Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses

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ISBN 978-85-85014-92-6
Informações climáticas e 
hidrológicas dos municípios 
catarinenses
(com programa HidroClimaSC)
Álvaro José Back
Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina
Florianópolis
2020
Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina (Epagri)
Rodovia Admar Gonzaga, 1.347, Itacorubi, Caixa Postal 502
CEP 88034-901, Florianópolis, Santa Catarina, Brasil
Fone: (48) 3665-5000 Fax: (48) 3665-5010
Site: www.epagri.sc.gov.br
Editado pelo Departamento Estadual de Marketing e Comunicação (DEMC)/
Epagri
Assessoria técnico-científica: Prof. Dr. Fernando Mainardi Fan, UFRGS
Editoração técnica: Lúcia Morais Kinceler, Luiz Augusto Martins Peruch, Márcia 
Cunha Varaschin e Paulo Sergio Tagliari
Revisão textual: Tikinet
Arte final: Victor Berretta
Fotos: Álvaro José Back e outros 
Primeira edição: Março 2020
Tiragem: On–line
Este trabalho é fruto do Projeto de Pesquisa com apoio do CNPq (Processo CNPq 
473107/2013)
É permitida a reprodução parcial deste trabalho desde que a fonte seja citada.
Ficha catalográfica
BACK, Á. J. Informações climáticas e 
hidrológicas dos municípios catarinenses 
(com programa HidroClimaSC). Florianópolis: 
Epagri, 2020. 157p.
1. Clima. 2. Hidrologia. 3. Índices Climáticos. 4. 
Erosão. 5. Chuva.
ISBN 978-85-85014-92-6
AUTOR
Álvaro José Back
Engenheiro-agrônomo, mestre em Engenharia Agrícola, doutor em 
Engenharia, Estação Experimental de Urussanga, Rodovia SC 108, km 
353, 1.563, Bairro da Estação, Urussanga, SC, 88840-000, fone: (48) 3403-1382, 
e-mail: ajb@epagri.sc.gov.br
Apresentação
Esta publicação tem como objetivo apresentar uma revisão dos principais 
fatores que afetam o clima catarinense, reunindo informações de diversas fontes 
que, devidamente sistematizadas, permitem obter uma descrição das características 
climáticas e hidrológicas de todos os municípios de Santa Catarina.
A obra se destina, primordialmente, aos profissionais da área da engenharia, 
não apenas como um importante referencial teórico, mas também como uma 
ferramenta para auxiliar no planejamento das atividades nos meios rural e urbano.
O programa HidroClimaSC, disponível em http://docweb.epagri.sc.gov.
br/pub/HidroClimaSC.zip, é uma ferramenta que possibilita obter informações 
climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses e também realizar cálculos 
de acordo com a necessidade do usuário.
Disponibilizar e difundir essas informações representam uma colaboração 
significativa da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa 
Catarina (Epagri) para projetos de hidrologia e climatologia da população de Santa 
Catarina.
A Diretoria Executiva
PREFÁCIO
Esta obra, idealizada e realizada pelo Dr. Álvaro José Back, apresenta de 
forma clara e, ao mesmo tempo, brilhante, uma contextualização sobre os principais 
conceitos e fundamentos climático-hidrológicos, sem embargo, engrandecida por 
sua extensa e rica carreira de professor e pesquisador, em que veemente aportam 
dados e estudos clássicos, até metodologias de ponta.
Ao discorrer pelo texto, o leitor terá a possibilidade intrínseca de qualificação 
e atualização sobre as situações de contorno referentes ao estado de Santa 
Catarina, contribuindo, assim, com o estado da arte na propagação de clássicos 
conceitos e hodiernas características sul-brasileiras, mas sem se privar de imbuir 
relevante análise crítica e uma organização esmerada na sua experiência e jornada 
de substancial pesquisador.
Destarte, deixo aqui minha pungente recomendação e profundo 
agradecimento por fazer parte do seu contexto de um bom período de azáfama, 
desejando uma excelente leitura para todos!
Prof. Dr. Cristiano Poleto
Instituto de Pesquisas Hidráulicas (IPH)
Universidade Federal do Rio Grande do Sul (UFRGS)
AGRADECIMENTOS
Aos engenheiros agrimensores Anderson Bonetti, Jóri Ramos Pereira e à 
engenheira ambiental Luana Pasini Miguel, pelo auxilio na elaboração dos mapas
Ao Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq), 
pelo apoio com o financiamento do projeto “Caracterização de chuvas intensas e 
erosividade de chuvas em Santa Catarina”, processo CNPq 473107/2013.
SUMÁRIO
Introdução ....................................................................................... 15
1 Elementos climáticos .....................................................................19
1.1 Radiação solar .................................................................................................. 19
1.1.1 Balanço de radiação .......................................................................................20
1.1.2 Saldo de radiação de onda curta (Rns) .........................................................20
1.1.3 Saldo de radiação de onda longa ...................................................................22
1.1.4 Saldo de radiação ..........................................................................................23
1.1.5 Medidas de radiação ......................................................................................23
1.1.6 Cálculo da radiação solar ..............................................................................26
 1.1.6.1 Radiação solar no topo da atmosfera (Ra) .........................................26
 1.1.6.2 Cálculo do fotoperíodo ................................................................ 28
 1.1.6.3 Estimativa da radiação de ondas longas .......................................29
 1.1.6.4 Estimativa do saldo de radiação .................................................. 30
1.2 Temperatura do ar ...........................................................................................30
1.2.1 Medição da temperatura ............................................................................... 31
1.2.2 Variações da temperatura .............................................................................32
1.2.3 Variação diária ..............................................................................................32
1.2.4 Variação anual da temperatura ....................................................................33
1.2.5 Efeito da altitude ...........................................................................................33
1.2.6 Efeito da continentalidade ............................................................................34
1.2.7 Cálculo da temperatura média diária ...........................................................34
1.2.8 Denominações...............................................................................................34
1.2.9 Estimativa da temperatura mensal ..............................................................35
1.2.10 Horas frio ....................................................................................................37
1.3.1 Variação diária da umidade relativa .............................................................45
1.3.2 Variação anual da umidade relativa .............................................................45
1.3.3 Cálculo da umidade relativa média diária ....................................................46
1.4 Precipitação ......................................................................................................46
1.4.1 Medidas de precipitação ...............................................................................47
1.4.2 Distribuição da chuva no estado de Santa Catarina .....................................49
1.4.3 Probabilidade de ocorrência de chuvas ........................................................50
1.5 Vento ................................................................................................................52
1.5.1 Medidas de velocidade e direção do vento ....................................................53
1.5.2 Variação diária e anual .................................................................................55
1.5.3 Variação vertical ............................................................................................581.6 Evaporação e evapotranspiração .....................................................................58
1.6.1 Evapotranspiração potencial (ETP) ..............................................................60
1.6.2 Evapotranspiração de referência (ETo) .......................................................60
1.6.3 Evapotranspiração da cultura (ETc) ............................................................ 61
1.6.4 Evapotranspiração real (ETr) .......................................................................63
1.6.5 Fatores que afetam a evapotranspiração ......................................................63
1.6.6 Medidas de ET ..............................................................................................64
1.6.7 Cálculo de evapotranspiração a partir de dados meteorológicos .................65
 1.6.7.1 Equação de Thornthwaite ..................................................................65
 1.6.7.2 Estimativas por regressão ...........................................................67
 1.6.7.3 Equação de Penman .................................................................... 68
 1.6.7.4 Método Penman-Monteith ........................................................... 71
2 Balanço hídrico .............................................................................75
2.1 Cálculo do balanço hídrico ...............................................................................76
2.2 Representação do balanço hídrico ..................................................................78
3 Classificação climática...................................................................81
3.1 Classificação de Thornthwaite ......................................................................... 81
3.1.1 Variação dos Índices de umidade e aridez ....................................................82
3.1.2 Índice de eficiência térmica ou evapotranspiração 
potencial (EP) ........................................................................................................83
3.1.3 Variação sazonal da evapotranspiração potencial .......................................84
3.1.4 Fórmula climática .........................................................................................84
3.2 Classificação de Köppen ..................................................................................85
3.2.1 Subdivisão do Grupo A .................................................................................86
3.2.2 Subdivisão do Grupo B .................................................................................87
3.2.3 Variedades específicas em temperatura do clima B ....................................88
3.2.4 Subdivisão do Grupo C .................................................................................88
3.2.5 Subdivisão do Grupo D .................................................................................89
3.2.6 Subdivisão do Grupo E .................................................................................90
3.3 Proposta de diferenciação climática para Santa Catarina ..............................90
4 Modelagem matemática da precipitação ...................................... 93
4.1 Definição de dia seco e dia de chuva................................................................93
4.2 Cadeias de Markov ..........................................................................................94
4.3 Modelagem da quantidade de precipitação ....................................................97
4.4 Probabilidade de dias secos ou dias chuvosos consecutivos ..........................98
5 Chuvas intensas ........................................................................... 107
5.1 Chuvas máximas diárias ................................................................................ 107
5.2 Chuvas máximas de curta duração ................................................................108
6 Erosividade das chuvas ................................................................111
6.1 Modelos de erosão do solo ..............................................................................112
6.2 O fator erosividade da chuva ..........................................................................114
6.3 Definição da chuva erosiva .............................................................................115
6.4 Determinação da energia cinética ..................................................................116
6.5 Índice de erosividade EI30 .............................................................................116
6.6 Índice de erosividade KE>25 .........................................................................118
6.7 Exemplo de cálculo dos índices EI30 e KE>25 ..............................................119
6.8 Estimativa dos índices de erosividade com dados pluviométricos .............. 122
6.9 Classificação da erosividade .......................................................................... 127
6.10 Variação sazonal da erosividade.................................................................. 128
6.11 Exemplo de estimativa de erosividade pelo método pluviométrico............ 129
7 Programa HidroClimaSC ............................................................. 131
Referências .................................................................................... 143
Introdução
A meteorologia é o ramo da ciência que estuda dos fenômenos físicos 
da atmosfera terrestre, em particular da camada mais próxima à superfície, 
denominada troposfera, que se caracteriza pela presença da umidade e pelo 
gradiente térmico. Na ciência da atmosfera, usualmente, é feita uma distinção 
entre tempo e clima, e entre meteorologia e climatologia. O termo tempo 
é empregado para designar o estado instantâneo das condições da atmosfera 
em determinado lugar. Já o termo clima é usado para referenciar as condições 
médias de longo período (geralmente 30 anos) da atmosfera num dado lugar. O 
clima, portanto, se refere às características da atmosfera, inferidas de observações 
contínuas durante um longo período.
