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24 5. EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO 5.1. Introdução O conhecimento da perda de água de uma superfície natural è de suma importância nos diferentes campos do conhecimento científico. Na hidrologia o conhecimento da evaporação e evapotranspiração é necessário para determinar as perdas de água em reservatórios, canais de irrigação, ou numa bacia hidrográfica. Mais especificamente na área agronômica o conhecimento da evapotranspiração é de fundamental importância nos projetos de irrigação e drenagem, tanto para o dimensionamento como para o manejo do sistema de irrigação. 5.2. Evaporação É o processo pelo qual a água do estado líquido é convertida em vapor e removida da superfície evaporante. no ambiente a água evapora de superfícies liquidas (tais como, lagos, rios, poças) e também da umidade as superfície (como umidade do solo, da vegetação e dos pavimentos). Para mudar uma molécula do estado líquido para o de vapor é necessário energia. A energia solar, e em menor escala a temperatura ambiente do ar fornecem esta energia. A força para remover este vapor da superfície evaporante é a diferença entre a pressão de vapor da superfície evaporante e daquela do ar circulante. Com a evaporação, o ar se torna gradualmente saturado e o processo de evaporação diminui até se tornar nulo quando ao ar circulante fica saturado. A reposição do ar saturado por ar mais seco depende grandemente da velocidade do vento. Portanto, a radiação solar, a temperatura do ar, a umidade do ar e a velocidade do vento são os fatores climatológicos principais no processo de evaporação. Para superfícies vegetadas o grau de cobertura vegetal, a quantidade de água disponível na superfície são outros fatores que afetam a evaporação. Ocorrências de chuvas ou irrigação bem como o fluxo de água do lençol freático podem umedecer o solo. Quando o solo é capaz de fornecer umidade suficiente para atender a demanda de evaporação, a taxa de evaporação destes solos é determinada exclusivamente por fatores meteorológicos. Contudo, quando o intervalo entre chuvas ou irrigações se torna muito grande e a capacidade do solo em conduzir a umidade até a superfície é pequena, o conteúdo de água nas camadas superficiais do solo diminui e o solo seca. Nestas circunstancia a limitada disponibilidade de água exerce um fator de controle da evaporação. na ausência de outra fonte de suprimento de água a evaporação diminui rapidamente e pode até cessar completamente em poucos dias. 5.3. Transpiração A transpiração consiste na vaporização da água no estado liquido contido dentro do tecido da planta e removida na forma de vapor para a atmosfera. As plantas perdem água principalmente por meio dos estômatos, que são pequenas aberturas de dimensões microscópicas (< 50 m ) que ocorrem principalmente nas folhas (de 5 a 200 estômatos/mm²) e que permites a comunicação entre a parte interna da planta e a atmosfera e que permitem a passagem de gases e vapor de água. As plantas absorvem água e nutrientes por meio das raízes e são transportados pela planta. A vaporização ocorre no interior da folha, nos chamados espaços intercelulares e a passagem do vapor par atmosfera é controlada pela abertura dos estômatos. Na maioria das plantas permanece aberto durante o dia e fechados durante a noite e nas condições de acentuado estresse hídrico, que ocorre quando a planta não é capaz de absorver água na quantidade suficiente para atender a demanda atmosférica (poder evaporante do ar). Praticamente toda água absorvida é perdida por evaporação, somente uma fração pequena é utilizada pela planta. A transpiração, assim como a evaporação depende do