aula 4 temperatura do solo e do ar

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Temperatura do solo e do ar
SETREM 2014
Temperatura do ar e do solo
Como já vimos quando falamos de balanço de radiação e de energia, o saldo de
radiação na superfície terrestre será destinado, basicamente, a três processos
físicos, dentre os quais dois estão associados à temperatura: fluxo convectivo de
calor sensível (temperatura do ar) e o fluxo por condução de calor no solo
(temperatura do solo).
Nesta condição predomina
Nesta condição predomina a
evaporação (LE), consumindo
cerca de 70 a 80 % de Rn
Temperatura do solo 
A temperatura do solo é de fundamental importância na agricultura, por
influenciar a:
 germinação das sementes,
 o desenvolvimento e a atividade das raízes em absorver água e nutrientes do solo,
 a atividade de microrganismos,
 a difusão de solutos e gases,
 o desenvolvimento de moléstias,
 a velocidade das reações químicas do solo (BERGAMASCHI, 1993).
O regime térmico de um solo é determinado pelo aquecimento da superfície
pela radiação solar e transporte, por condução, de calor sensível para seu
interior. Durante o dia, a superfície se aquece, gerando um fluxo de calor
para o interior. À Noite, o resfriamento da superfície, por emissão de
radiação terrestre (ondas longas), inverte o sentido do fluxo, que agora passa
a ser do interior do solo para a superfície.
Temperatura do solo
A variação da
temperatura do solo
ao longo do dia
(temporal) e da
profundidade
(espacial) é estudada
a partir da elaboração
dos perfis de variação
da temperatura,
denominados de
TAUTÓCRONAS
O fluxo de calor no solo depende, basicamente, da sua condutividade térmica,
de seu calor específico e de sua emissividade, os quais por sua vez dependem
do tipo do solo. Além disso, essa variação é afetada pela interação com outros
fatores, dentre eles:
Fatores Externos
Relacionados aos elementos meteorológicos:
irradiância solar global,
temperatura do ar,
nebulosidade, chuva e vento.
Fatores Intrínsecos
Relacionados ao:
tipo de solo,
ao relevo e ,
tipo de cobertura do terreno.
Fatores Determinantes da Temperatura do Solo
Condutividade térmica do solo (K)
Fluxo de calor descendente
Fluxo de calor ascendente
A condutividade térmica pode ser considerada como uma
medida da capacidade do solo em transmitir energia térmica.
Nos solos secos, o ar contido nos poros baixa o fluxo de calor dos solos. Já nos
solos úmidos, a água substitui parcialmente o ar, aumentando a condutividade
térmica do solo. Portanto, o aumento da umidade do solo melhora a
transferência de energia entre as camadas.
- O solo apresenta baixa K
- K da água > K do ar
Calor especifico volumétrico do solo (C)
É a quantidade de energia necessária para que um volume unitário de
solo tenha uma variação de temperatura de 1°C.
Essa variação de temperatura pode ser originada pela energia recebida durante o
período diurno com acréscimo de 1°C na temperatura inicial (t1) do volume de solo
ou pela energia perdida no período noturno com decréscimo de 1°C.
A unidade de medida do 
calor especifico 
volumétrico é cal/cm3. °C.
dia noite
Comportamento térmico da camada do solo agrícola e sua 
modificação pelas técnicas de cultivo
O solo sofre um processo diário de aquecimento e resfriamento, o que
determina uma variação diária da temperatura do solo. Existem técnicas
de cultivo que possibilitam interferir na variação diária da temperatura do
solo.
Processo de condução
de calor (área vermelha)
no aquecimento (a) e
resfriamento (b) do solo,
sendo Z a profundidade e
t a temperatura de cada
camada.
Tipo de Solo
Relacionado à textura, estrutura e teor de matéria orgânica do solo. Solos
arenosos tendem a apresentar maiores amplitudes térmicas diárias nas
camadas superficiais e menores em profundidade. Isso ocorre pelo fato dos
solos arenosos terem maior porosidade, havendo um menor contato entre as
partículas do solos, dificultando assim o processo de condução. Os solos
argilosos, por sua vez, apresentam maior eficiência na condução de calor,
tendo menor amplitude térmica diária.
Variação horária da
temperatura de um
solo arenoso e de
outro argiloso.
Observe a menor
amplitude diária no
solo argiloso, o que
se deve ao fato deste
solo ser mais eficiente
em transportar calor
para seu interior
Relevo
Este é um fator topoclimático, que condiciona o terreno a diferentes
exposições à radiação solar direta e, também, ao acúmulo de ar frio
durante o inverno. Os fatores climáticos, como os terrenos de meia-
encosta voltados para o norte (no hemisfério Sul) recebem mais energia
do que os voltados para o sul. Já nas baixadas ocorre um maior acúmulo
de ar frio durante o inverno, o que acaba condicionando redução da
temperatura do solo também nessa área.
Exposição e configuração do terreno
Face norte
Evitar 
face sul e 
sudoeste
Cobertura do Terreno
Este é um fator microclimático. Solos sem cobertura (desnudos) ficam sujeitos a
grandes variações térmicas diárias nas camadas superficiais.
A cobertura com vegetação ou resíduos vegetais (mulch) modifica o balanço de
radiação e de energia, pois a cobertura intercepta a radiação solar, impedindo
que esta atinja o solo. Esse fator é importante no sistema de plantio direto e nos
pomares, onde as plantas ficam bem espaçadas. Em períodos críticos (inverno) e
em locais sujeitos a geadas, a cobertura do terreno é um fator agravante das
geadas, pois impede que o solo armazene calor durante o dia e libere-o para a
superfície à noite
Sistema convencional
solo exposto
Sistema plantio-direto
solo com mulch
Mato na entrelinha
do cafezal
A figura acima mostra a variação da temperatura do solo para dois horários do
dia e até a profundidade de 20cm, para diferentes graus de cobertura com palha
de café. Observe que o solo sem cobertura apresentou uma amplitude térmica
(variação entre 6 e 14h) muito maior do que para o solo coberto com mulch. Os
resultados confirmam que quanto maior a cobertura com mulch, maior o
isolamento proporcionado.
