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Agrometeorologia Agronomia-Dradena Prof. Ronaldo Cintra Lima Evaporação, Transpiração e Evapotranspiração Medida da Evapotranspiração Medida da Evapotranspiração A evapotranspiração é medida com tanques vegetados denominados de lisímetros ou evapotranspirômetros, que servem para determinar qualquer tipo de ET. Lisímetros de drenagem Lisímetros de pesagem Montagem de um lisímetros MEDIDAS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO Evapotranspiração A medida direta da evapotranspiração é difícil e onerosa, justificando sua utilização apenas em condições experimentais. Os equipamentos mais utilizados para esse fim são os lisímetros. Lisímetro ou evapotranspirômetro é um equipamento que consiste de uma caixa impermeável, contendo um volume de solo que possibilita conhecer com detalhe alguns termos do balanço hídrico do volume amostrado. Lisímetro de pesagem para a medida da ET do cafeeiro Lisímetro de pesagem para a medida da ET da cultura do milho LISÍMETRO INSTALADO Esquema de um evapotranspirômetro de drenagem Esquema de um evapotranspirômetro de lençol frático regulável. Base de fixação do lisímetro, com a célula de carga no centro da estrutura: (a) vista tridimensional, e (b) foto no local. a b Instalação, calibração e funcionamento de um lisímetro de pesagem Eng. Agríc., Jaboticabal, v.27, n.2, p.363-372, maio/ago. 2007 Métodos de Estimativa -Evapotranspiração (ET) É o processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera por evaporação da água do solo e por transpiração das plantas. Dependendo das condições da vegetação, do tamanho da área vegetada, e do suprimento de água pelo solo, define-se situações bem características, tais como, potencial, real, de oásis, e de cultura. Conceitos de Evapotranspiração Evapotranspiração Potencial (ETP) ou de referência (ETo) 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 uma variável meteorológica, que expressa o potencial de evapotranspiração para as condições meteorológicas vigentes. Condição de ETP ou ETo + Evapotranspiração Real (ETR) ETR - Evapotranspiração Real é a evapotranspiração nas mesmas condições de contorno de ETP, porém, com ou sem restrição hídrica. Nesse caso: ETR ≤ ETP + Evapotranspiração de Cultura (ETc) ETc 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 tolerâncicia 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. é a quantidade de água utilizada por uma pequena área vegetada (irrigada) que é circundada por uma extensa área seca, de onde provem energia por advecção (transporte lateral de calor por deslocamento da massa de ar), aumentando a quantidade de energia disponível. Logo, por definição: ETO > ETP. Evapotranspiração Oásis (ETO): Representação Esquemática da ETO e ETP Área Tampão Vento Predominante Efeito Varal Curva de Evapotranspiração Potencial Bal. vertical Oásis Bal. Vertical + Bal. Horizontal Seco Úmido Transição Estimativas da Evapotranspiração Estimativa da evapotranspiração Potencial (ETP ou ETo) Os valores de ETP podem ser estimados a partir de elementos medidos na estação agrometeorológica, existindo vários métodos para tal estimativa. Estimativas da Evapotranspiração Método de Penman-Monteith (Padrão FAO – 1998) FAO- Food and Agriculture Organization of the United Nations Em 1990, a FAO reuniu um grupo de 14 especialistas para rever os métodos de estimativas de evapotranspiração. Dessa reunião saiu a resolução de adotar o Método de Penman-Monteith como o mais adequado para estimar a evapotranspiração de uma cultura na escala diária Método de Penman-Monteith (Padrão FAO – 1998) 2 2 *34,01* )(** 273 900 ***408,0 US eeu T GRnS ETP as onde: Rn: Radiação líquida total diária (MJ m-2 d-1) G: Fluxo de calor no solo (MJ m-2 d-1) γ: constante psicrométrica (kPa ºC –1 ) T: Temperatura média do ar (ºC) U2: Velocidade do vento a 2 m de altura (m s -1) es: pressão de saturação de vapor (kPa) ea: pressão parcial de vapor (kPa) s: declividade da curva de pressão de vapor na temperatura do ar em kPa ºC -1 CRITÉRIO PARA ESCOLHA DE MÉTODO DE ESTIMATIVA DA ETP A escolha de um método de estimativa da evapotranspiração potencial depende de uma série de fatores. O primeiro fator é a disponibilidade de dados meteorológicos. O método de Penman – Monteith não poderá ser empregado em local que só disponha de dados de temperatura do ar. O segundo fator é a escala de tempo requerida. Por fim, no caso dos métodos empíricos, é necessário que se conheça as condições climáticas para