fornecimento de energia, do gradiente de pressão de vapor e da velocidade do vento. A umidade do solo e a habilidade do 25 solo em conduzir a água até as raízes determinam a taxa de transpiração. A taxa de transpiração também é controlada por características das plantas, condições ambientais e praticas de cultivo. Diferentes plantas podem ter taxas de evaporação diferentes, não somente o tipo de planta, mas o estágio de desenvolvimento, o manejo e o ambiente devem ser considerados na determinação da transpiração. Figura 5.1. Esquema de evaporação no interior da folha 5.4. Evapotranspiração Numa superfície vegetada a Evaporação e a Transpiração ocorrem simultaneamente e não é fácil determinar separadamente cada processo, por isso denomina-se de Evapotranspiração a perda total de água por evaporação e transpiração. A relação entre a evaporação e a transpiração depende da cobertura. Quando o grau de cobertura vegetal é pequeno a evaporação é o processo predominante, no entanto o planta cobre totalmente o solo, mais de 90 % da evapotranspiração vem da transpiração. Figura 5.2. Relação entre a evaporação e transpiração. 26 5.4. Unidades A taxa de evapotranspiração normalmente é expressa em milímetros (mm) por unidade de tempo, que pode ser hora, dia, decêndio, mês etc. 1 mm de evapotranspiração equivale a 1L/m² = 10 m³/ha A altura de água também pode ser expressa em termos de energia recebida por unidade de área. A energia se refere a energia ou calor requerido para evaporar a água livre, é chamada de calor latente de evaporação () que é função da temperatura da água. O calor latente de evaporação é dado por: = -2497 – 2,37 T =calor latente de evaporação (J/g) T = temperatura da água (°C) Para a água a 20 °C, é aproximadamente 2,45 MJ kg-1. Em outras palavras são necessário 2,45 MJ para vaporizar 1 kg ou 0,001 m³ de água. Como a energia de 2,45 MJ por m² é capaz de evaporar 0,001 m ou 1 mm de água, assim a lamina de 1 mm de água evaporada é equivalente a 2,45 MJ m -2 . A taxa de evapotranspiração expressa em MJ m -2 dia -1 é representada ET 5.5. Fatores que afetam a evapotranspiração Os fatores que afetam a evapotranspiração podem ser agrupados em fatores meteorológicos, características das plantas, manejo e condições do ambiente. 5.5.1. Fatores meteorológicos. Os principais fatores meteorológicos que afetam a evapotranspiração são a radiação solar a temperatura e a umidade do ar e a velocidade do vento. A radiação solar é o elemento mais importante na demanda evaporativa sendo geralmente a principal fonte de energia utilizada no processo de evapotranspiração. A umidade do ar interfere no déficit de saturação de vapor de água. O efeito do vento é exercido pela remoção do ar saturado na camada limite mantendo o processo ativo. A temperatura do ar interfere no déficit de pressão de vapor. CHANG (1971) afirma que a importância relativa da radiação solar, umidade e vento na determinação da evapotranspiração em tanques está na proporção de 80: 6:14, respectivamente. A temperatura não foi avaliada por estar correlacionada com a radiação solar. O poder de evaporação da atmosfera é expresso em termos de evapotranspiração de referência (ETo) 5.5.2. Características das plantas O tipo, variedade, estagio de desenvolvimento são alguns dos fatores que devem ser considerados na evapotranspiração. As diferenças na resistência a transpiração, altura da planta, rugosidade da vegetação, reflexão da radiação, grau de cobertura e características das raízes resultam em diferentes taxas de evapotranspiração. 