Variação Temporal e Espacial da Temperatura do Solo
Diária
Varia com a profundidade. Nas camadas mais
superficiais, varia de acordo com a incidência
de radiação solar, tendo o valor máximo entre
12 e 14h. Em profundidades maiores, as
máximas tendem a ocorrer mais tarde, assim
como as mínimas.
Anual
Também segue a disponibilidade de energia na
superfície, com valores máximos no verão e
mínimos no inverno. Em profundidade, ocorre
um pequeno atraso nos valores máximos e
mínimos. A figura ao lado ilustra a variação
anual da temperatura do solo em duas
profundidades. Observe que no verão a
temperatura média mensal é maior na
superfície. Já no inverno, isso se inverte.
Variação Temporal e Espacial da Temperatura do Solo
Variação Temporal e Espacial da Temperatura do Solo
Variação anual da temperatura do solo em região de clima temperado,
onde, durante o inverno, o solo fica coberto com neve. Compare a
figura do slide anterior com essa e observe as diferenças e as
semelhanças.
5 cm
100 cm
5 cm
10 cm
5 cm
10 cm
A solarização controlou significativamente a doença, no ensaio com a infestação do solo, 
quando foram avaliadas as porcentagens de plantas sadias de pepino e de recuperação de 
Pythium spp. (Tabela 4). Esses resultados estão de acordo com os de Bettiol et al. (1994), 
de acordo com os quais a solarização foi um eficiente método de controle do patógeno. 
Por outro lado, Patricio (2000) verificou que Pythium aphanidermatum não foi 
consistentemente controlado pela solarização, embora em alguns experimentos tenha 
ocorrido redução na viabilidade do patógeno nas camadas mais superficiais do solo e 
favorecido na profundidade de 20 cm
PD - Ar
PD - Es
PD
Tº ar
a 5 cm
a 15 cm
a 25 cm
Tº máx. SOLO % Sobrevivência 
Tº med. ar
Tº med.ar
Tº med. ar
testemunha
solarizada
O crescimento das raízes e a sua capacidade de absorção de água e nutrientes
dependem da temperatura. A temperatura ótima para o crescimento radicular depende
da espécie e é inferior à temperatura ótima para o crescimento da parte aérea, dentro da
mesma espécie. Enquanto que a temperatura ótima para o crescimento e
funcionamento das raízes será de 20°C a 25°C para as espécies temperadas, para as
espécies tropicais poderá ser de 30°C a 35°C. Abaixo de temperaturas da ordem dos
5°C a 8 °C para as espécies temperadas, e da ordem dos 10 °C a 15°C nas espécies
tropicais, o crescimento das raízes é muito reduzido. No campo, a iniciação de novas
raízes parece estar negativamente relacionada com a temperatura, i é, a temperatura
terá um efeito na iniciação das raízes oposto àquele que tem no alongamento das raízes.
Medida da Temperatura do Solo
São utilizados os geotermômetros, cujo elemento sensor é o mercúrio, que tem
como princípio de medida a dilatação de um líquido. Além deles pode-se utilizar
outros tipos de elementos sensores, como os termopares e os termistores. Para
medida padrão em estações meteorológicas os geotermômetros devem ser
instalados a 2, 5, 10, 20, 40 e 100 cm de profundidade em superfície gramada ou de
solo desnudo.
Cálculo da Temperatura Média do Solo
Estação Convencional: Tmed do Solo = (Ts7h + Ts14h + Ts21h) / 3
Estação Automática : Tmed do Solo = (∑ Tsi) / n
Tsi é a temperatura do solo medida a
cada intervalo de tempo e n é o total de
observações feitas ao longo de um dia
Estimativa da Temperatura Média Mensal do Solo
Caso não se disponha de dados para determinar a temperatura média mensal de
um solo, pode-se recorrer às estimativas por meio da relação da temperatura do
solo com a temperatura do ar:
Ts = a + b.Tar
Os valores de a e b dependem do tipo de solo e também da profundidade de
determinação de Ts. Veja a seguir os valores dos coeficientes para um Latossolo
Roxo desnudo:
Exemplos:
Temperatura do ar
SETREM 2014
Temperatura do ar
A temperatura do ar é um dos efeitos mais importantes da radiação solar. O
aquecimento da atmosfera próxima à superfície terrestre ocorre principalmente por
transporte de calor, a partir do aquecimento da superfície pelos raios solares. O
transporte de calor sensível (H) na atmosfera se dá por 2 processos:
Condução Molecular
Processo lento de troca de
H, ocorrendo pelo contato
entre as moléculas de ar.
Assim, esse processo tem
extensão espacial limitada,
ficando restrito à camada
limite superficial.
Difusão Turbulenta
Processo rápido de troca de energia,
em que parcelas de ar aquecidas pela
superfície entram em movimento
convectivo desordenado, transportanto
calor (H), vapor (LE), etc, para camadas
superiores da atmosfera.
Fatores Determinantes da Temperatura do Ar
Os fatores determinantes da temperatura do ar são aqueles
associados às três escalas dos fenômenos atmosféricos:
Fatores Macroclimáticos:
Relacionados à latitude, altitude, correntes oceânicas,
continentalidade / oceanidade, massas de ar e frentes.
Fatores Topoclimáticos:
Relacionados ao relevo, mais especificamente à
configuração e exposição do terreno.
Fatores Microclimáticos:
Relacionados à cobertura do terreno.