A hidrologia é definida como a ciência que trata da água na Terra, sua 
ocorrência, circulação e distribuição, suas propriedades físicas e químicas, e sua 
relação com o meio ambiente, incluindo a relação com as formas vivas (CHOW, 
1964). Os principais processos do ciclo hidrológico como a precipitação e evaporação 
são diretamente dependentes das características meteorológicas, existindo assim 
uma relação entre as características climáticas e hidrológicas de uma região.
O clima de uma região é determinado por fatores relativamente estáticos, 
como latitude, altitude, continentalidade (distância do mar), tipo de superfície 
e outros fatores dinâmicos, caracterizados por influências de massas de ar que 
cobrem uma região. O estudo do clima está na dependência da análise da circulação 
geral da atmosfera, uma vez que as variações dos elementos estão associadas aos 
deslocamentos das massas de ar. Na região Sul do Brasil, a circulação atmosférica 
é controlada pelos sistemas de massas de ar tropicais e polares, regulada pelos 
fenômenos resultantes do choque dessas, a frente polar. Atuam sobre o estado de 
Santa Catarina as seguintes massas de ar: Tropical Atlântica (mTa), Polar Atlântica 
(mPa), Tropical Continental (mTc) e Equatorial Continental (mEc) (Figura 1). As 
massas Tropical Atlântica e Polar Atlântica predominam alternadamente em todas 
as estações do ano (MIRA, 1994).
No estado de Santa Catarina, além das massas de ar, o relevo também exerce 
influência no clima, afetando principalmente a variação da temperatura e das 
chuvas (MONTEIRO, 2001). Embora, em termos médios, diga-se que as chuvas 
são normalmente bem distribuídas, as variações temporais e espaciais da chuva 
evidenciam a ocorrência de eventos extremos como inundações, enxurradas e 
estiagens severas. Santa Catarina é um dos estados brasileiros mais atingidos por 
granizos, vendavais, tornados e deslizamentos.
A Universidade Federal de Santa Catarina(UFSC, 2016) fez o relatório de 
danos materiais e prejuízos de desastres em Santa Catarina do período de 1995 a 
2014. Para este relatório, os desastres naturais foram divididos em cinco grupos, 
de acordo com as características dos eventos adversos causadores dos danos e 
prejuízos: Hidrológico, Meteorológico, Climatológico, Geológico e Biológico. No 
grupo Hidrológico foram agrupados os seguintes eventos: inundações, enxurradas, 
alagamentos, tempestade local/convectiva – chuvas intensas e os relacionados a 
movimentos de massa, como os deslizamentos e fluxos de lama e detritos. No grupo 
Climatológico se enquadram as seguintes tipologias: ondas de calor, ondas de frio 
– friagem, ondas de frio – geadas, estiagem e seca. Por fim, as tipologias agrupadas 
como Meteorológicas são: ciclones – ventos costeiros (mobilidade de dunas), 
ciclones – marés de tempestade (ressacas), frentes frias/zonas de convergência, 
tornados, tempestade de raios, granizo e vendaval.
Os dados do relatório mostraram que o estado é atingido por eventos 
naturais de origens diversas, com registros relevantes relacionados ao excesso e 
à falta de chuva, mas também aos de evolução súbita, como vendavais, granizo, 
tornados e, inclusive, o único furacão registrado na costa brasileira. No período 
entre 1995 e 2014, os municípios catarinenses registraram algum tipo de dano 
material ou prejuízos decorrentes de desastres naturais. Os registros mais comuns 
são relacionados aos eventos decorrentes do excesso de chuva, com destaque 
Figura 1. Massas de ar que atuam no Brasil.
Fonte: <https://goo.gl/cEej2b> 
17Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
para aqueles identificados como enxurradas. Destacam-se também os prejuízos 
decorrentes dos períodos de estiagem e seca, fundamentalmente registrados na 
região oeste do estado. Esses estudos mostram a importância do conhecimento 
dos riscos de ocorrência de eventos extremos para o planejamento de medidas 
preventivas e mitigadoras.
As condições climáticas de uma região indicam o tipo de atividade 
agrícola mais viável de um determinado local, podendo indicar as condições de 
agressividade do ambiente sobre produtos armazenados, como também condições 
de intemperismo que as superfícies são expostas ou condições para desenvolvimento 
de microrganismos. Dessa forma, o conhecimento das características climáticas é 
de grande interesse para a área da agronomia, assim como para a engenharia, a 
biologia e a área da saúde.
Este trabalho teve como objetivo revisar os principais fatores que afetam 
o clima catarinense e permitir a descrição climática e a obtenção de informações 
hidrológicas de cada município catarinense. Foram reunidas informações divulgadas 
em vários trabalhos, alguns especialmente realizados para esta publicação. Com 
o programa HidroClimaSC, que é descrito no capítulo 7, pretendeu-se facilitar a 
apresentação dos resultados, bem como possibilitar ao usuário realizar cálculos de 
acordo com sua necessidade.
19Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1 Elementos climáticos
O clima de uma região é caracterizado pela variação de uma série de 
elementos ou variáveis climáticas que determinam o estado da atmosfera, como 
radiação solar, temperatura, umidade do ar, pressão atmosférica, velocidade e 
direção do vento, e precipitação. Esses elementos climáticos sofrem influência de 
outros fatores como latitude, altitude, continentalidade, movimentos atmosféricos 
e os movimentos da Terra em relação ao Sol.
1.1 Radiação solar
A radiação solar é a principal fonte de energia para a Terra e é também o 
principal elemento climático. A energia da radiação solar desencadeia os processos 
de fotossíntese – responsável ela produção vegetal –, como também é a fonte 
de energia para os processos de evaporação e evapotranspiração, influenciando 
diretamente no ciclo hidrológico, na distribuição de água e na temperatura do 
planeta.
O fluxo radioativo por unidade de área, denominado de densidade de fluxo, 
é utilizado nos cálculos de evaporação, evapotranspiração e no balanço de radiação 
de uma superfície. A unidade recomendada internacionalmente para exprimir o 
fluxo radioativo é o watt (W). No entanto, é comum o uso da unidade caloria por 
minuto (cal min−1) ou do Joule (J). Na hidrologia é habitual expressar a radiação 
como unidade equivalente à altura de evaporação, em mm dia−1. As unidades mais 
utilizadas para o fluxo de radiação por unidade de área são indicadas na Tabela 1 
com seus respectivos fatores de conversão.
Tabela 1. Fator de conversão para radiação
MJ m−² dia−1 J cm−² dia-1 cal cm−² dia−1 W m−² mm dia−1
MJ m−² dia−1 1 100 23,9 11,6 0,408
J cm−² dia−1 0,01 1 0,0239 0,116 0,00408
cal cm−² dia−1 0,041868 4,1868 1 0,485 0,0171
W m−² 0,0864 8,64 2,06 1 0,035
mm dia−1 2,45 245 58,5 28,4 1
20 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.1.1 Balanço de radiação
O Sol emite radiação em praticamente todos os comprimentos de onda, 
porém 99,9% da energia se situam na faixa compreendida entre 0,15 a 0,40µ de 
comprimento de onda, conhecida como domínio da radiação solar.
A radiação solar que atinge o topo da atmosfera terrestre (Ra) é variável ao 
longo do ano em virtude dos efeitos astronômicos e também varia de acordo com 
fenômenos que ocorrem na própria fonte (Sol), como manchas e erupções solares.
Ao atravessar a atmosfera terrestre, a radiação solar é atenuada pelos 
processos de espalhamento, absorção e reflexão. O espalhamento ocorre 
quando toda a energia do feixe luminoso incidente sobre uma partícula da atmosfera 
tenha se dispersado em todas as direções. A absorção solar é um processo seletivo, 
sendo o vapor d’água, ozônio e gás carbônico os principais agentes absorvedores. 
Dentre eles, o ozônio atua principalmente na região do ultravioleta, o vapor de 
água e o gás carbônico atuam na faixa do infravermelho. As nuvens refletem parte 
da radiação para o espaço.
A atmosfera é praticamente transparente à radiação solar, porém, com a 
relação à radiação terrestre, ocorre uma grande absorção impedindo a saída 
dessa radiação. As nuvens exercem importante papel no balanço de radiação 
do planeta. Elas refletem intensamente a radiação solar e absorvem a radiação 
emitida pela Terra. Dessa forma, a presença de nuvens impedirá a ocorrência de 
grande aquecimento diurno, assim como a ocorrência de grande resfriamento 
noturno. A parte da denominada radiação solar (Rs) que chega à superfície (Figura 
2) é caracterizada por um pequeno comprimento de ondas. A superfície, por 
sua vez, também emite radiação que tem comprimento de ondas longas (Rb). O 
balaço dessas radiações é importante como saldo de energia para os processos de 
evapotranspiração, fotossíntese e aquecimento.