5.5.3. Condições de manejo Fatores como salinidade do solo, fertilidade do solo, aplicação de fertilizantes, presença de camada impermeável, e outros fatores que podem limitar o desenvolvimento das raízes podem reduzir a evapotranspiraçãodas plantas. Também o grau de cobertura vegetal, a densidade de plantio e a umidade do solo interferem na taxa de ET. O solo afeta a evapotranspiração pela condutividade hidráulica, pela reflexão da radiação solar. Assim características como cor do solo, densidade do solo, textura, composição mineral ângulo de exposição, rugosidade da superfície que afetam o balanço energético tem influencia na evaporação. 27 5.6. Evapotranspiração de Referência (ETo) A taxa de evapotranspiração de uma superfície de referencia, sem restrição de umidade é chamada de evapotranspiração de referência, representada por ETo. A superfície de referência é uma grama hipotética com algumas características específicas. Outras denominações como evapotranspiração potencial (ETP) não são mais recomendadas devido a ambigüidade nas definições. O conceito de Evapotranspiração de referência foi introduzido no estudo da demanda evaporativa da atmosfera independente do tipo de planta, estágio de desenvolvimento e prática de manejo. Como a umidade é abundante os fatores de solo não afetam a evapotranspiração. Os únicos fatores que afetam a ETo são os parâmetros meteorológicos, e assim a ETo é um parâmetro meteorológico e pode ser calculado a partir de dados meteorológicos. ETo expressa o poder evaporante da atmosfera num local específico e época do ano e não considera as características da planta nem do solo. 5.7. Evapotranspiração da cultura (ETc) A evapotranspiração da cultura, denotada por ETc, e a evapotranspiração de uma planta livre de doenças, bem fertilizada cobrindo uma extensa área sob condições ótimas de umidade e alcançando produções máximas sob determinada condições climáticas. ETc = Kc ETo em que Kc é um coeficiente de cultura dado pela relação ETc/ETo Diferenças na anatomia das plantas, características do estômatos, propriedades aerodinâmicas e mesmo no albedo podem diferenciar a evapotranspiração de uma cultura com a evapotranspiração de referencia em determinadas condições ambientais. como estas características variam com a o desenvolvimento da planta, o valor de Kc para uma dada cultura varia de plantio até a colheita. Tabela 5.1. Coeficiente de cultura (Kc)de algumas Fase da cultura1 Cultura I II III IV Alface 0,45 0,60 1,00 0,90 Algodão 0,45 0,75 1,15 0,75 Arroz 1,10 1,10 1,10 1,10 Banana 0,70 0,90 1,10 1,10 Batata 0,45 0,75 1,15 0,85 Cana de açúcar 0,50 1,00 1,10 0,65 Citrus 0,65 0,70 0,70 0,65 Cevada 0,35 0,75 1,15 0,45 Feijão 0,35 0,70 1,10 0,30 Melão 0,45 0,75 1,00 0,75 Milho 0,40 0,80 1,15 0,70 Pepino 0,45 0,70 0,90 0,75 Pimentão 0,35 0,70 1,05 0,90 Soja 0,35 0,75 1,10 0,60 Sorgo 0,35 0,75 1,10 0,65 Fumo 0,35 0,75 1,10 0,90 Tomate 0,75 0,75 1,15 0,80 Trigo 035 0,75 1,15 0,45 1 Fase I - da semeadura até 15 % do desenvolvimento Fase II - da Fase I até antes da floração Fase III - da Floração a frutificação Fase IV - da fase III até a colheita 28 5.8. Medidas de ET A evapotranspiração pode ser obtida através de medições diretas ou por estimativas. As medições diretas são feitas basicamente por dois grupos de métodos: os métodos baseados na equação do balanço hídrico e os métodos micrometeorológicos. Estes métodos são muitos utilizados ara aferição dos métodos de estimativa em âmbito regional. A medição direta da evapotranspiração, na grande maioria dos casos é muito difícil. Equipamentos e medidas precisas de vários parâmetros físicos ou o balanço hídrico em lisímetros são requeridos para a determinação de evapotranspiração. Estes métodos tem custo elevado, requerem equipamentos sofisticados e mão de obra especializada, e são indicados para trabalhos de pesquisa e/ou da avaliação da