Variação Temporal da Temperatura do Ar
Diária
A temperatura do ar varia basicamente em função da disponibilidade de
radiação solar na superfície terrestre. O valor máximo diário da
temperatura do ar ocorre normalmente de 2 a 3h após o pico de energia
radiante, o que se deve ao fato da temperatura do ar ser medida a cerca
de 1,5 a 2,0 m acima da superfície. Já a temperatura mínima diária ocorre
de madrugada, alguns instantes antes do nascer do sol. O diagrama
abaixo mostra a variação diária da temperatura do ar.
Anual
Também segue a
disponibilidade de energia
na superfície, com valores
máximos no verão e
mínimos no inverno.
Variação Espacial da Temperatura do Ar
A variabilidade espacial (horizontal) é
basicamente definida pelos fatores
determinantes do clima, como latitude,
altitude, continentalidade, correntes
oceânicas, massas de ar, etc.
Os mapas mostram a variabilidade
espacial das temperaturas médias do
ar no Brasil, em janeiro e em julho, de
acordo com as normais climatológicas
de 1931-1990.
Variação Espacial da Temperatura do Ar
A temperatura do ar varia espacialmente também na vertical. Como tanto o
aquecimento como o resfriamento do ar se dão a partir da superfície, durante
o dia a tendência é da temperatura do ar ser maior próxima à superfície e
menor com a altura. Já de madrugada, essa situação se inverte, sendo a
temperatura menor próxima à superfície e maior com o aumento da altura.
Esses gradientes verticais de temperatura são apresentados na figura a
seguir.
Variação Espacial da Temperatura do Ar
Noite de inverno com céu limpo – favorável à
inversão térmica e à ocorrência de geadas
OL
Noite de inverno mas com nebulosidade, sem
condições para ocorrência de geadas
OL
OL
A inversão térmica é um fenômeno meteorológico que ocorre, freqüentemente, em
noites limpas e calmas, principalmente nos fundos de vales que acumulam o ar frio
que desliza das encostas e das elevações por ser mais denso. Sob noites limpas e
calmas, ocorre uma grande perda de energia radiativa que resfria a superfície (solo
e da vegetação) e conseqüentemente o ar em contato, intensificando o fenômeno
da inversão da temperatura do ar.
Durante o inverno, a condição de inversão térmica pode perdurar até o meio
da manhã, dificultando a dissipação de poluentes na atmosfera, determinando
uma concentração de poluentes junto à superfície; fato muito importante nas
grandes cidades. Tal situação é muito prejudicial, pois tende a acentuar os
problemas respiratórios das pessoas.
Nas nossas condições de inverno, o fenômeno da inversão pode ocorrer até
uma altura (h) de 80 m, sendo típico de noites de geada radiativa. A altura da
camada de inversão pode ser visualizada no início da manhã e ao final da
tarde, com a identificação do topo da camada, onde se forma a neblina, ou
pela formação de uma faixa mais acinzentada sob os grandes centros 
urbanos, devido à concentração de poluentes
Quando ocorre a inversão térmica, tem-se ar mais frio junto à superfície e ar 
mais quente acima, justamente uma condição contrária àquela necessária 
para ocorrer movimento de convecção.
Medida da Temperatura do Ar
O padrão para a medida da temperatura do ar visa homogeneizar as
condições de medida, com relação ao topo e microclima, deixando essa
variável dependente unicamente das condições macroclimáticas, o que
possibilita a comparação entre locais. Assim, mede-se a temperatura do ar
com os sensores instalados em um abrigo meteorológico, a 1,5 – 2,0 m de
altura e em área plana e gramada.
Abrigos 
meteorológicos
utilizados em 
estações
Meteorológicas 
convencionais
Abrigo meteorológico
utilizado em estações
meteorológicas
automáticas
Os sensores utilizados para a medida da temperatura do ar podem 
ser divididos conforme o princípio de medida:
Dilatação de líquido: são denominados de
termômetros. Os termômetros são utilizados em
estações meteorológicas convencionais, onde ficam
instalados dentro do abrigo meteorológico. Dois
termômetros são destinados a medir as temperaturas
máxima (Tmáx) e mínima (Tmín) e outros dois se
destinam a medir a temperatura do bulbo seco (Ts) e
do bulbo úmido (Tu), os quais constituem o conjunto
psicrométrico, a ser utilizados na aula de umidade do
ar
Tmáx
Dilatação de sólido: são denominados de termógrafos. Os
termógrafos tem como elemento sensor um arco metálico, o qual se
dilata e contrai com a temperatura. Essa variação de dilatação é
proporcional à variação de temperatura. São utilizados em estações
meteorológicas convencionais,onde ficam instalados dentro do abrigo
meteorológico. Eles medem a temperatura do ar continuamente, com o
registro sendo feito com uma pena sobre um diagrama.
Pares termoelétricos: utilizam junções de
dois metais diferentes. A diferença de
temperatura entre as duas junções (uma no
abrigo e outra numa temperatura de
referência) gera uma força eletromotriz
proporcional. Na figura ao lado vemos
sondas de termopar, nas quais uma junção é
o sensor e a outra junção se encontra
conectada ao sistema de aquisição de dados
(referência)
Sondas de Termopar
Termistores: constituídos de material
semi-condutor, com coeficiente térmico
negativo (variação da resistência com a
temperatura, ou seja maior a temperatura,
menor a resistência), permitindo seu
acoplamento a sistemas de aquisição de
dados. Ao lado vemos vários tipos de
termistores e uma sonda de medida da
temperatura do ar, cujo elemento sensor
é um termistor.