1.1.2 Saldo de radiação de onda curta (Rns)
Parte da radiação solar é refletida pela superfície terrestre (água, solo 
e planta), e essa fração é chamada de refletância (r) ou coeficiente de reflexão, 
ou, ainda, albedo. Para as folhas das plantas, o albedo geralmente é menor que o 
coeficiente de reflexão, o qual, para uma superfície vegetal, se altera com o ângulo 
de incidência dos raios solares, sendo quase constante até 50°, aumentado de 50° 
a 90°. Quando a radiação incide sobre uma superfície clara de água num ângulo 
inferior a 45°, o coeficiente de reflexão é de cerca de 5% (r = 0,05) e, se maior que 
45°, o coeficiente de reflexão pode atingir 100% (r = 1,0).
21Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Na Tabela 2 encontram-se alguns valores de coeficiente de reflexão de 
culturas para as condições do hemisfério Norte.
Tabela 2. Coeficiente de reflexão (r) de algumas culturas nas condições do hemisfério 
Norte
Culturas Latitude ° N R Culturas Latitude ° N r
Cevada 52 0,23 Pastagem 32 0,25
Beterraba 52 0,26 Pastagem 7 0,18
Trigo 52 0,26 Abacaxi 22 0,15Trigo 43 0,22 Sorgo 7 0,20
Feijão 52 0,27 Cana 7 0,15
Milho 43 0,22 Algodão 7 0,21
Milho 7 0,18 Cevada 32 0,26
Fumo 43 0,24 Florestas coníferas 51 0,16
Fumo 7 0,19 Eucalipto 32 0,19
Abóbora 43 0,26 Floresta tropical 7 0,13
Tomate 43 0,23
Fonte: Monteith (1973).
Figura 2. Representação do balanço de radiação
22 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
O coeficiente de reflexão dos solos depende de fatores como teor de umidade, 
teor de matéria orgânica, ângulo de incidência e tamanhos das partículas do solo. 
Como a água absorve grande parte da radiação solar (aproximadamente 95%), as 
superfícies úmidas têm menor reflexão da radiação. Na Tabela 3 encontram-se 
valores de coeficiente de reflexão para diferentes tipos de superfície.
Tabela 3. Valores de coeficiente de reflexão (r) para diferentes tipos de superfície
Superfície r Superfície r
Floresta de coníferas 0,10 – 0,15 Solos cultivados 0,07 – 0,14
Floresta temporárias 0,15 – 0,20 Solos turfosos 0,05 – 0,15
Floresta 0,06 – 0,20 Argila seca 0,20 – 0,25
Savana 0,22 Água sol a 90 – 40° 0,02
Cereais 0,10 – 0,25 Água sol a 30° 0,06
Batata 0,15 - 0,25 Água sol a 20° 0,13
Algodão 0,20 – 0,25 Água sol a 10° 0,35
Campo 0,15 – 0,20 Água sol a 5° 0,59
Solos arenosos 0,05 – 0,20 Neve recente 0,80 – 0,95
Culturas anuais 0,12 – 0,25 Neve velha 0,42 – 0,70
Parreiral (vinhedo) 0,18 – 0,19 Lago congelado 0,10
Solo arenoso seco 0,15 – 0,45 Lago congelado com neve 0,46
Areia clara 0,25 – 0,45 Superfície do mar calmo 0,07 – 0,08
Pedras 0,15 – 0,25 Superfície do mar agitado 0,12 – 0,14
Fonte: Adaptado de Klar (1984) e Reichardt (1985).
Portanto, o saldo de radiação de ondas curtas (Rns) é dado por
Rns = Rs(1−r); eq. (1)
em que: Rns = Saldo de radiação de onda curta.
Rs = Radiação Solar
r = coeficiente de reflexão
1.1.3 Saldo de radiação de onda longa
A superfície terrestre, com qualquer outro corpo negro que se encontre a 
uma temperatura acima do zero absoluto, emite radiação. A maior parte de energia 
emitida corresponde à região do espectro compreendido entre 4 a 100 µm, com 
pico em torno de 10 µm. Essa radiação é denominada de radiação de onda longa, 
e é parcialmente absorvida pela atmosfera e, de novo, remetida em direção à 
23Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
superfície terrestre. O saldo de radiação em curtos intervalos de tempo pode ser 
negativo, positivo ou nulo. No entanto, em termos médios, é negativo, revelando 
que a superfície emite mais radiação do que recebe da atmosfera.
Portanto, o balaço de radiação de onda longa é dado por
Rb = Rb↓ - Rb↑ eq. (2)
em que: Rb↓ = Radiação de onda longa emitida pela atmosfera em direção 
a superfície;
Rb↑ = Radiação de onda longa emitida pela superfície em direção à 
atmosfera.
1.1.4 Saldo de radiação
O saldo de radiação, ou a radiação líquida (Rn), pode ser estimado como a 
soma dos balanços e radiação de onda curta e radiação de onda longa, isto é:
Rn = Rns + Rb eq. (3)
O saldo de radiação (Rn) é, então, utilizado pela superfície nos processos de 
vaporação (λE), aquecimento do ar (H, calor sensível), do solo (G, calor sensível) e 
das plantas (P, calor sensível) e na (F, fotossíntese), isto é:
Rn = λE + H + G + P +F eq. (4)
O processo fotossintético (F) utiliza, em média, menos de 3 % de Rn, 
sendo quantitativamente desprezível. O calor armazenado nas plantas depende 
do porte vegetativo e, no caso de plantas anuais, é desprezível, no entanto, para 
florestas, pode variar de 3 a 10% de Rn (PEREIRA et al.,1997). Dependendo do 
tipo de vegetação e do seu estágio de desenvolvimento, o fluxo de calor no solo 
(G) também pode ser desprezível, visto que a presença de plantas funciona como 
isolante evitando que os raios solares atinjam a superfície do solo.
1.1.5 Medidas de radiação
A radiação solar pode ser medida com actinógrafos, (Figura 3), piranômetro 
(Figura 4A), solarímetros (Figura 4B) e radiômetros. Atualmente, existem 
equipamentos que medem o saldo da radiação sobre a superfície (Figura 5). No 
entanto, devido ao custo relativamente alto desses equipamentos, não são realizadas 
avaliações rotineiras da radiação solar na maioria das estações meteorológicas, daí 
a necessidade de se estimar o valor da radiação solar global.
 Nos locais onde não é medida a radiação, esta pode ser estimada pela 
duração do brilho solar (n), medida com Heliógrafo Campbell-Stokes (Figura 6).
24 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Figura 3. Actinógrafo, instrumento para registrar a 
radiação solar
Figura 4. Instrumentos para medir a radiação solar (A - piranômetro, B – solarímetro)
(A) (B)
25Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Figura 5. Equipamento para medição do saldo de radiação
Figura 6. Heliógrafo, instrumento usado para registrar as horas de insolação
26 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
A relação entre o número de horas de sol e a duração máxima de brilho 
solar (n/N) é denominada de razão de insolação. A duração máxima do brilho solar 
(N) e a radiação extraterrestre (Ra) dependem da posição do sol e são função da 
latitude e do dia do ano, podendo ser estimadas por meio de equações derivadas 
da astronomia.
A relação entre o índice de claridade e a razão de insolação pode ser expressa 
pela equação de Angström-Prescott, conforme:





 β+α=
N
n
RaRs
 eq. (5)
em que: Rs = radiação solar na superfície;
Ra = radiação solar no topo da atmosfera;
n = horas de insolação observada (h);
N = duração máxima do brilho solar (h);
α = constante da equação de regressão expressa a fração da radiação solar 
que chega a superfície da Terra em dias completamente nublados (n = 0);
α+ β = fração da radiação solar que chega a superfície terrestre em dias de 
céu limpo (n = N).
Os valores de α e β variam de acordo com as condições atmosféricas 
(umidade, poluição, nebulosidade) e a declinação solar (latitude e época do ano), 
quando não há dados de radiação solar e os valores de α e β não foram calibrados 
para o local. Allen et al. (1998) recomendam adotar os valores 0,25 e 0,50 para α 
e β, respectivamente, na estimativa da radiação solar que chega na superfície do 
solo.
1.1.6 Cálculo da radiação solar
Devido às dificuldades de medidas de radiação solar, foram desenvolvidas 
várias fórmulas para estimar os termos do balanço de radiação e obter o saldo 
de radiação na superfície terrestre. Essas fórmulas são muito utilizadas nas 
metodologias para estimar a evapotranspiração ou a evaporação de água em 
reservatórios.
1.1.6.1 Radiação solar no topo da atmosfera (Ra)
Aplicando as equações derivadas da astronomia, pode-se estimar a radiação 
solar que chega no topo da atmosfera pela equação:
27Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
 eq. (6)
em que: Ra = radiação solar no topo da atmosfera (MJ m−2 dia−1);
Gs = constante solar média Gs = 1367 (W m−2);
Eo = fator de correção da excentricidade da órbita terrestre;
Ws = duração do dia solar (rad);
δ = declinação solar (rad);
φ = latitude do local (rad).
Em virtude da forma elíptica da órbita terrestre, a distância Terra-Sol varia 
ao longo do ano em um valor médio de 149,6 milhões de quilômetros. A esse valor, 
denomina-se Unidade Astronômica de distância (UA), ou seja, 1 UA = 149,6 × 106 
km. A distância mínima é de aproximadamente 147,1 × 10 6km, e a máxima de 
152,1 × 10 6km.
