Climatologia Un 1 2 Temperatura

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CLIMATOLOGIA E 
METEOROLOGIA
Ministério da Educação
Universidade Federal Rural do Semi-Árido – UFERSA
Bacharelado em Engenharia Ambiental e Sanitária
Prof. Wesley de Oliveira Santos
Graduação em Agronomia
Mestrado em Irrigação e Drenagem
Doutorando em Manejo de Solo e Água
Pau dos Ferros/RN – Semestre 2018.1
 Temperatura
• Um dos elementos mais estudados do tempo
atmosférico;
• Grau de calor de uma substância medida em uma
escala finita;
• Temperatura x Calor - sinônimos;
• Temperatura – Grau de calor medido por um
termômetro graduado em uma das escalas existentes;
• Calor – Energia cinética total de um corpo;
• Fahrenheit, Celsius e Kelvin;
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 Temperatura
• Fahrenheit – fusão do gelo (32 ºF) e ebulição da água
(212 ºF);
• Celsius – fusão do gelo (0 ºC) e ebulição da água (100
ºC);
• Kelvin - fusão do gelo (273 ºK) e ebulição da água (373
ºK);
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 Transformações entre escalas
• 𝑇𝐾 = 𝑇𝐶 + 273
• 𝑇𝐶 =
5
9
(𝑇𝐹 − 32)
• Tc – Temperatura em ºC;
• TF – Temperatura em ºF;
• TK – Temperatura em ºK;
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 Temperaturas médias
• Temperaturas diárias, mensais, anuais, de máximas e
de mínimas;
• Temperatura média do dia
• 𝑇𝑑 =
 1
24 𝑇ℎ
24
• Na prática, a temperatura média do dia ocorre próximo
das 9 e das 21 horas;
• 𝑇𝑑 =
𝑇𝑚á𝑥+𝑇𝑚í𝑛
2
- Tmáx (Temperatura máxima) e Tmín
(Temperatura mínima);
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 Temperaturas médias
• Temperaturas diárias, mensais, anuais, de máximas e
de mínimas;
• 𝑇𝑑 =
𝑇𝑚í𝑛+𝑇9+𝑇𝑚á𝑥+2.𝑇21
5
• Tmín – Temperatura mínima;
• Tmáx – Temperatura máxima;
• T9 – Temperatura às 9 horas;
• T21 – Temperatura às 21 horas;
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 Temperaturas médias
• Temperatura média mensal
• 𝑇𝑑 =
 𝑇𝑑
𝑛º 𝑑𝑖𝑎𝑠
• Temperatura média anual
• 𝑇𝑑 =
 𝑇𝑚
12
• Temperatura média das mínimas
• 𝑇𝑚𝑖𝑛 =
 𝑇𝑚𝑖𝑛_𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎𝑠
𝑛º 𝑑𝑖𝑎𝑠
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 Temperaturas médias
• Temperatura média mensal
• 𝑇𝑑 =
 𝑇𝑑
𝑛º 𝑑𝑖𝑎𝑠
• Temperatura média anual
• 𝑇𝑑 =
 𝑇𝑚
12
• Temperatura média das máximas
• 𝑇𝑚á𝑥 =
 𝑇𝑚á𝑥_𝑑𝑖á𝑟𝑖𝑎𝑠
𝑛º 𝑑𝑖𝑎𝑠
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 Transferência de calor no sistema solo/atmosfera
• Condução – Troca de energia cinética entre as
moléculas de uma massa de ar – diferença de
temperatura entre elas;
• Convecção – Movimento vertical de massa de ar na
atmosfera, que ocorre em função da menor densidade
da massa de ar em relação ao meio – convecção livre;
• Convecção livre – Aquecimento da superfície do solo;
• Convecção forçada – Encontro de massas de ar devido
à variação na topografia da região;
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 Transferência de calor no sistema solo/atmosfera
• Transição de fase – Aquecimento ou resfriamento de
uma massa de ar que ocorre em função da mudança de
fase da água;
• Difusão turbulenta – Transferência de calor do solo
para atmosfera que é feita através de movimentos
desordenados de massas de ar que se elevam na
atmosfera;
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 Variação da temperatura
• Varia diária e anualmente
• Causas dessa variação
• Aquecimento e resfriamento da superfície terrestre por
radiação;
• Troca de calor entre a superfície e o ar acima dela;
• Conversão de energia térmica da atmosfera em outras
formas de energia e vice-versa;
• Depende de fatores – latitude, nebulosidade, cobertura
do solo, relevo e continentalidade;
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 Variação da temperatura
• De modo geral é mínima pouco antes do amanhecer e
atingi o máximo entre 14 e 16 horas;
• Variação diária – determinada pelo curso diário da
radiação solar global incidente – balanço de radiação
positivo;
• Variação anual – determinada pelo curso anual da
radiação solar global incidente sobre a superfície;
• A temperatura máxima do ar em contato com o solo,
ocorre simultaneamente com a temperatura máxima da
superfície;
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 Variação da temperatura