Sensor de temperatura
Termistores
Cálculo da Temperatura Média do Ar
Estação Convencional:
INMET Tmed do ar = (Ta9h + Tmáx + Tmín + 2.Ta21h) / 5
IAC Tmed do ar = (Ta7h + Ta14h + 2.Ta21h) / 4
Valores Tmed do ar = (Tmáx + Tmín) / 2
Extremos 
Termógrafo Tmed do ar = (∑ Tai) / 24
Tai é a temperatura do ar medida a cada
intervalo de 1 hora e 24 é o total de observações
feitas ao longo de um dia
Estação Automática :
Real Tmed do ar = (∑ Tai) / n
Tai é a temperatura do ar medida a cada
intervalo de tempo e n é o total de
observações feitas ao longo de um dia
Estimativa da Temperatura Média Mensal do Ar
Caso não se disponha de dados médios mensais de temperatura do ar para
um local. Esses podem ser estimados em função das coordenadas
geográficas (latitude, longitude e altitude), devido à relação de dependência
entre elas e a temperatura do ar:
> Latitude < Temperatura média do ar
> Altitude < Temperatura média do ar
Longitude expressa, em alguns casos, a oceanidade/continentalidade
A estimativa da temperatura média normal de um local é de extrema utilidade
para a agricultura, pois muitas vezes necessita-se dos dados de temperatura
para o planejamento agrícola e a única forma de obtê-los é por meio de
estimativas.
A estimativa da Temperatura média mensal normal é obtida com o
emprego de uma regressão linear múltipla:
Tmed = a + b.ALT + c.LAT + d.LONG
em que: ALT = altitude, em metros; LAT = latitude e LONG = longitude, ambas em 
minutos (graus x 60). As letras a, b, c e d, representam os coeficientes da equação, 
obtidos estatisticamente.
Os coeficientes da equação variam de acordo com as características de cada
local e também com a época do ano. Valores desses coeficientes estão
disponíveis para vários estados brasileiros, porém aqui iremos apresentar
apenas aqueles relativos ao estado de São Paulo, cujo modelo leva em
consideração apenas a Altitude e a Latitude:
Obs: Esses coeficientes não são válidos para estimar a temperatura média no litoral 
do Estado de São Paulo e no Vale do Ribeira
Temperatura do ar como fator agronômico
Temperatura do ar como fator agronômico
Os seres vivos, animais ou vegetais, requerem certas condições térmicas
adequadas para seu pleno desenvolvimento, ou seja, para que seus
processos metabólicos transcorram dentro da normalidade.
Desenvolvimento vegetal Desenvolvimento de insetos
Produção animal
Temperatura do ar e Produção Animal
Os animais de sangue quente (homeotermos) necessitam que a temperatura
do ar e, conseqüentemente, a temperatura corporal estejam entre certos limites
para que seus processos fisiológicos não sejam afetados negativamente,
repercutindo no seu rendimento e na produção de carne, leite, ovos, lã, etc.
A manutenção das temperaturas a níveis adequados mantém
os animais saudáveis, produtivos e com maior longevidade
Variável Tar = 18oC Tar = 30oC
Temperatura retal (oC) 38,6 39,9
Temperatura da pele (oC) 33,3 37,9
Freqüência respiratória (resp/min) 32,0 94,0
Consumo de água (L/dia) 58,0 75,0
Produção de leite (kg/dia) 18,4 15,7
Desempenho de vacas leiteiras Holandesas em diferentes 
condições térmicas. Adaptado de Müller (1989)
Observa-se na tabela acima que no ambiente mais quente as vacas holandesas sofrem estresse ambiental,
fazendo com que aumente a temperatura corporal. A resposta do animal é no sentido de aumentar a freqüência
respiratória e o consumo de água para eliminar calor corporal. Com isso, há um dispêndio de energia que
resultará em redução de seu rendimento, representado pela produção de leite - cerca de 15% menor.
As condições de conforte térmico para os animais são fundamentais para que
esses expressem suas potencialidades. No diagrama abaixo, as diferentes
zonas de conforto são apresentadas, juntamente com as condições da
temperatura corporal e da produção de calor pelo metabolismo.
Te
m
p.
 c
or
po
ra
l /
 C
al
or
 m
et
ab
ól
ic
o
Letal Letal
Temp. Corporal
Produção de calor
pelo metabolismo
A B CD
EF
Estresse por Frio Estresse por calor
Temperatura do ar
Zona A – Zona de conforto térmico nessa zona a produção é máxima.
Zona B – Zona sub-ótima por excesso de calor  inicia-se os processos de vaso-
dilatação, aumento da freqüência respiratória e do consumo de água, visando a
eliminar calor e manter a temperatura corporal constante.
Zona C – Zona fatal (Hipertermia)  perda de calor é menor que a produção de
calor pelo metabolismo corporal. A temperatura corporal aumenta até se atingir a
temperatura letal, na qual o animal entra em coma e morre.
Zona D – Zona sub-ótima por falta de calor  iniciam-se os processos de vaso-
constrição, aumento da ingestão de alimento e diminuição do consumo de água, de
modo a produzir calor para a manutenção da temperatura corporal constante.
Zona E – Zona de deficiência térmica  inicia-se o processo de tremor corporal de
para aumentar a produção de calor e manter a temperatura corporal constante. Isso
faz com que haja redução brusca do rendimento dos animais.
Zona F – Zona fatal (Hipotermia)  mesmo com o aumento da produção de calor
pelo metabolismo, o animal não consegue manter a temperatura corporal constante,
havendo então redução dessa temperatura e, conseqüentemente, da atividade
metabólica até o animal entrar em coma.
Te
m
p.
 c
or
po
ra
l /
 C
al
or
 m
et
ab
ól
ic
o
Letal Letal
Temp. Corporal
Produção de calor
pelo metabolismo
A B CD
EF
Estresse por Frio Estresse por calor
Temperatura do ar
Ganho/Perda de peso (kg/dia) de suínos submetidos a diferentes condições 
térmicas ambientais. Adaptado de Müller (1989).