estimativa de outros métodos indiretos para estimativa de ET. Para medições rotineiras usam-se métodos baseadas em observações meteorológica de para calcular a ET, bem como equações que usam dados meteorológicos ou correlacionando a evapotranspiração com evaporação medidas diretas de evaporação d’água. 5.8.1.Balanço Hídrico A evapotranspiração pode ser determinada pela medida de diversos componentes do balanço de água. Este método consiste nas medidas de entrada e saída de água na camada de solo explorada pelas raízes num determinado período Aplicando a equação do balanço hídrico pode-se escrever: ET = I + P-RO- DP + CR SF SW em que ET =evapotranspiração; I = Irrigação; P = precipitação; RO = escoamento superficial; DP = percolação profunda; CR = ascensão capilar; SFin = fluxo subsuperficial de entrada; SFOUT =fluxo subsuperficial de saída; SW = conteúdo de água no solo Alguns fluxos como DP, CR são difíceis de se medir em curtos períodos de tempo e não podem ser considerados. Outros como SF também poder ser desprezados. O método do balanço hídrico pode ser suado usualmente para estimativas de ET de longos períodos de tempo da ordem de uma semana ou dez dias. Figura 5.3. Balanço Hídrico da camada de solo explorado pelas raízes. 29 5.8.2. O método dos Lisímetros Os lisímetros podem ser conceituados como uma grande caixa enterrada e preenchida com solo, localizada no campo, com superfície vegetal ou não, com o objetivo de determinação da evapotranspiração de culturas o evaporação do solo. Conforme o tipo de manejo dado ao termo de variação do armazenamento, os lisímetros são agrupados em dois tipos básicos: lisímetros de pesagem e lisímetros de não pesagem. Nos lisímetros de pesagem a variação no armazenamento é medida através de um sistema de balança que permite o acompanhamento da variação no peso do lisímetros em intervalos de tempo compatíveis com a resolução d balança, que podem sr mecânicas, eletrônicas, células hidráulicas, flutuadores, etc. Dentre os lisímetros de não pesagem existem vários tipos como lisímetros de compensação com lenços de água superficial, lisímetros de compensação com nível de água no solo constante e lisímetros de drenagem em seus vários tipos especial. Os lisímetros de drenagem são certamente os que vem sendo largamente utilizados. Nestes os termos de variação do armazenamento e o escoamento superficial são desconsiderados através do emprego de técnicas que permitam sua desconsideração. a equação para a determinação da ET se reduz a: ET = I + P-DP onde ET = Evapotranspiração; I = Irrigação; P = precipitação; DP é a drenagem Isolando uma camada de solo explorada pelas raízes e controlando os processo que são difíceis de medir, pode-se determinar os deferentes termos do balanço hídrico no solo com boa precisão. Isto é feito por meio de lisímetros onde as plantas são cultivada em tanques com solo. Nos lisímetros de precisão, onde a perda de água é media diretamente pela mudança de massa a evapotranspiração pode se obtida com precisão de centésimos de milímetros e em períodos curtos tais como uma hora. Nos demais lisímetros a evapotranspiração de um determinado período é dada pela diferença entre a água colocado no lisímetros (Precipitação + irrigação) e a água de drenagem. Para um boa representatividade é necessário que a vegetação dentro do lisímetros seja bem representativa daquela imediatamente fora do lisímetros (mesma altura, índice de área foliar, etc) Como os lisímetros são difíceis de construir a sua operação e manutenção requer cuidados especiais, seu uso é limitados para propósitos de pesquisa. Figura 5.4. Lisímetros de drenagem 30 5.9. Calculo de ET a partir de dados meteorológicos Dadoa dificuldade de obtenção de medidas de campo, a ET é normalmente calculada a partir de dados meteorológicos. Existe um grande número de equações empíricas ou semi- empíricas para estimativa da ETo. Alguns métodos somente são válidos para condições climáticas específicas e condições agronômicas e não podem se r aplicadas em condições diferentes daquelas onde foram originalmente desenvolvidas. 