultura pela chuva e a que sai por ET,
irá resultar na variação do
armazenamento de água no solo, que
por sua vez condicionará o
crescimento, o desenvolvimento e o
rendimento da cultura.
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Importância da Evapotranspiração
A importância da ET na agricultura
De toda água doce superficial 
do mundo (0,643% do total de 
água no globo), apenas 51,8% 
(0,333% do total) está 
disponível para ser usada. Da 
água doce que realmente é 
utilizada, 70% o é na prática da 
irrigação. Portanto, racionalizar 
o uso da água na agricultura, 
por meio da correta 
determinação da ET da cultura 
é imprescindível.
Toda água
Oceanos
Água Doce
do todo
Água 
Doce
Superfície
Umidade do 
solo Subterrânea Aquíferos 
Superfície
do todo
Geleiras
Lagos
Lagos salinos
Atmosfera
Rios e córregos
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Importância da Evapotranspiração
A importância da ET na agricultura
Com deficiência hídricaSem deficiência hídrica
Daí a importância de se conhecer o 
consumo de água pela cultura
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Definições
Evaporação
Transpiração
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Definições: Evaporação
A evaporação é um processo físico de mudança de fase , passando do
estado líquido para o estado gasoso. A evaporação de água na atmosfera
ocorre de oceanos, lagos, rios, do solo e da vegetação úmida (evaporação
do orvalho ou da água interceptada das chuvas)
Evaporação da água das superfícies de 
água livre, vegetação úmida ou do solo
Para que ocorra
evaporação da água há a
necessidade de energia.
Essa energia é chamada
de calor latente de
vaporização, que em
média corresponde a:
E = 2,45 MJ/kg 
(a 20oC)
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Definições: Transpiração
Transpiração – Teoria da Coesão
Evaporação 
O abaixamento do potencial hídrico da
atmosfera (ar) promove a evaporação
das paredes celulares. Isso promove a
redução do potencial hídrico nas
paredes celulares e no citoplasma.
Coesão (no xilema) 
A coluna de água no xilema é mantida
por coesão das moléculas de água
nos vasos. Bolhas de ar bloqueiam o
movimento.
Absorção de água (do solo) 
O menor potencial hídrico das
raízes provoca a entrada de água.
A área de absorção depende da
quantidade de radículas. solo = - 0,1 a - 2 atm
raíz = - 1 a - 10 atm
folhas = - 5 a - 40 atm
ar = - 100 a - 1000 atm
A transpiração é um processo biofísico pelo qual a água que passou pela planta,
fazendo parte de seu metabolismo, é transferida para a atmosfera preferencialmente
pelos estômatos, obedecendo uma série de resistências desde o solo, passando pelos
vasos condutores (xilema), mesofilo, estômatos e finalmente indo para a atmosfera.
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Definições: Evapotranspiração
Como é praticamente impossível se distinguir o vapor d’água
proveniente da evaporação da água no solo e da transpiração das
plantas, a evapotranspiração é definida como sendo o processo
simultâneo de transferência de água para a atmosfera por evaporação
da água do solo e da vegetação úmida e por transpiração das plantas.
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Conceitos: Evapotranspiração de referência
Evapotranspiração 
Potencial (ETP) ou 
de referência (ETo)
Clima 
Saldo de radiação 
Temperatura 
Umidade relativa 
Veloc. do vento
Cultura de 
referência
Sem restrição 
hídrica
ETP ou ETo
é a evapotranspiração de uma extensa
superfície vegetada com vegetação rasteira
(normalmente gramado), em crescimento
ativo, cobrindo totalmente o solo, com
altura entre 8 e 15cm (IAF  3), sem
restrição hídrica e com ampla área de
bordadura para evitar a advecção de calor
sensível (H) de áreas adjacentes. Nesse
caso a ET depende apenas das variáveis
meteorológicas, sendo portanto ETP (ET0)
uma variável meteorológica, que expressa o
potencial de evapotranspiração para as
condições meteorológicas vigentes.
