Buscar

Aula 04 17 Evapotranspiração (1)

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 3, do total de 35 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 6, do total de 35 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Você viu 9, do total de 35 páginas

Faça como milhares de estudantes: teste grátis o Passei Direto

Esse e outros conteúdos desbloqueados

16 milhões de materiais de várias disciplinas

Impressão de materiais

Agora você pode testar o

Passei Direto grátis

Prévia do material em texto

Hidrologia 
Evapotranspiração 
Luiz Carlos Moura 
 
Hidrologia Básica 
 
Engenharia Civil/Ambiental 
• Conceito Geral 
• Fatores que afetam a evapotranspiração 
• Medição da evaporação 
• Evaporação em lagos e reservatórios 
• Estimativa da evapotranspiração 
– Medição 
– Cálculo 
 
Evapotranspiração 
Evaporação (E) – Processo pelo qual se transfere água 
do solo e das massas líquidas para a atmosfera. No 
caso da água no planeta Terra ela ocorre nos oceanos, 
lagos, rios e solo. 
Transpiração (T) – Processo de evaporação que 
ocorre através da superfície das plantas. A taxa de 
transpiração é função dos estômatos, da profundidade 
radicular e do tipo de vegetação. 
Conceito Geral - Evapotranspiração 
Ocorre quando o estado da água é transformado de 
líquido para gasoso devido à energia solar 
 
Moléculas da água líquida rompem a barreira da 
superfície (liberando energia) 
 
É necessário que o ar não esteja saturado 
Evaporação 
Definições 
Definições 
quantidade de energia que uma molécula de água 
líquida precisa para romper a superfície e evaporar. 
calor latente de 
evaporação 
Transpiração  desde as raízes até as folhas, pelo 
sistema condutor, pelo estabelecimento de um gradiente 
de potencial desde o solo até o ar 
Transpiração no Sistema Solo Planta 
Atmosfera 
Local de maior resistência 
ao fluxo 
O gradiente de tensão de vapor 
de água também favorece o fluxo 
Quanto mais seco estiver o ar 
(menor Umidade Relativa), maior 
será esse gradiente 
proporcional à resistência ao fluxo da água na planta 
Evapotranspiração (ET)  Processo simultâneo de 
transferência de água para a atmosfera através da 
evaporação (E) e da transpiração (T). 
TEET 
Potencial 
(ETP) 
Real (ETR) 
Transpiração no Sistema Solo Planta 
Atmosfera 
Definições 
ETP  Quantidade de água transferida para a 
atmosfera por evaporação e transpiração, em uma 
unidade de tempo, de uma superfície extensa, 
completamente coberta de vegetação de porte baixo e 
bem suprida de água (Penman,1956) 
ETR  Quantidade de água transferida para a 
atmosfera por evaporação e transpiração, nas condições 
reais (existentes) de fatores atmosféricos e umidade do 
solo. A ETR é igual ou menor que a evapotranspiração 
potencial (Gangopadhyaya et al, 1968) 
• Umidade do ar 
 
• Temperatura do ar 
 
• Velocidade do vento 
 
• Radiação solar 
 
• Tipo de solo 
 
• Vegetação (transpiração) 
Fatores que afetam 
• Quanto maior a temperatura, 
maior a pressão de saturação 
do vapor de água no ar, isto é, 
maior a capacidade do ar de 
receber vapor. 
 
• Para cada 10oC, P0 é 
duplicada 
Temperatura (oC) 0 10 20 30 
P0 (atm) 0,0062 0,0125 0,0238 0,0431 
Temperatura 
Umidade relativa  medida do conteúdo de vapor de 
água do ar em relação ao conteúdo de vapor que o ar 
teria se estivesse saturado 
sw
w
100UR 
onde UR é a umidade relativa; w é a massa de vapor 
pela massa de ar e ws é a massa de vapor por massa de 
ar no ponto de saturação. 
% em
Umidade do Ar 
Ar com umidade relativa de 100% está saturado de 
vapor, e ar com umidade relativa de 0% está 
completamente isento de vapor 
Também pode ser expressa em termos de pressão 
parcial de vapor. 
 
Lei de Dalton  cada gás que compõe um a mistura 
exerce uma pressão parcial, independente da pressão 
dos outros gases, igual à pressão que se fosse o único 
gás a ocupar o volume 
 
No ponto de saturação a pressão parcial do vapor 
corresponde à pressão de saturação do vapor no ar, e a 
equação anterior pode ser reescrita como: 
Umidade do Ar 
onde UR é a umidade relativa; e é a pressão parcial de 
vapor no ar e es é pressão de saturação. 
se
e
100UR 
% em
• O vento renova o ar em contato com a superfície que 
está evaporando (superfície da água; superfície do 
solo; superfície da folha da planta). 
• Com vento forte a turbulência é maior e a 
transferência para regiões mais altas da atmosfera é 
mais rápida, e a umidade próxima à superfície é 
menor, aumentando a taxa de evaporação 
Vento 
Vento  remove ar úmido da superfície onde ocorre ET 
 menos umidade  mais ET 
A quantidade de energia solar que atinge a Terra no 
topo da atmosfera está na faixa das ondas curtas. Na 
atmosfera e na superfície terrestre a radiação solar é 
refletida e sofre transformações: 
Radiação Solar 
• parte da energia incidente é refletida pelo ar e pelas 
 nuvens (26%) 
• parte é absorvida pela poeira, pelo ar e pelas nuvens 
(19%) 
• parte da energia que chega a superfícies é refletida 
de volta para o espaço ainda sob a forma de ondas 
curtas (4% do total de energia incidente no topo da 
atmosfera) 
Radiação Solar 
A energia absorvida pela terra e pelos oceanos  
aquecimento destas superfícies  depois emitem 
radiação de ondas longas 
 