5.9.1. Equação de Thornthwaite A equação de Thornthwaite foi derivada para a parte central e leste dos Estados Unidos (Clima temperado Continental), baseados em dados de precipitação e escoamento superficial de várias bacias hidrográficas. A evapotranspiração de referência é estimada pelas equações: fc I T10 16ETo a i para Ti > 0ºC 12 1i 514,1 i 5 T I 49239,0I10x7912,1I10x71,7I10x75,6a 22537 em que: Ti a temperatura média mensal mês i. I = índice d calor da região. fc = fator de correção (Tabela 5.2) Exemplo: Calcule a evapotranspiração de referência para Urussanga (latitude 28,5 o S ) com os dados abaixo: Mes T o C Jan 24,0 Fev 24,0 Mar 22,7 Abr 20,4 Maio 17,0 Jun 14,5 Jul 14,1 Ago 14,4 Set 16,5 Out 18,3 Nov 20,9 Dez 22,6 31 Tabela 5.2. Fator de correção da fórmula de Thornthwaite para diferentes latitudes Latitude Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. 10 N 0,990 0,910 1,033 1,017 1,076 1,050 1,076 1,059 1,008 1,016 0,967 0,982 8 N 0,999 0,918 1,033 1,017 1,068 1,042 1,068 1,059 1,008 1,016 0,967 0,990 6 N 1,008 0,918 1,033 1,008 1,059 1,025 1,059 1,051 1,000 1,025 0,975 1,008 4 N 1,016 0,926 1,033 1,008 1,051 1,017 1,051 1,042 1,000 1,025 0,983 1,016 2 N 1,025 0,926 1,033 1,000 1,042 1,008 1,042 1,042 1,000 1,033 0,992 1,025 0 1,033 0,933 1,033 1,000 1,033 1,000 1,033 1,033 1,000 1,033 1,000 1,033 2 S 1,042 0,941 1,033 1,000 1,025 0,992 1,025 1,025 1,000 1,033 1,008 1,042 4 S 1,051 0,941 1,033 0,992 1,016 0,983 1,016 1,025 1,000 1,042 1,017 1,051 6 S 1,059 0,949 1,033 0,992 1,008 0,975 1,008 1,016 1,000 1,042 1,025 1,059 8 S 1,068 0,949 1,033 0,983 0,999 0,958 0,999 1,008 0,992 1,051 1,033 1,076 10 S 1,076 0,957 1,033 0,983 0,990 0,950 0,990 1,008 0,992 1,051 1,033 1,085 12 S 1,085 0,964 1,042 0,975 0,982 0,942 0,982 0,999 0,992 1,051 1,042 1,094 14 S 1,094 0,964 1,042 0,975 0,982 0,933 0,973 0,990 0,992 1,059 1,050 1,102 16 S 1,102 0,972 1,042 0,967 0,973 0,925 0,956 0,990 0,992 1,059 1,058 1,111 18 S 1,111 0,980 1,042 0,967 0,964 0,908 0,947 0,982 0,992 1,068 1,067 1,128 20 S 1,128 0,980 1,042 0,958 0,956 0,900 0,939 0,973 0,983 1,068 1,075 1,137 22 S 1,137 0,988 1,042 0,958 0,947 0,892 0,930 0,964 0,983 1,076 1,083 1,145 24 S 1,145 0,996 1,042 0,950 0,930 0,875 0,921 0,964 0,983 1,076 1,092 1,163 26 S 1,154 1,003 1,042 0,950 0,921 0,867 0,904 0,956 0,983 1,085 1,100 1,171 28 S 1,171 1,003 1,042 0,942 0,913 0,858 0,896 0,947 0,983 1,085 1,108 1,180 30 S 1,180 1,011 1,051 0,942 0,904 0,842 0,887 0,939 0,983 1,094 1,125 1,197 32 S 1,188 1,019 1,051 0,933 0,896 0,825 0,870 0,930 0,975 1,094 1,133 1,206 34 S 1,206 1,027 1,051 0,925 0,878 0,817 0,861 0,921 0,975 1,102 1,142 1,223 36 S 1,214 1,034 1,051 0,925 0,870 0,800 0,844 0,913 0,975 1,102 1,150 1,240 38 S 1,231 1,042 1,051 0,917 0,861 0,783 0,827 0,904 0,975 1,111 1,167 1,257 40 S 1,249 1,050 1,051 0,908 0,844 0,767 0,818 0,896 0,967 1,119 1,175 1,274 44 S 1,283 1,066 1,059 0,892 0,818 0,733 0,784 0,878 0,967 1,128 1,208 1,309 48 S 1,318 1,089 1,059 0,883 0,775 0,683 0,741 0,853 0,958 1,145 1,242 1,352 50 S 1,343 1,097 1,059 0,867 0,758 0,658 0,715 0,835 0,958 1,154 1,258 1,378 54 S 1,395 1,128 1,068 0,850 0,715 0,600 0,663 0,801 0,950 1,171 1,300 1,447 58 S 1,464 1,159 1,068 0,825 0,654 0,525 0,586 0,766 0,942 1,197 1,358 1,524 60 S 1,507 1,182 1,076 0,808 0,620 0,475 0,543 0,741 0,942 1,206 1,392 1,576 Para o estado de Santa Catarina Massignam e Pandolfo (2006) apresentaram a equação para estimar a Evapotranspiração mensal pelo método de Thornthwaite em função das coordenadas geográfica e altitude conforme: latdloncaltbaETo eq [18] em que: ETo = evapotranspiração de referência; alt = altitude (metros); lon = longitude(graus e décimos positiva); lat = latitude (graus e décimos positiva); a,b,c e d os parâmetros do modelo. 