O fator de correção da excentricidade da órbita terrestre é dado por:
 eq. (7)
em que: DTS = distância da Terra ao Sol;
Dm = distância média da Terra ao Sol.
Chamando Eo de distância relativa (dr), Smith (1991) apresenta a equação 
para estimá-la como:
 eq. (8)
em que: J = dia do ano [0 a 364].
O ângulo do pôr do solé estimado pela equação (Smith, 1991):
 eq. (9)
em que: latitude (rad.);
ψ = declinação solar (rad.);
 ωs = angulo do pôr do sol (rad.).
A declinação solar como pode ser calculada por:
 eq. (10)
em que: eq. (11)
28 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Dj = o dia do calendário juliano;
Nda = número de dias do ano (365 ou 366).
Na Figura 7 constam os valores de radiação no topo da atmosfera calculados 
para diferentes latitudes, onde pode-se avaliar a variação sazonal da radiação solar 
para o estado de Santa Catarina, com latitudes aproximadas entre 26,0°S e 29,4°S.
Figura 7. Variação sazonal da radiação solar para diferentes latitudes
1.1.6.2 Cálculo do fotoperíodo
O intervalo de tempo entre o nascer e o pôr do sol em determinado dia é 
chamado de fotoperíodo ou duração do dia, ou ainda insolação máxima teórica, 
que pode ser estimada por:
 eq. (12)
N = insolação máxima teórica (horas);
ωs = ângulo do pôr do sol (rad.).
O fotoperíodo interfere nas atividades civis e principalmente nas atividades 
fisiológicas de plantas e animas. Na agricultura, o conhecimento do fotoperíodo é 
importante para várias finalidades, como a seleção de cultivares e a definição de 
29Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
época de prática de tratos culturais. Na economia, em geral, o conhecimento do 
fotoperíodo permite o planejamento das atividades que exigem luz natural bem 
como permite a economia de energia elétrica.
Na Figura 8 pode-se visualizar a variação sazonal do fotoperíodo para 
as diferentes latitudes. No estado de Santa Cataria, com latitude variando de 
aproximadamente 26,0°S a 29,4°S, pode-se encontrar amplitude sazonal no 
fotoperíodo superior a três horas.
Figura 8. Variação sazonal da fotoperíodo para diferentes latitudes
1.1.6.3 Estimativa da radiação de ondas longas
O balanço ou saldo de radiação de ondas longas pode ser estimado pela 
seguinte equação:
 eq. (13)
em que: σ = constante de Stefan-Boltzmann (= 1,1907 × 10−7cal cm−2 
dia−1 =2,0 × 10−9mm);
T = temperatura média do ar (K);
e = pressão de vapor (mb);
n = horas de insolação diária observada (h);
N = insolação máxima diária (h);
30 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.1.6.4 Estimativa do saldo de radiação
O saldo de radiação ou radiação líquida (Rn) pode ser estimado pela 
diferença entre o saldo e radiação de ondas curtas e o saldo de radiação de ondas 
longas, isto é:
Rn = Rns + Rnl eq. (14)
Exemplo 1: Considerando o dia 15 de janeiro de 2006, em que foi registrado 
no heliógrafo da estação meteorológica e Urussanga (latitude 28,31 S) 9,6 horas de 
sol, calcular o saldo de radiação de onda curta.
Cálculos:
δ – declinação solar = −0,3713rd (equação 10)
ωs – ângulo do pôr do sol = 1,7821rd (equação 9) 
N – insolação máxima teórica = 13,6h (equação 12)
dr – distância relativa = 1,0343 (equação 8)
Ra – Radiação solar no topo da atmosfera = 43,12MJ m−2 dia−1 (equação 6)
Rs – radiação solar na superfície = 24,79MJ m−2 dia−1 (equação 5)
r – reflectância = 0,23
Rns – Saldo de radiação de onda curta = 19,09MJ m−2 d−1(equação 1)
Rnl – Saldo de radiação de onde longa = 3,09MJ m−2 d−1(equação 11)
Rn = 19,09 − 3,09 = 16,00MJ m−2 d−1 (equação 3)
1.2 Temperatura do ar
A temperatura do ar é um dos elementos do clima mais estudados e 
possui grande importância para a climatologia. A temperatura do ar influencia a 
evaporação, a transpiração e o desenvolvimento das plantas e animais.
A temperatura é um índice que expressa a quantidade de calor sensível de um 
corpo. A temperatura do ar reflete o aquecimento da atmosfera numa determinada 
altura da superfície. Determina-se a temperatura de um corpo pelo balanço entre 
a radiação que chega e que sai e pela sua transformação em calor latente e calor 
sensível. Assim, a temperatura do ar ou da superfície terrestre está diretamente 
relacionada com o balanço de radiação na superfície.
31Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.2.1 Medição da temperatura
A Organização Meteorológica Mundial (OMM) normatizou as formas 
de medir os dados meteorológicos de modo a permitir comparar dados entre 
diferentes locais. Essa padronização diz respeito a instrumentos, locais e horários 
de medição. A temperatura do ar deve ser medida em locais com área plana, 
gramada, dentro de um abrigo meteorológico que permita livre passagem do ar, 
mas impeça a incidência de radiação solar nos equipamentos.
Utilizam-se termômetros comuns, termômetro de máxima e termômetro 
de mínima para medir a temperatura do ar. Esta também pode ser registrada 
com termógrafo. O termômetro indica a temperatura do ar no momento 
enquanto o termógrafo registra de forma contínua a variação da temperatura. 
As temperaturas extremas do dia são medidas com os chamados termômetros de 
máximas e termômetros de mínimas (Figura 9). O termômetro de mínima registra 
a temperatura mínima que ocorre durante o dia. É feito de álcool em vidro, no 
qual um indicador na forma de halteres com 2cm é imerso. Quando o álcool se 
contrai pela diminuição da temperatura, desloca o indicador. Se houver aumento 
da temperatura, o álcool se dilata e escoa ao redor do indicador, deixando-o na 
posição correspondente à temperatura mínima ocorrida. O termômetro de máxima, 
de mercúrio em vidro, apresenta uma pequena constrição logo acima do bulbo, 
impedindo que a coluna de mercúrio regrida com a diminuição da temperatura, 
de modo que o mercúrio permanece na posição de maior temperatura alcançada. 
É colocado em posição quase horizontal no suporte termométrico dentro do 
abrigo, acima do termômetro de mínima. O termógrafo (Figura 10) é um aparelho 
registrador de temperatura, que funciona pela variação do elemento sensível com 
a temperatura. As variações da temperatura são registradas continuamente sobre 
um tambor movido por um mecanismo de relógio
Figura 9. Termômetro de máxima (A) e termômetro de mínima (B)
(A) (B)
32 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.2.2 Variações da temperatura
A temperatura da atmosfera em um mesmo lugar está sujeita a dois tipos 
de variações: regulares e irregulares. As variações irregulares de temperatura são 
causadas pelos ventos fortes, chuvas, nevoeiros e outros fenômenos meteorológicos. 
As variações regulares podem ser diárias e anuais, e ser influenciadas pela altitude 
e continentalidade.
1.2.3 Variação diária
A variação diária da temperatura do ar é explicada pelo balanço de radiação 
na superfície do solo. Quando o balanço de radiação da superfície do solo começa 
a ser positivo, o ar, em contato com o solo, começa a ser aquecido por condução. O 
ar aquecido se expande e se eleva, sendo sucessivamente substituído pelo ar mais 
frio e de maior densidade. O ar próximo à superfície se aquece mais rapidamente, e 
Figura 10. Termo-higrógrafo para registro da temperatura e umidade 
relativa do ar
33Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
a temperatura máxima do ar em contato com o solo ocorre praticamente de forma 
simultânea com a temperatura máxima da superfície do solo. À medida que se 
afasta da superfície, há uma defasagem no tempo de ocorrência da temperatura 
máxima do ar em relação com a superfície. Para a altura de 2m, essa defasagem 
é de aproximadamente duas horas. Por isso, a temperatura máxima do dia 
normalmente é registrada nas estações meteorológicas por volta das 14h ou 15h, 
apesar de a insolação máxima, em geral, ocorrer às 12h, quando o sol está a pino.
A amplitude térmica diária varia conforme a época do ano, a latitude e 
longitude do local e de acordo com as condições de nebulosidade e umidade da 
atmosfera. De modo geral, nas regiões de baixa latitude, observa-se pequena 
amplitudetérmica diária e, nas regiões da latitude elevada, ocorre grande 
amplitude térmica.
Como a água tem propriedades térmicas diferentes das do solo, a amplitude 
térmica sobre os oceanos ou grandes massas de água é menor que sobre as 
superfícies continentais. Sobre os oceanos, a amplitude diurna da temperatura é 
usualmente menor que 0,7°C. O vento também influencia na amplitude diurna 
da temperatura de determinada superfície, sendo que a variação da temperatura 
na superfície é menor nos dias com vento do que nos dias calmos, sem grande 
ventilação. Isso ocorre porque, em dias com ventos, a troca de calor afeta uma 
camada mais profunda de ar do que em dias calmos.
1.2.4 Variação anual da temperatura
As variações sazonais na temperatura refletem principalmente as variações 
na quantidade de insolação recebida, com temperaturas mais elevadas registradas 
no verão, quando a insolação é maior, e mais baixas no inverno, quando a recepção 
de insolação é menor. As variações sazonais da temperatura aumentam com a 
latitude e com o grau de continentalidade pelos mesmos aspectos comentados no 
item anterior.