O exemplo a seguir ilustra as condições de ganho de peso de suínos submetidos a
diferentes condições de conforto térmico ambiental. Observe que o ganho de peso
diminui gradativamente com o aumento da temperatura até que passa a haver
redução do peso, em decorrência dos processos descritos anteriormente,
caracterizando condições das zonas B e C.
Peso (kg) 21oC 27oC 32oC 38oC
45 0,91 0,89 0,64 0,18
90 1,01 0,76 0,40 -0,35
160 0,90 0,55 0,15 -0,15
Índice Biometeorológico de Conforto Higro-Térmico para Animais Homeotermos
A importância da adequação climática do ambiente para a criação de animais reside
em sua estreita ligação com a produtividade do empreendimento. O desempenho
orgânico dos animais depende de sua relação com o ambiente, sendo que variações
ambientais bruscas podem provocar desconforto, comprometendo a saúde e a
produtividade dos animais. Os elementos climáticos que afetam o conforto animal
são: temperatura, umidade, radiação solar, vento e chuva, pois interferem
diretamente no balanço de energia do animal (veja figura a seguir).
QS 
QI QE
QC
QM 
QA
QD
Balanço de energia de um animal homeotermo: QS = radiação solarincidente; QI =
radiação emitida + refletida; QE = calor perdido pela transpiração/respiração; QC = troca
térmica por convecção; QD = troca térmica por condução; QM = calor metabólico; e QA
= variação efetiva do calor armazenado no corpo. Adaptado de Assis (1995).
Ventiladores Ventiladores
Abertura (lanternim) 
para saída do ar 
quente, por convecção
Com relação às edificações para criação de animais, a temperatura e a umidade do
ambiente são os principais elementos meteorológicos a interferir no conforto animal,
sendo normalmente considerados em índices biometeorológicos de conforto. Um desses
índices é o THI (Temperature-Humidity Index), o qual é muito útil para avaliação de
ambientes quanto às condições de conforto para os animais homeotermos.
Sistema Freestall
O THI é dado pela seguinte expressão
THI = Tar + 0,36 To + 41,2
sendo Tar = temperatura média do ar no ambiente, em oC; To = temperatura do ponto de
orvalho, em oC, função da pressão parcial de vapor (ea):
To = [237,3 * Log (ea/0,611)] / [7,5 – Log (ea/0,611)]
ea = (UR% * es) / 100
es = 0,611 EXP [(7,5 * Tar) / (237,3 + Tar)]
Portanto, para se determinar THI é necessário ter-se a temperatura e a umidade relativa
do ambiente, ou então, as temperaturas do bulbo seco e do bulbo úmido, quando então
determina-se ea pela equação psicrométrica.
Exemplo de cálculo do THI
Tar = 28oC  es = 0,611 EXP [(7,5 * 28) / (237,3 + 28)] = 3,78 kPa
UR = 65%  ea = (65 * 3,78) / 100 = 2,46 kPa
To = [237,3 * Log (2,46/0,611)] / [7,5 – Log (2,46/0,611)] = 20,8oC
THI = 28 + 0,36 * 20,8 + 41,2 = 76,7
O THI deve ser qualificado para cada espécie animal de interesse econômico de modo a
se determinar os níveis que correspondem à condição de desconforto ou de estresse.
Para vacas leiteira de um modo geral, têm-se a seguinte classificação:
THI ≤ 70  Condição de conforto
THI > 72  Início da condição de desconforto
THI > 90  Condição de estresse severo
Efeito do ambiente, expresso em THI, na produção de leite (Produção 
relativa, em %) de diferentes raças de vacas. Adaptado de Tito (1998)
Tar (oC) UR (%) THI Holandesa Jersey Pardo-Suíça
24 38 68 100 100 100
24 76 72 96 99 99
34 46 82 63 68 84
34 80 86 41 56 71
A tabela acima mostra como as condições ambientais afetam a produtividade dos
animais. Até THI = 72, a redução de rendimento é muito pequena. Porém, acima desse
valor a redução passa a ser acentuada, variando de acordo com as raças. A raça mais
sensível ao estresse térmico ambiental é a holandesa, com a redução de rendimento
chegando a 59%, seguida pela Jersey com 44%, e pela Pardo-Suíça (mais resistente),
com apenas 29% de redução de produção.
Quando as condições ambientais em edificações zootécnicas são estressantes para os animais,
em dada região, deve-se lançar mão de medidas para aumento do conforto, como ventilação,
aspersão/pulverização de água sobre os animais e o uso de tetos que possibilitem a eliminação
do ar quente por convecção.
Aberto
Lanternim
Sobreposto
Tipos de teto
Direção 
do vento
Sistema freestall em que 
pode-se observar o tipo de 
teto (aberto) e a disposição 
dos ventiladores e dos 
asperssores
Temperatura do ar e Dormência de Plantas de Clima Temperado
Espécies frutíferas de clima temperado, de folhas caducas
(criófilas ou caducifólias) apresentam um período de repouso
invernal, durante o qual as plantas não apresentam crescimento
vegetativo. Esse repouso é condicionado pelas condições
climáticas, que atuam sobre os reguladores de crescimento.
A temperatura do ar é o fator ambiental
reconhecidamente importante no
balanço hormonal das frutíferas de
clima temperado, condicionando o
repouso ou a dormência.
Um novo ciclo vegetativo/reprodutivo será
iniciado somente após as plantas
sofrerem a ação das baixas temperaturas,
sendo que a quantidade de frio requerida
para o término do repouso é conhecida
como Número de Horas de Frio (NHF).