Além disso, o aquecimento das superfícies  
aquecimento do ar que está em contato  fluxo de 
calor sensível (ar quente), e o fluxo de calor latente 
(evaporação) 
Finalmente, a energia absorvida pelo ar, pelas nuvens 
e a energia dos fluxos de calor latente e sensível 
retorna ao espaço na forma de radiação de onda 
longa, fechando o balanço de energia 
Radiação Solar 
• Solos arenosos úmidos tem evaporação maior do que 
solos argilosos úmidos 
Solo e vegetação 
A vegetação: 
 
• Controla a transpiração 
• Pode agir fechando os estômatos 
• Busca a umidade de camadas profundas do solo 
Solo e vegetação 
Umidade do solo  uma das variáveis mais importantes 
na transpiração 
 
Solo úmido  plantas transpiram livremente  taxa de 
transpiração controlada pelas variáveis atmosféricas 
 
Solo começa a secar  fluxo de transpiração começa a 
diminuir 
 
Condições ideais de umidade do solo  ETP 
 
Condições reais de umidade do solo  ETR 
Determinação da evaporação e da ET 
Relação entre a evaporação e a pressão de vapor, 
com a introdução do efeito do vento 
Leva em conta a radiação solar: efetiva de ondas 
curtas, efetiva de ondas longas, a energia de 
evaporação, calor sensível por condução, 
características aerodinâmicas  método de 
Penman 
Ajuste por regressão das variáveis envolvidas 
Medida direta  tanque classe A, ... 
Baseia-se na equação da continuidade do lago ou 
reservatório 
Evaporação 
Lisímetros e umidade do solo 
ETP  Método de thornthwaite, método de 
Blaney-Criddle. Para determinar ET  
ET = ETP .kc, onde kc  coeficiente de cultura 
(determinado em lisímetros) 
Baseados na variável meteorológica radiação. 
Equação de Jesen e Haise, ... 
Chamada de equação de Penman  adaptar o 
cálculo da evaporação de superfícies livres para 
a superfície de interesse  ETP 
Para intervalos de tempo superiores a 1 semana 
Evapotranspiração 
• Tanque classe A 
• Evaporímetro de Piché 
 
Evaporímetros  medição direta 
• O mais usado  forma circular com um diâmetro de 121 
 cm e profundidade de 25,5 cm 
• Construído em aço ou ferro galvanizado 
• Pintado na cor alumínio 
• Instalado numa plataforma de madeira a 15 cm da 
superfície do solo 
• permanecer com água variando entre 5,0 e 7,5 cm da 
borda superior. 
Tanque classe A 
Tanque classe A 
Tanque "Classe A" 
– US Weather 
Bureau 
• O fator que relaciona a evaporação de um reservatório 
e do tanque classe A oscila entre 0,6 e 0,8, sendo 0,7 o 
valor mais utilizado 
Tanque classe A 
Fonte : Sabesp 
Tanque classe A 
Tanque classe A 
Tanque classe A 
• manutenção da água entre as profundidades 
 recomendadas evita erros de até 15% 
• a água deve ser renovada  turbidez  evita erros de 
 até 5% 
• as paredes sofrem com a influência da radiação e da 
 transferência de calor sensível  superestimação da 
 evaporação 
• próximos a cultivos de elevada estatura  
 subestimação da evaporação 
• Lisímetro 
– Depósitos enterrados, abertos na parte superior, 
preenchidos com solo e vegetação característica 
– Controle das variáveis: 
• Peso 
• Medir chuva 
• Coletar água percolada 
• Coletar água escoada 
• Superfície homogênea 
Lisímetros  medição direta 
Lisímetros  medição direta 
Precipitação no solo  drenagem para o fundo do aparelho  água 
é coletada e medida 
 
O depósito é pesado diariamente, assim como a chuva e os 
volumes escoados de forma superficial e que saem por orifícios no 
fundo 
 
ET calculada por balanço hídrico entre 2 dias subseqüentes 
 
ET = P - Qs – Qb – ΔV 
 
E  evapotranspiração 
P  chuva (medida num pluviômetro) 
Qs  escoamento superficial (medido) 
Qb  é o escoamento subterrâneo (medido no fundo do tanque) 
ΔV  variação de volume de água (medida pelo peso) 
Lisímetros  medição direta 
Lisímetros  medição direta 
Lisímetros  medição direta 
Lisímetros  medição direta 
http://jararaca.ufsm.br/websites/matasul-
ufsm/1ca53f95af2a6c15feea202899377cc9.htm 
Exemplo 
Mês Temperatura 
Janeiro 24,6 
Fevereiro 24,8 
Março 23,0 
Abril 20,0 
Maio 16,8 
Junho 14,4 
Julho 14,6 
Agosto 15,3 
Setembro 16,5 
Outubro 17,5 
Novembro 21,4 
Dezembro 25,5 
Calcule a evapotranspiração 
potencial mensal para o mês 
de Agosto de 2006 em Porto 
Alegre onde as temperaturas 
médias mensais são dadas na 
figura abaixo. 
 
Suponha que a temperatura 
média de agosto de 2006 
tenha sido de 15,3°C 
Exemplo 
O primeiro é o cálculo do coeficiente I a partir das 
temperaturas médias obtidas da tabela. O valor de I é 
96. A partir de I é possível obter a= 2,1. Com estes 
coeficientes, a evapotranspiração potencial é: 
mm/mês 53,1
96
16,510
16E
2,1





 

Portanto, a evapotranspiração potencial estimada para 
o mês de agosto de 2006 é de 53,1 mm/mês.

Outros materiais