1.2.5 Efeito da altitude
Com o aumento da altitude, a densidade do ar e a pressão atmosférica 
diminuem, o que implica no resfriamento da atmosfera de aproximadamente 
6,5°C km−1. Assim, a altitude é um fator que influencia fortemente a temperatura e 
o clima de um local, como observado na região serrana de Santa Catarina.
34 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.2.6 Efeito da continentalidade
Também é conhecido que as massas de água têm capacidade de se aquecer 
e se resfriar mais lentamente que a superfície do solo. Dessa forma, no período de 
maior radiação solar, o ar continental se aquece mais que o ar sobre os oceanos 
e, por outro lado, se resfria mais no período de pouca insolação. Desse modo, à 
medida que avança para o interior do continente, as amplitudes térmicas anuais 
aumentam, fenômeno que recebe o nome de continentalidade.
1.2.7 Cálculo da temperatura média diária
Temperatura média expressa a temperatura média das 24 horas do dia e, 
se existir registros contínuos da temperatura do ar durante o dia (registrado em 
termógrafos ou equipamentos automáticos), pode-se utilizar a média aritmética 
dos valores medidos. Nas estações meteorológicas convencionais são realizadas 
medidas às 9h, 15h e 21h. Nesses casos, a temperatura média pode ser estimada 
por:
 eq. (15)
em que: Tm = temperatura média do dia;
Tmax = temperatura máxima do dia medida com o termômetro de máxima;
Tmin = temperatura mínima do dia, medida com o termômetro de mínima.
O Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) adota como temperatura 
média:
 eq. (16)
em que: T9 e T21 = temperatura das 9h e 21h, respectivamente, medidas no 
termômetro de bulbo seco (°C);
Tmax = temperatura máxima do ar (°C);
Tmin = temperatura mínima do ar (°C).
1.2.8 Denominações
Para caracterizar a temperatura de uma região, podem-se utilizar os 
seguintes dados:
35Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Temperatura média mensal: representa a temperatura média do mês 
calculada pela média aritmética das temperaturas médias diárias do mês em 
questão.
Temperatura média máxima mensal: corresponde à média das 
temperaturas máximas do mês calculada pela média aritmética das temperaturas 
máximas diárias do mês em questão.
Temperatura média mínima mensal: representa a média das 
temperaturas mínimas do mês calculada pela média aritmética das temperaturas 
mínimas diárias do mês em questão.
Temperatura máxima absoluta: diz respeito à temperatura máxima 
registrada no mês.
Temperatura mínima absoluta: representa a temperatura mínima 
registrada no mês.
Temperatura normal: refere-se à média de um período de 30 anos 
(normal climatológica) das temperaturas médias mensais.
1.2.9 Estimativa da temperatura mensal
Como a temperatura varia conforme a altitude, a latitude e a continentalidade, 
vários trabalhos foram realizados no sentido de ajustar equações de regressão 
múltipla para estimar em função das coordenadas geográficas. Para Santa 
Catarina, Massignam & Pandolfo (2006b) ajustaram equações que permitem 
estimar os valores médios decendiais da temperatura máxima, temperatura média 
e temperatura mínima conforme
T = a + b Alt + c Lat + d Lon eq. (17)
em que: Alt = altitude em metros;
Lat = Latitude em graus e décimos, sempre positivo;
Lon = Longitude em graus e décimos, sempre positivo;
a, b, c, d = coeficientes obtidos da regressão múltipla, para cada mês 
decêndio.
Wrege et al. (2012) ajustaram equações para as estimativas dos valores 
médios mensais das temperaturas máxima absoluta, máxima, média, mínima e 
mínima absoluta, válidas para os estados de Rio Grande do Sul, Santa Catarina e 
Paraná:
T = a + b Alt + c Lat + d Lon eq. (18)
36 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
em que:
Lat = Latitude em graus e décimos, negativo para o hemisfério Sul;
Lon = Longitude em graus e décimos, negativo para o hemisfério Sul;
Alt = altitude em metros;
a, b, c, d = coeficientes obtidos da regressão múltipla, para cada mês (Tabelas 
4 a 6).
Tabela 4. Coeficientes para estimativa das temperaturas média e mínima mensal da região 
Sul do Brasil
Período Temperatura média (°C) Temperatura mínima (°C)
a b c d R² a b c d R²
Jan. 16,238 0,402 −0,388 −0,005 0,827 25,89 0,47 -0,152 -0,005 0,825
Fev. 23,24 0,396 −0,244 −0,005 0,812 30,54 0,462 -0,056 -0,005 0,820
Mar. 24,723 0,499 −0,251 −0,005 0,797 32,116 0,512 −0,032 −0,005 0,823
Abr. 29,912 0,676 −0,194 −0,005 0,754 34,034 0,644 −0,014 −0,005 0,780
Maio 31,63 0,581 −0,047 −0,005 0,762 32,203 0,671 −0,005 −0,005 0,734
Jun. 31,814 0,692 −0,062 −0,004 0,788 30,579 0,698 −0,009 −0,004 0,717
Jul. 30,177 0,742 −0,155 −0,004 0,803 27,657 0,68 −0,046 −0,004 0,687
Ago. 27,266 0,801 −0,227 −0,004 0,791 27,028 0,708 −0,094 −0,004 0,680
Set. 27,848 0,934 −0,315 −0,004 0,771 32,558 0,776 −0,052 −0,004 0,806
Out. 23,233 0,782 −0,366 −0,004 0,812 29,583 0,735 −0,132 −0,005 0,814
Nov. 21,168 0,681 −0,388 −0,004 0,806 28,733 0,683 −0,154 −0,005 0,822
Dez. 15,577 0,511 −0,44 −0,004 0,679 25,324 0,585 −0,201 −0,005 0,815
Ano 25,037 0,639 −0,256 −0,004 0,811 29,58 0,632 −0,08 −0,005 0,795
Fonte: Wrege et al. (2012).
Tabela 5. Coeficientes para estimativa da temperatura mínima absoluta e temperatura 
máxima mensal da região Sul do Brasil
Período Temperatura mínima absoluta (°C) Temperatura máxima (°C)
a b c d R² a b c d R²
Jan. 6,392 1,167 −0,781 −0,006 0,251 19,766 0,455 −0,461 −0,005 0,634
Fev. 12,169 1,211 −0,692 −0,007 0,451 27,088 0,483 −0,322 −0,004 0,681
Mar. 12,626 1,214 −0,652 −0,007 0,470 29,783 0,637 −0,339 −0,004 0,775
Abr. 9,775 1,255 −0,654 −0,007 0,447 39,371 0,823 −0,203 −0,005 0,839
Maio 8,076 1,092 −0,535 −0,007 0,409 43,353 0,786 −0,047 −0,005 0,865
Jun. 5,408 0,993 −0,488 −0,007 0,446 46,530 0,870 0,015 −0,004 0,879
Jul. 3,541 1,044 −0,537 −0,007 0,424 43,932 0,962 −0,082 −0,004 0,865
Ago. −2,496 1,156 −0,782 −0,007 0,378 37,324 1,038 −0,275 −0,003 0,838
Set. 10,747 1,294 −0,602 −0,008 0,513 31,946 13,039 −0,397 −0,004 0,805
Out. 8,218 1,258 −0,681 −0,007 0,494 24,977 0,955 −0,531 −0,004 0,784
Nov. 14,058 1,301 −0,639 −0,008 0,552 23,575 0,812 −0,522 −0,004 0,750
Dez. 6,863 1,208 −0,766 −0,006 0,518 19,305 0,547 −0,500 −0,004 0,708
Ano 7,948 1,183 −0,647 −0,007 0,518 32,129 0,782 −0,307 −0,004 0,814
Fonte: Wrege et al. (2012).
37Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Tabela 6. Coeficientes para estimativa da temperatura máxima absoluta mensal da região 
Sul do Brasil
Período Temperatura mínima absoluta (°C)
a b c d R²
Jan. 51,684 0,093 0,210 −0,006 0,508
Fev. 57,9930,293 0,234 −0,006 0,697
Mar. 54,163 0,318 0,169 −0,006 0,572
Abr. 56,504 0,489 0,163 −0,005 0,558
Maio 63,899 0,395 0,401 −0,006 0,614
Jun. 67,780 0,497 0,453 −0,006 0,755
Jul. 67,044 0,386 0,489 −0,005 0,575
Ago. 66,901 0,432 0,422 −0,004 0,490
Set. 71,841 0,752 0,322 −0,004 0,522
Out. 1,648 0,589 0,006 −0,004 0,448
Nov. 51,917 0,416 0,076 −0,004 0,311
Dez. 53,983 0,240 0,180 −0,005 0,506
Ano 41,897 0,178 0,029 −0,005 0,513
Fonte: Wrege et al. (2012).
1.2.10 Horas frio
Certas espécies vegetais necessitam de determinado número de horas de 
baixas temperaturas durante o período de hibernação. As condições térmicas nesse 
período de dormência afetam o nível das substâncias reguladoras de crescimento 
que controlam as mudanças metabólicas de entrada e saída da dormência (PETRI 
et al., 2006). As espécies de plantas perenes de folhas caducas são as que mais 
demonstram exigência de frio, razão pela qual são também chamadas criófilas.
A produtividade e a qualidade dos frutos são influenciadas pelas condições 
térmicas durante a fase de dormência. Quando as exigências de horas frio não 
são atendidas, as plantas frutíferas caducifólias podem permanecer em estado 
de dormência ou apresentar brotação das gemas e floração insuficientes e 
desuniformes. Nas regiões em que as exigências de horas frio não são atendidas, 
recomenda-se aplicar produtos químicos para a quebra de dormência, visando 
garantir uma melhor brotação das gemas foliares e de frutificação.