Repouso
Ciclo Vegetativo/Reprodutivo
Macieiras em período de dormência
Macieiras em florescimento
Videira em 
desenvolvimento 
vegetativo
O NHF é definido como o número de horas em que a temperatura do ar permanece
abaixo de determinada temperatura crítica durante certo período, durante o inverno.
Essa temperatura crítica é considerada igual a 7oC por ser aplicável à maioria das
espécies criófilas, mais exigentes em frio. Para as espécies menos exigentes, pode-se
considerar a temperatura crítica de 13oC.
Temperatura do ar e NHF
0
2
4
6
8
10
12
14
16
18
20
13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12
Horário
Te
m
p.
 d
o 
ar
 (o
C
)
NHF<13oC = 17
NHF<7oC = 9
O NHF varia entre espécies e variedades, e quanto mais exigente for a
espécie/variedade maior o valor de NHF, como pode-se observar no quadro abaixo:
Frutífera NHF < 7oC
Maçã 250 a 1.700 h
Amora Preta 100 a 1.000 h
Kiwi 250 a 800 h
Pêssego 0 a 950 h
Figo 0 a 200 h
Uva 0 a 1.300 h
Cereja 500 a 1.400 h
Pêra 200 a 1.500 h
Ameixa 300 a 1.800 h
Noz Pecã 300 a 1.000 h
Fonte: www.citygardening.net/chilling
Caso o inverno de determinado ano ou do local de cultivo não tenha NHF suficiente
para atender à exigência da espécie/variedade, poderão ocorrer as seguintes
anomalias nas plantas:
a) Queda de gemas frutíferas;
b) Atraso e irregularidade na brotação e floração;
c) Ocorrência de florescimento irregular e prolongado.
O resultado dessas anomalias é a redução do 
rendimento e da longevidade da cultura
Desse modo, antes de se implantar uma área comercial de uma frutífera de clima
temperado deve-se conhecer o NHF<7oC médio normal do período de inverno do local,
de modo a se avaliar a possibilidade de sucesso da cultura em função de sua exigência
de frio (“chilling requirements”). Para isso, existem alguns métodos muito simples, como
o apresentado por Pedro Jr. et al. (1979), para o Estado de São Paulo, em função da
temperatura média mensal normal do mês de julho (Tjul):
Estimativa do NHF médio normal para o Estado de São Paulo
NHF<7oC = 401,9 – 21,5 Tjul
NHF<13oC = 4482,9 – 231,2 Tjul
Exemplo da estimativa do NHF
Piracicaba, SP  Tjul = 17,9oC
NHF<7oC = 401,9 – 21,5 * 17,9 = 17,1 h
NHF<13oC = 4482,9 – 231,2 * 17,9 = 344,4 h
Exemplo de aplicação do NHF no planejamento agrícola
Jundiaí  Tjul = 17,1oC  NHF<7oC = 401,9 – 21,5*17,1 = 34,3 h
Capão Bonito  Tjul = 16,2oC  NHF<7oC = 401,9 – 21,5*16,2 = 53,6 h
Itararé  Tjul = 13,6oC  NHF<7oC = 401,9 – 21,5*13,6 = 109,5 h
Cpos do Jordão  Tjul = 8,2oC  NHF<7oC = 401,9 – 21,5 * 8,2 = 225,6 h
É possível verificar, por meio desses dados, que nenhuma das localidades analisadas apresenta
NHF suficiente para o cultivo da maçã, cereja e ameixa. Por outro lado, as condições de Itararé e
Campos do Jordão possibilitam o cultivo de variedades de amora preta com menores exigências
de NHF. Já o figo, o pêssego e a uva podem ser cultivados sem restrição, desde que se utilize as
variedades que não exigem muitas horas de frio.
Temperatura do ar e Desenvolvimento Vegetal
Nos vegetais, a taxa das reações metabólicas é regulada basicamente pela temperatura do ar,
afetando, desse modo, tanto o crescimento como o desenvolvimento das plantas. Como esses dois
processos ocorrem simultaneamente, fica difícil distingui-los, porém, o desenvolvimento das plantas
é regulado por essa variável meteorológica, a qual faz com que a duração das fases ou sub-
períodos fenológicos e, conseqüentemente, o ciclo das culturas tenha variação inversamente
proporcional a ela. Um dos primeiros estudos relacionando temperatura e desenvolvimento vegetal
foi realizado por Reaumur, na França, por volta de 1735. Ele observou que o ciclo de uma mesma
cultura/variedade variava entre localidades e também entre diferentes anos. Ao fazer o somatório
das temperaturas do ar durante osdiferentes ciclos, ele observou que esses valores eram
praticamente constantes, definindo isso como Constante Térmica da Cultura.
Estádios fenológicos da 
cultura da batata
Florescimento da cultura 
do café
Reaumur assumiu que a Constante Térmica representa a quantidade de energia que a
espécie/variedade necessita para atingir um determinado estádio fenológico ou a maturação. Esse
estudo foi o precursor do Sistema de Unidades Térmicas ou Graus-Dia, amplamente utilizado
atualmente para fins de planejamento agrícola.
Ta
xa
 d
e 
de
se
nv
ol
vi
m
en
to
Temperatura do ar (oC)
Tb TB
30 342610 40
Temperatura ótima
Taxa de desenv. 
máxima
O conceito dos Graus-Dia (GD) baseia-
se no fato de que a taxa de
desenvolvimento de uma espécie /
variedade vegetal está relacionada com
a temperatura do meio. Esse conceito
pressupõe a existência de temperaturas
basais inferior – Tb e superior – TB,
respectivamente aquém e além das
quais a planta não se desenvolve. Na
figura ao lado pode-se observar tanto Tb
como TB. Além disso, é possível ver que
existe uma temperatura ótima (entre 26
e 34oC) na qual a taxa de
desenvolvimento é máxima. Como
normalmente Tmed < Tótima, na prática
assume-se que a relação entre a
temperatura e o desenvolvimento
vegetal é direta e linear.