Condição de ETP ou ETo
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Conceitos: Evapotranspiração real
Evapotranspiração 
Real (ETR)
Clima
Saldo de radiação 
Temperatura 
Umidade relativa 
Velocidade do 
vento
Cultura de 
referência
Com ou sem 
restrição hídrica
ETR
Percentagem de redução de ET 
com a umidade do solo (Ks)
 - umidade do solo
cc pmp
CAD
AFD
ETR
é a evapotranspiração nas
mesmas condições de
contorno de ETP (ET0),
porém, com ou sem
restrição hídrica. Nesse
caso:
ETR ≤ ETP
CAD
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Conceitos: Evapotranspiração de Oasis
Evapotranspiração 
de Oasis (ETO)
Advecção
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Conceitos: Evapotranspiração de Cultura
Evapotranspiração de 
Cultura (ETc), também 
denominada de 
Evapotranspiração 
Máxima (ETm)
Coeficiente de 
Cultura (Kc)
Cultura sem restrição hídrica 
e em condições ótimas de 
desenvolvimento
ETc (= ETm)
é a evapotranspiração de uma cultura em
dada fase de seu desenvolvimento, sem
restrição hídrica, em condições ótimas de
crescimento e com ampla área de
bordadura para evitar a advecção de calor
sensível (H) de áreas adjacentes. Assim ETc
depende das condições meteorológicas,
expressas por meio da ETP (ou ETo), do
tipo de cultura (maior ou menor resistência
à seca) e da área foliar. Como a área foliar
da cultura padrão é constante e a da cultura
real varia, o valor de Kc também irá variar.
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Conceitos: Evapotranspiração real da Cultura
Evapotranspiração 
real da Cultura (ETr)
Com ou sem 
restrição hídrica
Kc * Ks ETr
 - umidade do solocc pmp
CAD
AFD
ETr
é a evapotranspiração nas
mesmas condições de
contorno de ETc, porém,
com ou sem restrição
hídrica. Nesse caso:
ETr ≤ ETc
ETr = ET0 * Kc * Ks
Kc médio
Kc 
final
Tempo (dias)
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Fatores determinantes da Evapotranspiração
Fatores 
Climáticos
Fatores 
da Planta 
(Kc)
Fatores de 
Manejo e do 
Solo ETr
Fatores do Clima: saldo de radiação, temperatura
do ar, umidade relativa do ar e velocidade do vento
Fatores de Manejo e do Solo: espaçamento/densidade de
plantio, orientação de plantio, uso de cobertura morta
(plantio direto), capacidade de armazenamento do solo,
impedimentos físicos/químicos, uso de quebra-ventos, etc...
Fatores da Cultura:
altura, área foliar, tipo
de cultura, albedo,
profundidade do
sistema radicular.
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Medidas da Evapotranspiração
Medindo diretamente a Evaporação: Tanques
Tanque de 20m2
Parafuso 
micrométrico
O tanque de 20m2 é utilizado para medir
a evaporação (E20). Suas medidas se
assemelham às obtidas em lagos.
Portanto, sofre menor influência de
fatores externos, dado o grande volume
de água que ele contém.ELago  E20
A evaporação é medida com tanques evaporimétricos, onde obtém-se a 
lâmina de água evaporada de uma determinada área.
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Medidas da Evapotranspiração
Tanque Classe A
Tanque GGI-3000 
(área de 3000 cm2)
E20 = 0,76*ECA = 0,95*EGGI
Existe uma proporcionalidade entre esses
três tanques de medida da evaporação. Essa
relação entre eles foi determinada para
Piracicaba por Oliveira (1971):
Área de 1,15 m2
Já Volpe e Oliveira (2003) em Jaboticabal
obtiveram as seguintes relações:
E20 = 0,75*ECA = 0,85*EGGI
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Medidas da Evapotranspiração
ET0 = E x q
 Tanque circundado 
de grama 
Tanque circundado 
por solo nu 
Velocidade o vento 
(Km/dia) 
Raio área do Tampão 
(m) 
Umidade 
Relativa(%) 
<40 40 – 70 >70 
Umidade 
Relativa(%) 
<40 40 – 70 >70 
Leve <175 1 
10 
100 
1000 
0.55 0.65 0.75 
0.65 0.75 0.85 
0.7 0.8 0.85 
0.75 0.85 0.85 
0.7 0.8 0.85 
0.6 0.7 0.8 
0.55 0.65 0.75 
0.5 0.6 0.7 
Moderado 175 - 425 1 
10 
100 
1000 
0.5 0.60 0.65 
0.6 0.7 0.75 
0.65 0.75 0.8 
0.7 0.8 0.8 
0.65 0.75 0.8 
0.55 0.65 0.7 
0.5 0.6 0.65 
0.45 0.55 0.6 
Forte 425 – 700 1 
10 
100 
1000 
0.45 0.5 0.6 
0.55 0.6 0.65 
0.6 0.65 0.7 
0.65 0.7 0.75 
0.6 0.65 0.7 
0.5 0.55 0.65 
0.45 0.5 0.6 
0.4 0.45 0.55 
Muito forte >700 1 
10 
100 
1000 
0.4 0.45 0.5 
0.45 0.55 0.6 
0.5 0.6 0.65 
0.55 0.6 0.65 
0.5 0.6 0.65 
0.45 0.5 0.55 
0.4 0.45 0.5 
0.35 0.4 0.45 
 
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Medidas da Evapotranspiração
Exemplo:
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Medidas da Evapotranspiração
Métodos empiricos: Penman-Monteith
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Medidas da Evapotranspiração
Métodos empiricos: Penman-Monteith
   
 






















U
eeU sT
GRn
2
2
.34,01.