32 Tabela 5. Coeficiente de determinação parcial e total e valores dos coeficientes das equações de regressão da estimativa da evapotranspiração de referência mensal e anual em função da altitude, latitude e longitude no Estado de Santa Catarina. Mês Coeficientes das equações de regressão r² Intercepto (a) Altitude (b) Longitude (c) Latitude (d) Janeiro 7,57 -0,0360 3,40 -1,61 0,89 Fevereiro 66,32 -0,0306 2,07 -2,02 0,93 Março 123,89 -0,0287 1,03 -2,44 0,92 Abril 178,66 -0,0188 -0,68 -2,52 0,84 Maio 152,99 -0,0120 -1,16 -1,49 0,77 Junho 126,27 -0,0064 -1,07 -1,22 0,64 Julho 107,11 -0,0052 -0,46 -1,69 0,53 Agosto 78,41 -0,0056 0,46 -2,02 0,58 Setembro 40,45 -0,0085 1,21 -1,63 0,77 Outubro 43,75 -0,0147 2,26 -2,88 0,77 Novembro 19,15 -0,0210 2,87 -2,43 0,82 Dezembro 1,59 -0,0303 3,70 -2,37 0,86 Anual 834,40 -0,2255 15,90 -24,28 0,91 Fonte: Massignam & Pandolfo (2006) 5.9.2. Método de Makkink. Com base em correlação de dados de evapotranspiração potencial de um gramado e a radiação solar ao nível da superfície Makkink (1957) apresentou a equação: ETP = 0,61 W Rs – 0,12 onde : ETP = evapotranspiração potencial diária (mm/dia) Rs =radiação solar ao nível de superfície (mm/dia); Quando a radiação solar na superfície não é medida, pode-se estimar por meio d equação: N n RaRs onde Ra = Radiação solar no topo da atmosfera (Tabela 5.3); n = horas de insolação opor dia; N = duração máxima de insolação (Tabela 5.4) e = coeficientes que dependem do local. Quando não existe informação do local sugere-se uma das alternativas abaixo: - utilizar os valores médios de = 0, 25 e = 0,50. - estimar = 0,29 cos(latitude) = 0,52. 33 - adotar valores médios para Região sul Brasil = 0,24 e = 0,58) W = fator de ponderação que pode ser calculado por meio das equações abaixo: W = 0,407 + 0,0145 Tw para 0< Tw < 16 ºC W = 0,483 + 0,01 Tw para 16,1 < Tw < 32 °C Onde Tw é a temperatura do bulbo molhado, que quando não é disponível, condição mais comum, utiliza-se a temperatura média diária (Tmed), no entanto em condições de atmosfera não saturada a Tmed > Tw, logo W será ligeiramente maior aumentando a estimativa de ETP Tabela 5.3.. Radiação solar média mensal no topo da atmosfera (mm/dia). Latitude Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. 10 N 13,1 14,1 15,1 15,5 15,3 15,1 15,1 15,3 15,1 14,4 13,3 12,7 8 N 13,5 14,4 15,2 15,4 15,1 14,8 14,9 15,2 15,2 14,6 13,7 13,1 6 N 13,8 14,6 15,3 15,3 14,9 14,6 14,6 15,0 15,2 14,8 14,0 13,5 4 N 14,2 14,9 15,4 15,2 14,7 14,3 14,4 14,9 15,2 15,0 14,3 13,9 2 N 14,5 15,1 15,4 15,1 14,5 14,0 14,1 14,7 15,2 15,1 14,6 14,2 0 14,8 15,3 15,5 15,0 14,2 13,7 13,8 14,5 15,1 15,2 14,9 14,6 2 S 15,1 15,5 15,5 14,9 13,9 13,3 13,5 14,3 15,1 15,4 15,1 14,9 4 S 15,4 15,7 15,5 14,7 13,6 13,0 13,2 14,1 15,0 15,5 15,4 15,2 6 S 15,7 15,8 15,5 14,513,3 12,7 12,9 13,8 14,9 15,5 15,6 15,5 8 S 15,9 15,9 15,4 14,3 13,0 12,3 12,5 13,6 14,8 15,6 15,8 15,8 10 S 16,2 16,1 15,4 14,1 12,7 11,9 12,2 13,3 14,7 15,6 16,0 16,1 12 S 16,4 16,1 15,3 13,9 12,4 11,5 11,8 13,0 14,5 15,7 16,2 16,3 14 S 16,6 16,2 15,2 13,6 12,0 11,1 11,4 12,7 14,4 15,7 16,4 16,6 16 S 16,8 16,3 15,1 13,3 11,6 10,7 11,0 12,4 14,2 15,7 16,5 16,8 18 S 16,9 16,3 15,0 13,1 11,3 10,3 10,6 12,1 14,0 15,6 16,6 17,0 20 S 17,1 16,3 14,8 12,8 10,9 9,9 10,2 11,8 13,8 15,6 16,7 