• A medida que se afasta da superfície, a temperatura
máxima sofre um atraso continuamente, acontecendo a
2 m de altura cerca de 2 horas depois de ter ocorrido na
superfície;
• Após atingir a temperatura máxima do ar, a mesma
entra em declínio devido a diminuição da temperatura do
solo – balanço de radiação decresce;
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 Variação da temperatura do solo
• A variação diária e anual da temperatura do solo
acompanha a variação do balanço de radiação na
superfície;
• Durante o dia - balanço de radiação positivo
(temperatura do solo diminui com a profundidade);
• Durante a noite – balanço de radiação negativo
(temperatura aumenta com a profundidade);
• Abaixo dos 40 ou 50 cm, verifica-se isotermia;
• Tautócronos – Representação gráfica da temperatura
do solo ou do ar com a profundidade ou altura;
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 Variação da temperatura do solo
• Amplitude térmica – Diferença entre as temperaturas
máxima e mínima – diminui com a profundidade;
• Isotermas – Linhas que unem pontos de mesma
temperatura média;
• Balanço de radiação negativo – fluxo de calor por
condução do ar para a superfície – resfriamento do ar;
• Fatores que influenciam a temperatura do ar –
Proximidade do oceano, altitude, albedo da superfície e
o tipo de vegetação;
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 Variação da temperatura do solo
• Temperatura média
• 𝑇𝑚 = 𝐴 + 𝐵𝜑 + 𝐶𝜆 + 𝐷𝑧
• A, B, C e D – Coeficientes determinados para cada
região;
• 𝜑 – Latitude local;
• 𝜆 – Longitude local;
• z - Altitude;
• Gradiente de temperatura do ar – Variação de
temperatura em função da altitude ou distância
horizontal;
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 Unidades térmicas de crescimento
• Parâmetros que relacionam o ciclo vegetativo de uma
determinada cultura, com a quantidade de calor à qual a
cultura estará exposta;
• Temperaturas cardeais – Limites de temperaturas aos quais
estão sujeitas todas as espécies vegetais, acima ou abaixo
das quais as plantas sofrem influência no seu
desenvolvimento vegetativo;
• Temperatura máxima – Ts;
• Temperatura ótima – To;
• Temperatura mínima ou basal – Ti;
• Temperatura mínima do dia – Tn; Temperatura máxima do
dia – Tx;
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 Medida da temperatura
• Hidrotermômetro – medem a temperatura da água;
• Termômetro de mercúrio – medem a temperatura do ar –
bulbo seco, bulbo úmido e de máxima;
• Termômetro de álcool – medem as baixas temperaturas;
• Geotermômetros – medem a temperatura do solo;
• Termógrafos – medem e registram a temperatura;
• Sensores elétricos – termosensores de resistência elétrica,
termistores, termopares;
• Placas de fluxo de calor – medem o fluxo de calor do solo
numa dada profundidade – fluxo de calor positivo e negativo;
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 Equações
• Temperatura do solo em uma dada profundidade
• 𝑇 𝑧, 𝑡 = 𝑇𝑚 + 𝑇𝑜. 𝑒𝑥𝑝
−𝑧
𝑤
2𝐷 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 − 𝑧
𝑤
2𝐷
• T (z,t) – Temperatura do solo na profundidade z e no tempo
t - ºC;
• Tm – Temperatura média do perfil do solo - ºC;
• To – Amplitude máxima de temperatura na superfície do solo
- ºC;
• w – Velocidade angular da terra (7,27.10-5 rad/seg);
•D – Difusividade térmica do solo (5. 10-3 cm²/seg);
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 Equações
• Temperatura do solo em uma dada profundidade – na
superfície do solo – z = 0;
• 𝑇 0, 𝑡 = 𝑇𝑚 + 𝑇𝑜. 𝑠𝑒𝑛𝑤𝑡
• Densidade de fluxo de calor no solo em uma dada
profundidade
• 𝑄 𝑧, 𝑡 = 𝑇𝑜. 𝑘
𝑤
𝐷
. 𝑒𝑥𝑝
−𝑧
𝑤
2𝐷 . 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 − 𝑧
𝑤
2𝐷
+
𝜋
4
• k – Condutividade térmica do solo (2,5.10-3
cal/cm/s/ºC)
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 Equações
• Densidade de fluxo de calor no solo em uma dada
profundidade – na superfície do solo – z = 0;
• 𝑄 𝑧, 𝑡 = 𝑇𝑜. 𝑘
𝑤
𝐷
. 𝑠𝑒𝑛 𝑤𝑡 +
𝜋
4
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AGRADECIMENTOS
Wesley de Oliveira Santos
E-mail: wesley_ufersa@yahoo.com.br
wesley.santos@ufersa.edu.br
Obrigado 
pela 
atenção !!!!
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