..
273
900
...408,0
 ET0 

Rn = Saldo de Radiação (MJ/m2/dia)
G = Fluxo de Calor no Solo (MJ/m2/dia)
U2 = Velocidade do vento tomada a 2 metros da superfície.
 = Coeficiente Psicrométrica (0,062 Kpa/oC)
es-e = Deficit de saturação de vapor d’água. (Kpa)
 = Inclinação da curva de pressão de saturação do vapor d’água.
  









273
2
.4098
 
T
es- es dado em “Kpa”
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Medidas da Evapotranspiração
Exemplo:
Estimar a evapotranspiração de referencia (ETo) para uma 
localidade onde foram observadas as seguintes 
informações climáticas:
Rnet = 10,8 MJ/m2.dia
G = -0,1 MJ/m2.dia
UR = 89,4%
T = 25,1 oC
Vento (2 m) = 0,8 m/s
ETo = 3,4 mm/dia
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Coeficiente de Cultura: Kc
Variação de Kc com o desenvolvimento de culturas anuais
Kc médio
Kc final
Estabeleci
mento
Desenvolvimento 
Vegetativo
Florescimento e 
Frutificação
Maturação
Tempo (dias)
Observa-se que os valores de Kc acompanham basicamente a área foliar da cultura. No caso
das culturas anuais o Kc ini varia de 0,3 a 0,5, Kc médio de 0,8 a 1,2, e o Kc final de 0,4 a 0,7,
dependendo do tipo de cultura. No caso de culturas perenes ou árvores, os valores de Kc
também irão variar de acordo com o IAF e o tipo de cultura. Veja a seguir as diferenças nos
estágios de desenvolvimento entre os diversos tipos de cultura, inclusive a de referência.
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Coeficiente de Cultura: Kc
Comparação dos estágios de desenvolvimento (e do IAF) de 
diferentes tipos de cultura e da cultura de referência
Estação de Crescimento
Anual
Capins 
Perenes
Culturas 
Perenes
Árvores 
Cultura de 
referência 
(gramado)
Tipo de Cultura
Início
Desenvolvimento 
Vegetativo
Meia-estação
Final da 
estação
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Coeficiente de Cultura: Kc
Cultura FASES DE DESENVOLVIMENTO DA CULTURA
Inicial
(Estabelec.
)
Desenvimen
to da 
Cultura
Período 
Intermediário
(Florescimento.)
Final do 
Ciclo 
(Frutif.)
Colheita
(Matur.)
Alfafa 0,3 1,05 
Algodão 0,4 0,7 1,05 0,8 0,65 
Amendoim 0,4 0,7 0,95 0,75 0,55 
Arroz 1,1 1,1 1,1 0,95 0,95 
Banana tropical 0,4 0,7 1,0 0,9 0,75 
Banana Subtropical 0,5 0,8 1,0 1,0 1,0
Batata 0,4 0,7 1,05 0,85 0,7 
Beterraba açucareira 0,4 0,75 1,05 0,9 0,6 
Cana-de-Açucar 0,4 0,7 1,0 0,75 0,5 
Cebola seca 0,4 0,7 0,95 0,85 0,75 
Cebola verde 0,4 0,6 0,95 0,95 0,95 
Café com tratos culturais 0,65
Café sem tratos culturais 0,85
Citros c/ tratos culturais 0,65 
Citros s/ tratos culturais 0,85 
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Coeficiente de Cultura: Kc
Ervilha 0,4 0,7 1,05 1,0 0,95 
Feijão verde 0,3 0,65 0,95 0,9 0,85 
Feijão seco 0,3 0,7 1,05 0,65 0,25 
Girassol 0,3 0,7 1,05 0,7 0,35 
Melancia 0,4 0,7 0,95 0,8 0,65 
Milho doce 0,3 0,7 1,05 1,0 0,95 
Milho grão 0,3 0,7 1,05 0,8 0,55 
Oliveira 0,4
Pimentão verde 0,3 0,6 0,95 0,85 0,8 
Repolho 0,4 0,7 0,95 0,9 0,8
Seringueira 0,7
Soja 0,3 0,7 1,15 0,7 0,4 
Sorgo 0,3 0,7 1,0 0,75 0,5 
Tabaco 0,3 0,7 1,0 0,9 0,75
Tomate 0,4 0,7 1,05 0,8 0,6 
Trigo 0,3 0,7 1,05 0,65 0,2 
Uva 0,35 0,6 0,7 0,6 0,55 
Inicial Desenvolv. Florescim. Frutific. MaturaçãoCULTURA
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Medidas da Evapotranspiração
Exemplo 2 :
Considerando que as informações anteriores foram 
medidas em uma área de cultivo de Girassol na fase de 
frutificação, quanto seria o consumo de água por esta 
cultura ?