 Cada espécie/variedade vegetal possui suas temperaturas basais, as quais ainda podem variar
em função da fase fenológica da planta.
 O conceito dos Graus-Dia leva em consideração apenas o efeito da temperatura do ar no
desenvolvimento vegetal. Outros fatores, como deficiência hídrica, não são levados em
consideração, pois dependendo da fase em que ocorre, o déficit hídrico pode levar a um
retardamento ou antecipação do ciclo.
 Para as condições brasileiras, especialmente no Centro-Sul do Brasil, as temperaturas médias
não atingem níveis tão elevados e, assim, não ultrapassam TB. Portanto, no cálculo de GD
leva-se em consideração apenas a temperatura média (Tmed) e a basal inferior da cultura (Tb):
a) Caso Tb < Tmin  GD = (Tmed – Tb) (oC*dia)
b) Caso Tb  Tmin  GD = (Tmax – Tb)2 / 2*(Tmax – Tmin) (oC*dia)
c) Caso Tb > Tmax  GD = 0
 Para que a cultura atinja uma de suas fases fenológicas ou a maturação é necessário que se
acumule a constante térmica (CT), que será dada pelo total de GD acumulados ao longo desse
período:
CT =  GDi
 Assim como para Tb e TB, cada espécie/variedade vegetal possui suas CTs para as diferentes
fases de desenvolvimento e para o ciclo total. A seguir são apresentados valores de CT e Tb
para algumas culturas.
Cultura Variedade/Cultivar Período/Sub-período Tb (oC) CT 
(oCd)
Arroz IAC4440 Semeasura-Maturação 11,8 1985
Semeadura-Emergência 18,8 70
Emergência-Floração 12,8 1246
Floração-Maturação 12,5 402
Abacate Raça Antilhana Floração-Maturação 10,0 2800
Raça Guatemalense Floração-Maturação 10,0 3500
Híbridos Floração-Maturação 10,0 4200
Feijão Carioca 80 Emergência-Floração 3,0 813
Girassol Contisol 621 Semeadura-Maturação 4,0 1715
IAC-Anhady Semeadura-Maturação 5,0 1740
Milho Irrigado AG510 Semeadura-Flor.Masculino 10,0 800
BR201 Semeadura-Flor.Masculino 10,0 834
BR106 Semeadura-Flor.Masculino 10,0 851
DINA170 Semeadura-Flor.Masculino 10,0 884
Soja UFV-1 Semeadura-Maturação 14,0 1340
Paraná Semeadura-Maturação 14,0 1030
Viçoja Semeadura-Maturação 14,0 1230
Cafeeiro Mundo Novo Florescimento-Maturação 11,0 2642
Videira Niagara Rosada Poda-Maturação 10,0 1550
Itáli/Rubi Poda-Maturação 10,0 1990
Determinação de Tb e de CT
A determinação de Tb e de CT requer experimentação de campo, de modo a submeter a cultura a
diferentes condições de temperatura, fazendo com que o ciclo varie. De posse dos dados do
número de dias do ciclo e das temperaturas médias ao longo do ciclo, elabora-se os seguintes
gráficos:
C
ic
lo
 (d
ia
s)
Temperatura do ar (oC)
302010 40
D
es
en
vo
lv
im
en
to
 R
el
at
iv
o 
(D
R
)
Temperatura do ar (oC)Tb
302010 40
DR = 100/Ciclo
0
DR = a + b*Tmed
Quando DR = 0  Tmed = Tb  Assim, Tb pode ser calculada por: Tb = -a/b
Sabendo-se Tb, calcula-se o GD acumulado (GDA) para cada ciclo  GDA = (Tmed – Tb) * Ciclo
Com os diferentes valores de GDA, determina-se CT  CT = GDA/n (n= no de ciclos utilizados) 
Aplicações práticas do sistema dos Graus-dia
 Planejamento de Colheita: sabendo-se a data de semeadura, poda ou florescimento da
cultura, determina-se a data provável de colheita.
Local: Jundiaí, SP - Cultura: Uva Niagara rosada (CT = 1550oCd e Tb = 10oC) - Poda: 15/07
Mês Dias Tmed GDi GD mês GD ciclo
Jul 16 17,1 7,1 113,6 113,6
Ago 31 18,6 8,6 266,6 380,2
Set 30 19,7 9,7 291,0 671,2
Out 31 21,3 11,3 350,3 1021,5
Nov 30 22,4 12,4 372,0 1393,5
Dez 13 23,0 13,0 169,0 1562,5
1550 – 1393,5 = 156,5 / 13  13 dias
Portanto, a data de colheita se dará em 13/Dez
Aplicações práticas do sistema dos Graus-dia
 Planejamento de Semeadura/Poda: sabendo-se a data que se deseja realizar a colheita,
determina-se a data recomendável de semeadura ou poda.
Local: Ribeirão Preto, SP - Cultura: Soja Viçoja (CT = 1230oCd e Tb = 14oC) - Colheita: 15/03
Mês Dias Tmed GDi GD mês GD ciclo
Mar 15 24,1 10,1 151,5 151,5
Fev 28 24,4 10,4 291,2 442,7
Jan 31 24,1 10,1 313,1 755,8
Dez 31 23,7 9,7 300,7 1056,5
Nov 18 23,7 9,7 174,6 1231,1
1230 – 1056,5 = 173,5 / 9,7  18 dias
Portanto, a data de semeadura deverá ser feita em 12/Nov
Aplicações práticas do sistema dos Graus-dia
 Escolha da melhor variedade para a região: sabendo-se que a duração ideal da fase
semeadura-florescimento masculino do milho é de cerca de 60 dias, pode-se determinar qual o
melhor híbrido a ser semeado na região para dada época de semeadura.