De modo geral, temperatura abaixo ou acima da faixa de 0 a 7°C parece 
não contribuir para o acúmulo de unidades de frio. Dependendo da espécie e do 
cultivar, temperaturas fora dessa faixa podem atuar positiva ou negativamente 
38 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
na acumulação de horas de frio e a alternância entre temperaturas moderadas e 
baixas pode aumentar a eficiência das baixas temperaturas. Essas respostas podem 
apresentar grandes variações entre espécies, na mesma espécie em diferentes 
anos, entre cultivares, entre gemas com idades distintas e em posições distintas 
dos ramos.
O método mais utilizado para medir a necessidade de frio invernal das 
fruticulturas de clima temperado é o somatório das horas de frio abaixo de 7,2°C. 
Por outro lado, esse modelo tem restrições, uma vez que o número de horas 
requeridas para a superação da dormência não é o mesmo em anos com regimes 
diferentes de temperatura, além de não considerar temperaturas em faixa mais 
ampla. Atualmente, existem outros modelos de estimativa de acúmulo de frio 
que não consideram um valor fixo de temperatura. Esses novos modelos são 
mais acurados por apresentarem maior abrangência de temperaturas efetivas e 
incorporarem efeitos negativos para temperaturas mais elevadas. Entre os modelos 
desenvolvidos, destacam-se os de horas de frio ponderadas, de Utah e Carolina do 
Norte. Na Tabela 7 constam os valores para conversão de temperatura em unidade 
frio para os dois modelos.
Tabela 7. Conversão de temperatura para unidades frio (UF) para os modelos Utah e 
Carolina do Norte
Modelos Utah Modelo Carolina do Norte
Temperatura (°C) UF Temperatura (°C) UF
<1,4 0,0 <−1,1 0,0
1,5 a 2,4 0,5 1,6 0,5
2,5 a 9,1 1,0 7,2 1,0
9,2 a 12,4 0,5 13,0 0,5
12,5 a 15,9 0,0 16,5 0,0
16,0 a 18,0 −0,5 19,0 −0,5
>18,0 −1,0 20,7 −1,0
– – 22,1 −1,5
– – 23,3 −2,0
Fonte: Petri et al. (2006).
A quantidade de frio requerida, assim como as temperaturas efetivas para 
a superação da dormência, são muito diferentes entre espécies e cultivares de 
uma mesma espécie. Além disso, as respostas às baixas temperaturas para a saída 
da dormência variam de acordo com a idade e posição das gemas nos ramos, do 
vigor dos ramos, porta-enxerto utilizado, estado nutricional das plantas, entre 
outros fatores. Vários estudos foram realizados estimando a exigência de horas 
39Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
frio para os cultivares com potencial de cultivo. Na Tabela 8 encontram-se valores 
de exigência de horas frio para algumas espécies e cultivares da região Sul do 
Brasil. Nas recomendações de cultivares frutícolas (EPAGRI, 2016), podem-se 
encontrar os cultivares recomendados para cada região, levando em consideração 
as exigências de horas frio.
Tabela 8. Exigência de horas frio (<7,2°C) de frutícolas cultivadas no Sul do Brasil
Espécie/cultivar Exigência (horas frio) 
Maçã Fuji 700 a 800
Maçã Gala 600
Maçã Eva 100 a 450
Maçã Castel Gala, Princesa, Condessa, Baronesa 300 e 400
Pereira 300 a 1.200
Pereira de menor exigência como cultivares Tenra, 
Cascatense, Triunfo, Primorosa, Centenária e Selet 300 a 350
Pera Housui, Kousui, Santa Maria, Rocha >700
Mirtilo 200 a 850
Pêssego Precocinho 150
Pêssego Aurora 100
Pêssego Mondardo, Tropic Beauty, Premier 150
Pêssego Chimarrita, Marli 300
Pêssego Planalto e Della Nonna 200
Nectarina Julema, Sunraycer, Sunblase, Sunripe 300
Nectarina Sungold 450
Ameixeira de baixa exigência como Centenária, Harry 
Pickstone, Reubennel e Gema de Ouro 400
Ameixeira de média exigência como Santa Rosa, Pluma 7 e 
Fortuna 400 a 600
Ameixeira Monty 550
Ameixeira de exigência alta >600
Ameixa de exigência moderada (cultivar Fortune, Pluma 7 400 – 600
Ameixa de exigência baixa cultivar Harry Picstone, 
Amarelinha <400
Uva Chardonnay 150
Uva Merlot 300
Uva Sauvignon 400
Fonte: Epagri (2016).
40 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
O conhecimento das horas de frio de uma região pode constituir um 
parâmetro que possibilite avaliar a aptidão climática de determinada região 
em função de exigências específicas de certas espécies e variedades de fruteiras 
de clima temperado. Do mesmo modo, permitem prever a adaptabilidade de 
determinadas plantas em regiões com clima capaz de satisfazer suas necessidades 
básicas de hibernação.
Wrege et al. (2012) estabeleceram as equações para a estimativa das horas 
frio para a região Sul do Brasil, conforme:
Para o período de horas frio de maio a agosto:
HF = −1073,233 −45,294(Lat)+1,707*Lon+0,307(Alt) eq. (19)
Para o período de maio a setembro:
HF = −10214,557 −53,205(Lat)+3,064*Lon+0,351(Alt) eq. (20)
Em que : HF = horas frio (horas);
Lat = latitude em graus e décimos, negativo para o hemisfério Sul;
Lon = longitude em graus e décimos, negativo para o hemisfério Sul;
Alt = altitude em metros.
Massignam et al. (2005) apresentam a equação para estimativa da média e 
desvio padrão de horas frio, o que permite aferir o intervalo de confiança para essa 
variável. As equações podem ser expressas por:
 eq. (21)
e o desvio padrão de horas frio anual
 eq. (22)
em que: HF é a média de horas frio anual (H);
Alt é a altitude do local (m);
DPhf é o desvio padrão de horas frio anual (h).
1.3 Umidade atmosférica
A umidade do ar exerce importante função no clima e no ciclo hidrológico, 
principalmente nos processos de evaporação e evapotranspiração, que são 
fortemente influenciados pela umidade do ar. Também a umidade do ar é a fonte de 
água para os processos de precipitação, sendo, por isso, de interesse na hidrologia. 
Outro papel importante exercido pela é a germinação de sementes, disseminação 
de fungos, interessando, assim, também outras áreas da agronomia e biologia.
A umidade atmosférica se refere somente ao vapor contido na atmosfera, não 
contando com a água nos estados sólido e líquido. De maneira geral, o conteúdo de 
41Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
vapor pode variar de zero (ar seco) até 4% do volume (em condições de ar quente e 
muito úmidas). A quantidade de vapor é expressa pela pressão parcial que o vapor 
exerce na atmosfera, chamada de pressão de vapor (e). O conteúdo de vapor na 
atmosferaé controlado pelas condições físicas da atmosfera, que determinam três 
princípios básicos: i) quanto maior a quantidade de vapor existente no ar, maior é 
a pressão de vapor; ii) a uma dada temperatura, existe um máximo de vapor que o 
ar pode reter e, neste máximo, o ar é denominado saturado e sua pressão de vapor 
é denominada de pressão de saturação (es); iii) quanto maior a temperatura do ar, 
maior a quantidade de vapor que o ar pode reter, isto é, quanto maior t, maior es 
(Figura 11).
Figura 11. Variação da pressão saturação de vapor com a temperatura do ar.
A pressão de vapor de saturação (es) pode se estimada pela equação de 
Tetens como:
 eq. (23)
sendo es dado em kPa e t a temperatura do ar em °C.
Existem outras formas de expressar a umidade do ar como umidade absoluta:
 eq. (24)
Em que Ua é a umidade absoluta (g kg-1); e é a pressão de vapor (kPa) e 
T = temperatura (K).
42 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
A forma mais comumente utilizada para expressar a umidade atmosférica 
é a umidade relativa (UR), que é a relação entre a pressão parcial de vapor (e) a 
pressão de saturação de vapor (es) na mesma temperatura expressa em termos 
percentuais, isto é:
 eq. (25)
A umidade relativa pode ser medida com um instrumento chamado 
psicrômetro (Figuras 12A e 12B), que consiste basicamente de dois termômetros, 
sendo que um tem o bulbo envolvido por uma gaze saturada de água. Devido à 
evaporação da água, ocorre um consumo de calor e, com isso, a temperatura do 
termômetro de bulbo úmido (TW) é menor que a temperatura do bulbo seco (TD). A 
diferença entre os dois termômetros, chamada de depressão psicrométrica, é maior 
quanto menor for a umidade do ar e quanto maior for a temperatura. Existem 
psicrômetros que vêm acompanhados de uma ventoinha em que o observador deve 
acionar 15 segundos antes da leitura, provocando a ação do vento sobre o bulbo 
úmido. Esse psicrômetro é denominado de psicrômetro aspirado ou de ventilação 
artificial.
Figura 12. Tipos de psicrômetros para determinação da umidade relativa do ar (A - 
Psicrômetro comum, B -Psicrômetro aspirado). 