ETc = 3,4 * 0,7 = 2,38 mm/dia
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Lista de exercício 1
Obter a ETc para o feijão seco em diferentes fases de 
desenvolvimento de acordo com as informações medidas 
durante o ciclo desta cultura.
Obs: Cada aluno deverá obter o ETc individualmente para 
cada fase com sua respectiva informação seguindo a lista 
proposta. ( SEGUIR ORDEM ALFABÉTICA PARA ESCOLHER 
DIA)
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Dia Juliano Ts UR vento Rnet G Fase da cultura
62 24,2 93,3 1,2 7,1 -0,4 Inicial
63 25,8 84,5 2,1 16,1 0,4 Inicial
65 24,6 87,6 1,5 11,7 0,0 Inicial
66 25,6 84,5 1,8 15,9 0,5 inicial
68 23,9 92,9 1,2 1,9 0,2 inicial
69 25,4 86,8 1,0 12,4 0,0 inicial
70 25,2 86,8 1,3 12,4 -0,2 inicial
72 25,3 83,7 2,3 14,6 -0,2 inicial
73 26,5 82,2 1,2 13,8 0,2 inicial
80 25,3 88,3 0,8 11,1 -0,1 desenvolvimento
81 24,3 91,1 0,8 8,6 -0,4 desenvolvimento
82 24,7 88,8 1,5 12,1 -0,2 desenvolvimento
85 25,2 89,9 1,2 7,1 -0,2 desenvolvimento
88 25,2 87,7 1,3 9,9 -0,2 desenvolvimento
89 25,9 86,5 1,4 15,3 0,1 desenvolvimento
90 25,5 87,9 1,3 12,5 -0,1 desenvolvimento
95 25,4 87,8 1,2 14,0 -0,2 desenvolvimento
97 25,3 91,4 0,9 7,6 -0,2 desenvolvimento
98 25,5 88,6 1,1 13,3 -0,1 desenvolvimento
99 26,2 85,0 0,8 14,0 0,0 florescimento
100 25,8 89,2 0,7 11,4 -0,1 florescimento
101 24,4 93,1 0,8 9,1 -0,3 florescimento
102 25,1 90,1 0,3 7,7 -0,2 florescimento
103 25,7 88,4 0,7 10,9 -0,1 florescimento
105 26,0 86,4 1,6 13,0 -0,1 florescimento
106 24,9 90,4 1,0 10,7 -0,2 florescimento
108 25,4 86,6 1,2 12,3 -0,1 florescimento
111 25,2 91,7 1,5 11,5 -0,1 frutificaçao
114 25,0 88,5 1,1 13,2 -0,1 frutificaçao
124 25,1 92,1 0,9 9,6 -0,1 frutificaçao
127 25,2 90,2 1,3 10,9 -0,1 frutificaçao
128 25,7 89,0 0,8 11,8 -0,1 frutificaçao
135 25,3 89,9 1,0 12,1 -0,1 frutificaçao
138 26,2 84,6 1,1 12,6 -0,1 frutificaçao
140 25,7 88,4 0,6 11,0 -0,1 frutificaçao
144 26,1 86,1 1,0 13,7 0,0 frutificaçao
146 25,6 88,5 1,4 10,5 -0,1 frutificaçao149 26,1 83,1 1,0 12,9 0,0 frutificaçao
150 25,2 88,1 0,8 9,4 -0,1 frutificaçao
152 24,1 91,6 1,3 7,8 -0,3 frutificaçao
153 25,2 83,3 1,2 12,2 -0,1 frutificaçao
156 25,8 84,6 1,4 11,8 0,1 frutificaçao
160 24,6 88,0 1,3 10,5 -0,1 frutificaçao
163 26,2 81,1 1,2 12,8 0,1 maturaçao
164 26,3 80,3 1,7 11,4 -0,1 maturaçao
165 25,5 84,0 1,4 10,7 0,0 maturaçao
167 25,7 81,4 1,2 11,8 0,0 maturaçao
168 26,1 78,7 1,3 12,6 0,0 maturaçao
169 24,8 88,5 1,4 8,1 -0,2 maturaçao
170 25,3 86,7 1,0 10,6 -0,1 maturaçao
Dia Juliano Ts UR vento Rnet G Fase da cultura