17,2 22 S 17,2 16,3 14,7 12,5 10,5 9,4 9,8 11,4 13,5 15,5 16,8 17,4 24 S 17,3 16,3 14,5 12,1 10,0 9,0 9,4 11,1 13,3 15,4 16,9 17,5 26 S 17,4 16,3 14,3 11,8 9,6 8,5 8,9 10,7 13,0 15,3 16,9 17,6 28 S 17,5 16,2 14,1 11,4 9,2 8,1 8,5 10,3 12,8 15,2 17,0 17,8 30 S 17,6 16,2 13,8 11,1 8,8 7,6 8,1 9,9 12,5 15,1 17,0 17,9 32 S 17,6 16,1 13,6 10,7 8,3 7,2 7,6 9,5 12,2 14,9 17,0 18,0 34 S 17,6 16,0 13,3 10,3 7,9 6,7 7,1 9,1 11,8 14,7 17,0 18,0 36 S 17,7 15,8 13,0 9,9 7,4 6,2 6,7 8,6 11,5 14,5 16,9 18,1 38 S 17,6 15,7 12,7 9,5 6,9 5,7 6,2 8,2 11,1 14,3 16,9 18,1 40 S 17,6 15,5 12,4 9,1 6,5 5,3 5,7 7,8 10,8 14,1 16,8 18,1 44 S 17,5 15,2 11,8 8,2 5,5 4,3 4,8 6,8 10,0 13,6 16,6 18,1 48 S 17,4 14,7 11,0 7,3 4,6 3,4 3,9 5,9 9,2 13,0 16,4 18,1 50 S 17,3 14,5 10,6 6,8 4,1 2,9 3,4 5,4 8,8 12,7 16,2 18,0 54 S 17,1 14,0 9,8 5,9 3,2 2,1 2,5 4,5 7,9 12,1 15,9 17,9 58 S 16,9 13,4 9,0 4,9 2,3 1,3 1,6 3,6 7,0 11,4 15,6 17,8 60 S 16,8 13,1 8,5 4,4 1,8 0,9 1,2 3,1 6,5 11,0 15,4 17,8 34 Tabela 5.4. Duração máxima do brilho solar (N) no dia 15 de cada mês. Latitude Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. 10 N 11,5 11,7 12,0 12,2 12,5 12,6 12,5 12,3 12,1 11,8 11,6 11,4 8 N 11,6 11,8 12,0 12,2 12,4 12,5 12,4 12,3 12,1 11,8 11,6 11,5 6 N 11,7 11,8 12,0 12,1 12,3 12,3 12,3 12,2 12,0 11,9 11,7 11,7 4 N 11,8 11,9 12,0 12,1 12,2 12,2 12,2 12,1 12,0 11,9 11,8 11,8 2 N 11,9 11,9 12,0 12,0 12,1 12,1 12,1 12,1 12,0 12,0 11,9 11,9 0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 12,0 2 S 12,1 12,1 12,0 12,0 11,9 11,9 11,9 11,9 12,0 12,0 12,1 12,1 4 S 12,2 12,1 12,0 11,9 11,8 11,8 11,8 11,9 12,0 12,1 12,2 12,2 6 S 12,3 12,2 12,0 11,9 11,7 11,7 11,7 11,8 12,0 12,1 12,3 12,3 8 S 12,4 12,2 12,0 11,8 11,6 11,5 11,6 11,7 11,9 12,2 12,4 12,5 10 S 12,5 12,3 12,0 11,8 11,5 11,4 11,5 11,7 11,9 12,2 12,4 12,6 12 S 12,6 12,4 12,1 11,7 11,4 11,3 11,4 11,6 11,9 12,2 12,5 12,7 14 S 12,7 12,4 12,1 11,7 11,4 11,2 11,3 11,5 11,9 12,3 12,6 12,8 16 S 12,8 12,5 12,1 11,6 11,3 11,1 11,1 11,5 11,9 12,3 12,7 12,9 18 S 12,9 12,6 12,1 11,6 11,2 10,9 11,0 11,4 11,9 12,4 12,8 13,1 20 S 13,1 12,6 12,1 11,5 11,1 10,8 10,9 11,3 11,8 12,4 12,9 13,2 22 S 13,2 12,7 12,1 11,5 11,0 10,7 10,8 11,2 11,8 12,5 13,0 13,3 24 S 13,3 12,8 12,1 11,4 10,8 10,5 10,7 11,2 11,8 12,5 13,1 13,5 26 S 13,4 12,9 12,1 11,4 10,7 10,4 10,5 11,1 11,8 12,6 13,2 13,6 28 S 13,6 12,9 12,1 11,3 10,6 10,3 10,4 11,0 11,8 12,6 13,3 13,7 30 S 13,7 13,0 12,2 11,3 10,5 10,1 10,3 10,9 11,8 12,7 13,5 13,9 32 S 13,8 13,1 12,2 11,2 10,4 9,9 10,1 10,8 11,7 12,7 13,6 14,0 34 S 14,0 13,2 12,2 11,1 10,2 9,8 10,0 10,7 11,7 12,8 13,7 14,2 36 S 14,1 13,3 12,2 11,1 10,1 9,6 9,8 10,6 11,7 12,8 13,8 14,4 38 S 14,3 13,4 12,2 11,0 10,0 9,4 9,6 10,5 11,7 12,9 14,0 14,6 40 S 14,5 13,5 12,2 10,9 9,8 9,2 9,5 10,4 11,6 13,0 14,1 14,8 44 S 14,9 13,7 12,3 10,7 9,5 8,8 9,1 10,2 11,6 13,1 14,5 15,2 48 S 15,3 14,0 12,3 10,6 9,0 8,2 8,6 9,9 11,5 13,3 14,9 15,7 50 S 15,6 14,1 12,3 10,4 8,8 7,9 8,3 9,7 11,5 13,4 15,1 16,0 54 S 16,2 14,5 12,4 10,2 8,3 7,2 7,7 9,3 11,4 13,6 15,6 16,8 58 S 17,0 14,9 12,4 9,9 7,6 6,3 6,8 8,9 11,3 13,9 16,3 17,7 60 S 17,5 15,2 12,5 9,7 7,2 5,7 6,3 8,6 11,3 14,0 16,7 18,3 Exemplo: Calcule a evapotranspiração para o mês de abril para Urussanga (latitude 28,5 S), sendo registrado Temperatura de 20,4 o C e 5,2 horas de insolação. 