(A) (B)
43Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
O conhecimento do valor da pressão de vapor é importante nos cálculos 
de evapotranspiração, bem como para o cálculo da umidade absoluta. Uma vez 
medida a umidade relativa (UR), pode-se calcular a pressão de vapor (e) por:
 eq. (26) eq. (26)
Considerando uma massa de ar com temperatura (t) e pressão de vapor, 
como indicado na Figura 14, e estando com pressão de vapor (e) inferior à pressão 
de saturação (e < es). Verifica-se que essa massa de ar poderia absorver mais vapor 
de água mantendo a temperatura t constante até a pressão de vapor aumentar 
verticalmente, atingindo a saturação do ar, o que resulta na curva de pressão de 
saturação de vapor. A diferença (es – e) é chamada de déficit de saturação ou déficit 
de pressão de vapor (DPV).
Figura 13. Higrógrafo, instrumento para registro da umidade relativa do ar.
Os higrógrafos (Figura 13) são aparelhos que registram a umidade do ar em 
gráficos e têm a vantagem de fornecer a variação diária da umidade relativa do ar.
44 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
A temperatura do ponto de orvalho é definida como a temperatura na qual 
ocorreria a saturação se o ar fosse resfriado a pressão constante e sem adição ou 
remoção de vapor de água. Assim, a temperatura do ponto de orvalho pode ser 
estimada por:
 eq. (27)
em que: Td é a temperatura do ponto de orvalho (°C), e é a pressão de vapor 
(kPa).
Exemplo 2: Calcular a pressão de vapor, a temperatura do ponto de orvalho 
e a umidade absoluta para uma massa de ar com 27,8°C e umidade relativa de 
81,3%.
Cálculos:
Pressão de saturação de vapor: es = 3,736kPa (equação 23).
Pressão de vapor: e = 3,037kPa (equação 26).
Déficit de pressão de vapor: DPV= 0,699kPa.
Temperatura do ponto de orvalho: Td =24,3°C (equação 27).
Umidade absoluta: Ua = 21,9g kg-1 (equação 24)
Figura 14. Representação da pressão de vapor e temperatura do ponto de orvalho
45Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.3.1 Variação diária da umidade relativa
A umidade relativa tem uma variação diária bem característica, alterando 
inversamente com a temperatura do ar. A Figura 15 representa a variação da 
temperatura e umidade relativa na estação meteorológica de Urussanga, no dia 19 
de fevereiro de 2017. Em geral, observa-se que, com o decréscimo da temperatura 
do ar no período da noite, a umidade relativa aumenta, podendo chegar a 100% 
nas regiões mais úmidas. Nas primeiras horas do dia, verifica-se que há aumento 
da temperatura com decréscimo da umidade relativa que tem seu menor valor por 
volta das 15h. Essa variação da temperatura e umidade do ar explica os fenômenos 
de formação e dissipação da neblina nas regiões com clima frio e úmido.
Figura 15. Variação da umidade relativa e da temperatura durante o dia
1.3.2 Variação anual da umidade relativa
A variação anual da umidade relativa depende das condições do clima da 
região. No entanto observa-se que a variação nos dados médios de umidade relativa 
média mensal em Santa Catarina é menor que a maioria das outras variáveis 
climáticas e que a variação observada na umidade relativa do ar dentro do dia. Na 
Figura 16 constam os valores médios mensais de umidade relativa de Urussanga.
46 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.3.3 Cálculo da umidade relativa média diária
Nas estações meteorológicas, a umidade do ar é medida com psicrômetros 
às 9h, 15h e 21h. A umidade relativa média diária é calculada conforme:
 eq. (28)
em que: UR = Umidade relativa média diária;
UR9, UR15, UR21 = umidade relativa às 9h, 15h e 21h, respectivamente.
1.4 Precipitação
Entende-se por precipitação a água proveniente do vapor da atmosfera 
depositada na superfície terrestre, no estado líquido ou sólido. O termo precipitação 
engloba, portanto, a chuva e outras formas de precipitação, como granizo, neve, 
nevoeiro, neblina ou geada. Para as condições de clima do Brasil, a chuva é a forma 
de precipitação predominante e sua ocorrência extrema ou ausência prolongada 
é responsável pelos maiores problemas hidrológicos. Como as demais formas de 
precipitação tem pouca importância nos processos hidrológicos, neste capítulo 
será tratada apenas a chuva.
Figura 16. Variação da umidade relativa do ar em Urussanga, SC
47Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
A chuva é o elemento climático que apresenta a maior variação, tanto 
espacial quanto temporal. O conhecimento do regime pluviométrico é de 
interesse para várias áreas, como climatologia, ecologia e agronomia. A falta de 
chuva (estiagem) causa problemas como a diminuição da produção agrícola, 
problemas de abastecimento de água e redução na geração de energia. Por outro 
lado, o excesso de chuva ou a ocorrência de chuvas intensas podem causar danos 
e colocar em risco obras como barragens e açudes. Nas áreas urbanas as chuvas 
intensas podem causar problemas de alagamento de ruas até inundações em áreas 
residenciais e comercias com elevado prejuízo econômico. Na zona rural as chuvas 
intensas podem ocasionar problemas diversos, como erosão dos solos, inundações 
de pastagens e de lavouras.
1.4.1 Medidas de precipitaçãoOs principais instrumentos utilizados para medir a chuva são o pluviômetro 
e o pluviógrafo. Os pluviômetros são aparelhos mais simples que acumulam a água 
da chuva no interior de um recipiente. A altura pluviométrica é dada pela relação 
entre o volume de água coletado e a área da superfície do pluviômetro, isto é:
 eq. (29)
onde: h = altura pluviométrica (mm);
V = volume coletado no pluviômetro (cm3);
A = área dos pluviômetros (cm2).
Os pluviômetros normalmente são observados uma ou duas vezes por dia, 
não fornecendo o valor da duração da chuva, somente a altura pluviométrica. 
Existem vários modelos de pluviômetros, sendo os mais utilizados o modelo Ville 
de Paris (Figura 17A), que tem área de captação de 400cm². A Agência Nacional 
de Águas utiliza o modelo semelhante (Figura 17B), também com área de captação 
de 400cm².
Os pluviógrafos são instrumentos que registram a altura pluviométrica 
e a duração da chuva em gráficos, tendo a vantagem de fornecer a intensidade 
da chuva e sua distribuição ao longo de sua duração (distribuição temporal). 
Existem diferentes tipos de pluviógrafos, variando de aparelhos que registram em 
gráficos diários e outros semanais. Dentre os tipos mais utilizados destacam-se os 
pluviógrafos Hellmann Fuess (Figura 18) e o de fabricação nacional (Figura 19).
48 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Figura 17. Pluviômetro modelo Ville de Paris (a) e modelo ANA (b)
Figura 18. Pluviógrafo modelo Hellmann Fuess
(A) (B)
49Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.4.2 Distribuição da chuva no estado de Santa Catarina
Segundo Orselli (1991), os menores valores observados no litoral sul de 
Santa Catarina refletem a atuação de corrente fria das Malvinas e as modificações 
locais da circulação atmosférica, determinadas pela passagem livre de ventos 
vindos do oceano que, na sua rota do mar até as encostas da Serra Geral, perdem 
umidade. Segundo Monteiro & Furtado (1995), no litoral centro-norte os valores 
pluviométricos se mostram relativamente mais elevados. Particularmente, essa 
região sofre influência direta da massa tropical marítima, fato que pode ser 
explicado pela forma de relevo, voltado para a direção da fluência dos ventos 
originários dessa massa. Com seu anticiclone localizado na região Sudeste do 
Brasil, os ventos que se originam desta fluem do Nordeste, na região centro-norte 
catarinense.
Figura 19. Pluviógrafo da Rede hidrológica da 
Agência Nacional de Águas
50 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Coan et al. (2015) avaliaram a distribuição sazonal e espacial da precipitação 
no estado de Santa Catarina. Os autores constataram que existe variação da 
distribuição das precipitações mensais no território catarinense, com maior índice 
de ocorrência na região do litoral norte entre os meses de novembro a março. Na 
região do oeste catarinense, os maiores valores ocorrem entre os meses de abril 
a outubro, e os menores valores de precipitação ocorrem na região sul do estado. 
A precipitação anual com probabilidade de 50% varia de 1.300 a 1.400mm no 
litoral sul do estado, de 2.600 a 2700mm no litoral norte e de 2.000 a 2.100mm 
no oeste do estado. Além da precipitação total, o número de dias de chuva também 
apresenta variação significativa em Santa Catarina, conforme exposto na Figura 
20, que mostra a variação da precipitação média anual em Santa Catarina.
Figura 20. Precipitação média de Santa Catarina do período de 1980 a 2015.
Fonte: BACK & POLETO (2018).
1.4.3 Probabilidade de ocorrência de chuvas
Em função da grande variação temporal da chuva, em muitas situações 
deve-se conhecer o valor de chuva associado a um nível de probabilidade. Diversas 
distribuições de probabilidade são utilizadas para modelar a quantidade de 
precipitação dos períodos chuvosos. Thom (1958) mostrou que a distribuição gama 
pode ser considerada como a mais adequada para períodos curtos (uma semana, 
51Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
cinco dias, um dia) e, nas últimas décadas, vários trabalhos foram realizados 
aplicando a distribuição gama na estimativa da chuva mensal ou em períodos mais 
curtos (ASSIS, 1993; ASSIS et al. 1996).
A distribuição Gama, que tem como função densidade de probabilidade:
 eq. (30)
com γ e β>0, onde Γ(γ) é a função gama.
Os parâmetros da distribuição gama podem ser estimados pelo método dos 
momentos, usando as expressões:
 eq. (31)
 
 eq. (32)
A distribuição normal, que tem como função densidade de probabilidade, é:
 eq. (33)
sendo µ e σ os parâmetros da distribuição.