as quais foram desenvolvidos, pois normalmente não são de aplicação universal. P. parcial de vapor = ea Ea = URMÉD * es) / 100 (kPa) esMÁX = 0,61078 * e [(17,27*TMAX)/(237,3+TMAX)] (kPa) esMÍN = 0,61078 * e[(17,27*TMIN)/(237,3+TMIN)] (kPa) TMÉD = (Tmax + Tmin) / 2 (°C)Temp Média = TMÉD P. de sat de vapor = TMÁX P. de sat de vapor = TMÍN Umidade Relativa = URMÉD URMÉD = (URMáx + URMín) / 2 (%) Decl. da curva de press. de vapor S=(4098*es) / (TMÉD + 237,3)² (kPa °C) Press de sat. de vapor es = (esTMAX + esTMin) / 2 (kPa) Fórmulas para calcular o Método de Penman-Monteith (Padrão FAO – 1998) EXEMPLO 1) Determinar a ETP sob as seguintes condições Atmosféricas: DADOS: Rn = 8,5 MJ m-2 d-1, G = 0,8 MJ m-2 d-1, Tmín = 18ºC, Tmíx = 30ºC, U2 = 1,8 m/s. Urmín = 40%, Urmáx = 100%, =0,063 kPa °C-1. Usar o Método de Penman-Monteith (Padrão FAO – 1998) EXEMPLO continuação... 2 2 34,01 273 900 408,0 Us T eeU GRns ETP as Estimativa da Evapotranspiração de Referencia pelo Método do Tanque “Classe A” Tanque Classe A Área de 1,15 m2 Foi desenvolvido para se ter uma forma prática de estimativa de ETo, aplicado no manejo da irrigação. MEDIDAS DE EVAPORAÇÃO EVAPORAÇÃO A medida direta da evaporação exige a utilização de um reservatório (tanque) onde o nível de água possa ser medido com precisão. A diferença das alturas dos níveis da água em dias consecutivos indica o total evaporado no período. MEDIDAS DE EVAPORAÇÃO Os principais tipos de tanques utilizados para a medida da evaporação são os seguintes: CLASSE A É um tanque cilíndrico de chapa de ferro galvanizado ou inox nº.22, com 121 cm de diâmetro (1,15 m2 de área evaporante), e 25,5 cm de profundidade. Deve ser instalado a 15 cm do solo sobre um estrado de madeira em área gramada. MEDIDAS DE EVAPORAÇÃO A leitura no nível da água é feita em um poço tranqüilizador de 25 cm de altura e 10 cm de diâmetro, onde é instalado um parafuso micrométrico de gancho com capacidade para medir variações de 0,01 mm. Atualmente existem sensores eletrônicospara medida do nível do tanque, possibilitando a automatização da coleta de dados. A água dentro do tanque deve ser mantida entre 5 e 7,5 cm abaixo da borda MEDIDAS DE EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO - O valor da evaporação obtido no tanque é exagerado em relação a perda efetiva da cultura, mesmo estando ela em condições ótimas de suprimento de água no solo. - Logo, o valor diário do tanque (ECA, mm / dia) precisa ser corrigido por um fator de ajuste, denominado coeficiente de tanque ( Kp), para se ter a ETo correspondente; ETo = Kp x ECA MEDIDAS DE EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO - O valor de Kp, sempre menor que 1, é função da velocidade do vento e da umidade relativa do ar (adveção de calor sensível), e do tamanho da bordadura, vegetada ou não, circunvizinha ao tanque. ESSE MÉTODO É UM DOS RECOMENDADOS PELA FAO 0,800,800,701000 0,800,750,65100 0,750,700,6010(175 a 425) 0,650,600,501Moderado 0,850,850,751000 0,850,800,70100 0,850,750,6510(<175) 0,750,650,551Leve >70%40 a 70%<40% URBordaduraVento (km/d) Valores de Kp O índice que expressa o tamanho da área foliar em relação à área do terreno ocupada por uma planta é denominado índice de área foliar (IAF, área de um lado da folha/área de terreno ocupado pela planta). A Etc pode ser obtida a partir da ETo pela relação: Etc = Kc x ETo Onde Kc é o coeficiente de cultura; Evapotranspiração da Cultura O valor de Kc varia com as fases fenológicas, e também entre espécies e variedades, sendo função do IAF Em culturas anuais, à medida que a planta se desenvolve o IAF cresce até atingir um valor máximo, decrescendo posteriormente no período de senescência das folhas. I – estabelecimento da cultura (semeadura à germinação); II – desenvolvimento vegetativo (germinação ao florescimento); III – é o período reprodutivo (florescimento ao final do enchimento dos grãos); Fases Fenológicas IV – maturação; Variação de Kc com o desenvolvimento de culturas anuais Kc médio Kc final Estabele- cimento Desenvolvimento Vegetativo Florescimento e Frutificação Maturaç ão Tempo (dias) Observa-se que os valores de Kc acompanham basicamente a área foliar da cultura. No caso das culturas anuais o Kcini 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. MEDIDAS DE EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO Os lisímetros mais empregados são: Lisímetro de drenagem Lisímetro de lençol freático constante Lisímetro de pesagem
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