35 5.10 Método do Tanque Classe A O Tanque Classe A tem sido recomendado pela Organização Meteorológica Mundial (OMM) e é utilizado nas Estações climatológicas principais do Instituto nacional de Meteorologia (INMET). O tanque de evaporação responde a radiação, vento, temperatura e umidade na mesma forma que a planta. Sem dúvida a água absorve mais radiação incidente do que uma superfície de cultivo. Também o calor armazenado no tanque pode causar uma considerável evaporação durante a noite enquanto a maioria das plantas somente transpira durante o dia. Assim a evaporação no tanque tende a ser maior que a evapotranspiração de uma área com vegetação, e a evapotranspiração de referência pode ser estimada por: ETo = Kp ECA Kp é um coeficiente do tanque que depende da bordadura do tanque e das condições climáticas (Tabela 5.6) Figura 5.5. Tanque Classe A Segundo Sediyama (1987), apesar das limitações do tanque Classe A, este fornece estimativas bastante representativas para períodos de 10 dias, desde que sejam selecionados valores de Kp apropriados para o tanque. Na seleção do Kp deve-se ter o extremo cuidado em considerar: a) a cobertura vegetal na vizinhança do tanque; b) as condições de vento e umidade relativa no local de instalação. Com Base nessas informações Doorembos e Pruitt (1977) apresentam uma tabela de Kt para dois casos distintos de exposição: Exposição A para tanque circundado de vegetação rasteira com bordadura variando de 1 a 1000 m; Exposição B tanque circundado de solo nu com bordadura variando também de 1 a 1000 m, para diversas condições de umidade relativa. 36 Tabela.5.6. Valores de Kp para conversão de evaporação do Tanque Classe A para ETo. Exposição A Tanque circundado por grama Exposição A Tanque circundado por solo nú Umidade relativa média (%) Baixa < 40 % Média 40-70 % Alta > 70% Baixa < 40 % Média 40-70 % Alta > 70% Vento (m/s) R(m) 1 R(m) 1 Leve < 2 1 0,55 0,65 0,75 1 0,70 0,80 0,85 10 0,65 0,75 0,85 10 0,60 0,70 0,80 100 0,70 0,80 0,85 100 0,55 0,65 0,75 1000 0,75 0,85 0,85 1000 0,50 0,60 0,70 Moderada 2 –5 1 0,50 0,60 0,65 1 0,65 0,75 0,80 10 0,60 0,70 0,75 10 0,55 0,65 0,70 100 0,65 0,75 0,80 100 0,50 0,60 0,65 1000 0,70 0,80 0,80 1000 0,45 0,55 0,60 Forte 5-8 1 0,45 0,50 0,60 1 060 0,65 0,70 10 0,55 0,60 0,65 10 0,50 0,55 0,75 100 0,60 0,65 0,70 100 0,45 0,50 0,60 1000 0,65 0,70 0,75 1000 0,40 0,45 0,55 Muito Forte > 8 1 0,40 0,45 0,50 1 0,50 0,60 0,65 10 0,45 0,55 0,60 10 0,45 0,50 0,55 100 0,50 0,60 0,65 100 0,40 0,45 0,50 1000 0,55 0,60 0,65 1000 0,35 0,40 0,45 1 Raio de bordadura Segundo Tubelis (1989) a evaporação do Tanque Classe A é utilizada na estimativa direta da evaporação potencial, evaporação do lago e até mesmo da evapotranspiração das culturas. Tubelis (1989) apresenta os coeficientes para estimativa da evaporação da lagoa dados na tabela abaixo. TUCCI (1993) afirma que o valor do coeficiente Kp para reservatórios e lagos varia entre 0,6 a 0,8, sendo o valor 0,7 o valor mais usado. Exercício 1: Sabendo que a evaporação de um Tanque Classe A no mês de Abril foi de 88,9 mm e considerando o tanque colocado sobre uma área com grama e R = 100 m e os dados climáticos de acordo com a tabela 5. Estime: a) a evapotranspiração de referência; b) a evaporação mensal de um lago Tabela 5.7 Valores médios mensais das variáveis meteorológicas registradas na estação meteorológica de Urussanga, SC. Mês do ano Variável Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov.Dez. Tmed ( o C) 24,0 24,0 22,7 20,4 17,0 14,5 14,1 14,4 16,5 18,3 20,9 22,6 Tmax ( o C) 29,9 30,0 28,9 26,8 24,0 22,0 21,6 22,0 23,6 24,4 27,1 28,9 Tmin ( o C) 19,1 19,2 18,0 15,6 12,0 9,2 8,9 9,0 10,9 13,2 15,4 17,2 Chuva (mm) 200,1 201,8 174,8 99,1 94,2 81,8 95,5 112,8 129,5 130,4 119,2 154,3 Ur (%) 83,2 84,1 85,4 86,1 87,1 87,5 86,8 85,2 82,2 82,5 80,5 79,1 vento(m.s -1 ) 2,1 2,3 2,5 2,4 2,3 2,3 2,4 2,5 2,7 2,8 3,0 2,8 ins (h) 5,4 5,6 5,6 5,2 5,0 4,8 4,6 4,9 4,6 4,6 5,7 5,6 Exercício 2. Com base nos dados da tabela 5.7 estime a evapotranspiração pelo método de Makkink para o mês de março 37
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