Local: Gália, SP - Cultura: Milho - Híbridos: AG510 (CT = 800oCd e Tb = 10oC) e
DINA170 (CT = 884oCd e Tb = 10oC) – Semeadura: 01/11
Mês Dias Tmed GDi GD mês GD ciclo
Nov 29 23,5 13,5 391,5 391,5
Dez 31 23,8 13,8 427,8 819,3
Jan 5 24,5 14,5 72,5 891,8
Mês Dias Tmed GDi GD mês GD ciclo
Nov 29 23,5 13,5 391,5 391,5
Dez 30 23,8 13,8 414,0 805,5
AG510
DINA170
800 – 391,5 = 408,5 / 13,8  30 dias  Duração da fase = 59 dias
884 – 819,3 = 64,7 / 14,5  5 dias  Duração da fase = 65 dias
Portanto, o melhor híbrido é o AG510, com duração da fase 
de 59 dias, valor mais próximo dos 60 dias.
Mapas de graus-dia para a estação de 
crescimento em regiões de clima temperado
Província de Ontário, Canadá Estado de Winsconsin, EUA
Temperatura do ar e Desenvolvimento de Insetos
OVO
ADULTO
Ciclo de 
desenvolvimento da 
Cigarrinha
A temperatura do ar afeta os insetos direta e indiretamente. Diretamente, influindo no seu
desenvolvimento, já que a temperatura ambiente regula o metabolismo deles, existindo, assim,
uma relação direta entre temperatura e taxa de desenvolvimento dos insetos e uma relação inversa
entre temperatura e duração do ciclo de desenvolvimento da praga. Indiretamente, porque a
temperatura do ar afeta a disponibilidade de alimento, devido a seu efeito no crescimento e
desenvolvimento dos vegetais.
CONCEITO DE GRAUS-DIA
Assim como para os vegetais, o conceito
dos graus-dia também pode ser aplicado
ao desenvolvimento dos insetos, já que
todo inseto requer uma certa quantidade
constante de energia, expressa em termos
da temperatura do ar, para completar seu
ciclo de desenvolvimento. Isso apenas não
é válido para pragas que tem boa parte de
seu ciclo no interior do solo, onde a
temperatura varia pouco.
Ta
xa
 d
e 
de
se
nv
ol
vi
m
en
to
Temperatura do ar (oC)
Tb TB
30 342610 40
Temperatura ótima
TLetal TLetal
Zo
na
 d
e 
hi
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rn
aç
ão
Zo
na
 d
e 
es
tiv
aç
ão
 re
ve
rs
ív
el
Como os insetosnão produzem calor
metabólico, eles dependem da temperatura
do ambiente para regular suas taxas de
desenvolvimento. Assim existem
temperaturas basais inferior e superior,
respectivamente, aquém e além das quais
os insetos paralisam seu desenvolvimento.
Isso explica porque é mais comum vermos
revoadas de insetos no verão. Isso não
ocorre no inverno. Abaixo da temperatura
basal inferior têm-se a Zona de
Hibernação. Acima da temperatura basal
superior a Zona de Estivação Reversível.
Além dessas zonas, atinge-se as
temperaturas letais para os insetos.
Como normalmente Tmed < Tótima, na prática assume-se que a relação entre a temperatura e o
desenvolvimento dos insetos é praticamente linear. Portanto, no cálculo de GD leva-se em
consideração apenas a temperatura média (Tmed) e a basal inferior da cultura (Tb):
Caso Tb < Tmin  GD = (Tmed – Tb) (oC*dia)
Caso Tb  Tmin  GD = (Tmax – Tb)2 / 2*(Tmax – Tmin) (oC*dia)
Caso Tb > Tmax  GD = 0
A determinação de Tb e de CT dos insetos requer experimentação em laboratório, onde
determinada praga é submetida a diferentes condições térmicas. Mede-se então a duração do ciclo
dessa praga, desde a estádio de Ovo até o estádio Adulto. Com isso, determina-se CT. A Tb será
aquela em que o inseto não apresenta desenvolvimento.
Aplicação do conceito dos Graus-dia para o 
desenvolvimento de insetos
Tb e de CT para algumas pragas
Praga Tb (oC) CT (oCd)
Cochonilha 13,0 420
Broca do café 15,0 240
Mosca das frutas 13,5 250
As informações de Tb e CT possibilitam se determinar a duração
do ciclo da praga e diferentes localidades e épocas, assim como o
número de gerações da praga. Essas informações são de extrema
importância no manejo integrado de pragas.
Aplicações práticas do sistema dos Graus-dia
 Determinação do número de gerações de uma praga em diferentes regiões: sabendo-se a
Tmed anual das localidades abaixo, pode-se determinar a duração média do ciclo da praga ao
longo do ano e com isso o número de gerações. Essa informação é fundamental e estratégica
para a adoção de práticas de controle.
Praga: Broca do Café (CT = 240oCd e Tb = 15oC)
Locais: Ribeirão Preto, SP, Barra, BA e Maringá, PR
 Ribeirão Preto, SP (Tmed = 22,4oC)
Ciclo = 240 / (22,4 – 15) = 32,4 dias  Gerações = 365 / 32,4 = 11,25
 Barra, BA (Tmed = 25,5oC)
Ciclo = 240 / (25,5 – 15) = 22,9 dias  Gerações = 365 / 22,9 = 15,94
 Maringá, PR ( Tmed = 16,4oC)
Ciclo = 240 / (16,4 – 15) = 171,4 dias  Gerações = 365 / 171,4 = 2,1
Observa-se assim, que em Maringá o risco de ocorrência da praga é mínimo, enquanto
que em Barra e em Ribeirão Preto estratégias de controle deverão ser adotadas.