Coan et al. (2015), analisando dados de 92 estações pluviométricas de Santa 
Catarina, observaram que a distribuição gama apresentou melhor ajuste que a 
distribuição normal para totais mensais e anual de chuva. Na Tabela 9 constam 
os valores dos parâmetros da distribuição gama estimados com base nos dados 
observados na estação pluviométrica de Abelardo Luz. Na Tabela 10 apresentam-
se os valores de precipitação estimados para diferentes níveis de probabilidade.
Tabela 9. Resumo estatístico e parâmetros da distribuição gama para precipitação total 
mensal e anual da estação Abelardo Luz
Período Média (mm) Desvio-padrão (mm) Beta Gama
Janeiro 189,5 88,4 41,250 4,594
Fevereiro 170,8 90,9 48,350 3,532
Março 150,9 76,9 39,230 3,848
Abril 165,2 97,9 58,020 2,848
Maio 170,3 123,7 89,870 1,895
Junho 160,8 75,3 35,210 4,568
Julho 161,1 119,4 88,440 1,822
Agosto 144,3 90,3 56,460 2,557
Setembro 172,2 73,6 31,420 5,481
Outubro 228,7 97,8 41,780 5,473
Novembro 161,1 94,1 55,020 2,928
Dezembro 182,8 102,5 57,450 3,182
Ano 2061,7 547,9 145,580 14,161
52 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Tabela 10. Precipitação provável para estação Abelardo Luz
Prob. Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Ano
0,05 70,9 53,2 50,2 43,0 28,2 60,0 25,3 33,8 71,5 94,8 43,0 52,4 1250,4
0,10 88,6 69,5 64,5 58,6 43,0 75,0 39,1 47,3 87,2 115,7 58,2 69,8 1398,0
0,20 114,0 93,6 85,5 82,6 67,8 96,6 62,5 68,4 109,3 145,1 81,5 96,0 1592,2
0,25 124,9 104,1 94,6 93,3 79,5 105,8 73,6 78,0 118,6 157,5 91,9 107,5 1670,5
0,30 135,2 114,2 103,3 103,7 91,2 114,6 84,7 87,3 127,5 169,2 102,0 118,7 1743,1
0,40 155,4 134,2 120,4 124,5 115,3 131,8 107,7 106,1 144,6 191,9 122,1 140,9 1879,5
0,50 175,9 155,0 138,1 146,4 141,5 149,3 132,8 126,0 161,9 214,9 143,2 164,1 2013,2
0,60 198,3 177,7 157,4 170,7 171,4 168,3 161,6 148,4 180,5 239,7 166,6 189,6 2153,2
0,70 224,2 204,4 180,0 199,5 207,9 190,3 196,8 175,0 202,0 268,2 194,3 219,8 2310,0
0,75 239,4 220,3 193,4 216,8 230,1 203,3 218,3 191,0 214,6 284,9 210,9 237,8 2400,0
0,80 257,2 238,9 209,1 237,2 256,6 218,4 243,9 209,9 229,2 304,3 230,5 258,9 2502,9
0,90 307,9 292,6 254,1 296,5 335,5 261,6 320,4 265,3 270,6 359,4 287,3 320,2 2787,4
0,95 354,4 342,3 295,7 352,0 410,9 301,2 393,8 317,5 308,3 409,5 340,5 377,3 3037,6
1.5 Vento
A circulação do ar é determinante para a redistribuição do calor e da umidade 
da atmosfera, bem como na ativação da evaporação e na caracterização de certos 
tipos climáticos. O estudo dos ventos têm aplicação prática em várias atividades da 
engenharia e da agronomia. Na engenharia destaca-se o uso da energia eólica como 
fonte de energia, comumente utilizada em vários países. Nos projetosde obras 
de engenharia, além da intensidade, também é importante o conhecimento dos 
valores de direção predominante dos ventos. Na engenharia hidráulica interessa 
ao engenheiro conhecer os efeitos da componente horizontal da força do vento 
sobre superfícies terrestres e aquáticas (SALLES, 1993). O vento é um elemento 
meteorológico que afeta várias atividades na área da agronomia. O vento interfere 
na taxa de evaporação e transpiração. Na irrigação por aspersão a distribuição 
da água é influenciada pela velocidade do vento, e a escolha dos aspersores e sua 
disposição no campo devem ser feitas com base nos dados de velocidade e direção do 
vento na altura do aspersor. O vento pode interferir na distribuição de fertilizantes 
aplicados no solo a lanço, e principalmente na aplicação de agrotóxicos. Rajadas 
de vento prejudicam a uniformidade de distribuição e podem arrastar os produtos, 
contaminando áreas próximas. As aplicações terrestres nunca devem ser feitas 
com velocidade do vento acima de 8km h-1 (AREVALO & CAMARGO, 1982).
53Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
O vento também é responsável pelo transporte de pólen, sementes e frutos, 
propagando diversas espécies de plantas (KLAR, 1984). Por outro lado, o vento 
também pode provocar acamamento das culturas, injúrias, quebra de galhos e 
derruba a produção. Em citricultura, ventos de 20 a 30km h-1 podem facilitar a 
infecção de patógenos; ventos entre 40 e 50km h-1 podem provocar a queda de 
folhas e frutos; entre 50 e 65km h-1 ocorre quebra de ramos novos ou grandes, se 
carregados de frutos (MOREIRA, 1985; STENZEL et al., 1992).
O vento é o movimento do ar em relação à superfície terrestre. É gerado pela 
ação de gradientes de pressão atmosférica, mas sofre influências modificadoras 
pela rotação da terra e pelo atrito com a superfície. Os ventos variam muito de 
local para local, principalmente devido as condições topográficas, e por isso a 
extrapolação de dados de vento deve ser feita somente para locais mais próximos. 
Diferenças de pressão atmosférica e de relevo terrestre são os principais fatores 
causadores de vento, que se forma entre áreas nas quais o ar se encontra a 
diferentes temperaturas e, portanto, a pressões desiguais. O vento sopra das áreas 
de alta para as de baixa pressão.
Os ventos sempre trazem consigo as características dos lugares de onde 
vêm. Assim, podem ser: quentes ou frios, úmidos ou secos. Dessa maneira, são 
responsáveis pelas variações de temperatura e umidade atmosférica. Por exemplo, 
os ventos úmidos oriundos do mar provocam chuvas sobre os continentes. Do 
mesmo modo, os ventos frios vindos das regiões polares ocasionam quedas de 
temperatura nos lugares por onde passam.
1.5.1 Medidas de velocidade e direção do vento
A velocidade do vento é uma grandeza vetorial, portanto, para sua 
completa definição, exige da indicação do módulo, direção e sentido. O módulo 
é a intensidade do vento, normalmente determinada por anemômetros ou 
anemógrafos. Um aparelho mais comum é o Catavento tipo Wild (Figura 21) para 
medir a velocidade e direção do vento. A direção e o sentido são determinados por 
instrumentos denominados de cata-vento. Nas estações automáticas, adota-se o 
anemômetro (Figura 22) para registrar a velocidade e direção do vento. A direção 
e o sentido do vento são dados simplesmente pela indicação do local de onde ele 
vem. Assim, um vento que sopre de SE para NW é simplesmente designado por 
vento SE. A direção do vento é expressa em ângulo ou pela posição em relação aos 
pontos cardeais segundo a rosa dos ventos, normalmente são consideradas as oito 
direções fundamentais simbolizadas, conforme Tabela 11.
54 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Figura 21. Catavento Wild para medidas de direção e velocidade do 
vento
 
Figura 22. Anemômetro da estação automática para registro da direção 
e velocidade do vento
55Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Tabela 11. Direção do vento, simbologia e intervalo angular
Direção Símbolo Posição média Intervalo angular
Norte N 0° ou 360° 337°30’ a 22°30'
Nordeste NE 45° 22°30’ a 67°30'
Leste E 90° 67°30’ a 112°30'
Sudeste SE 135° 112°30’ a 157°30'
Sul S 180° 157°30’ a 202°30'
Sudoeste SW 225° 202°30’ a 247°30'
Oeste W 270° 247°30’ a 292°30'
Noroeste NW 315° 292°30’ a 337°30'
Fonte: Adaptado de Tubelis (1989).
1.5.2 Variação diária e anual
A variação diária do vento próximo à superfície do solo é fortemente 
influenciada pelo balanço de radiação. Assim, a velocidade do vento é maior 
durante o dia e menor durante a noite. A variação anual da velocidade do vento 
depende do domínio dos diversos centros de pressão existentes na América do Sul.
Na Figura 23 está representada a variação anual da velocidade média do 
vento nos diferentes horários de observação de Urussanga. Pode-se observar que 
a maior velocidade média do vento observada ocorre às 15h, e a menor às 21h. 
Também se verifica que a velocidade média dos ventos nos meses de setembro a 
dezembro tende a ser superior aos valores dos demais meses do ano.
Figura 23. Variação anual da velocidade do vento medida às 9h (V9), às 15h 
(V15) e às 21h (V21), e da velocidade média diária (Vento média) observado 
em Urussanga, SC, no período de 1977 a 1997
Fonte: BACK (1999).
56 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
Nas Figuras 24 a 26 estão representados os valores médios da velocidade 
do vento registrado na estação automática de Urussanga, no período de 2004 a 
2012 (BACK, 2012). A velocidade média do vento no período diurno (7h – 19h) é 
de 1,60m s-1. Para o vento noturno (19h – 7h), a velocidade média é de 0,53m s-1, 
sendo a relação entre vento diurno e noturno de 3,02. Essa relação tem menor 
valor nos meses de junho e julho, com valores de 1,92 e 1,94, aumentando para 
2,85 em dezembro (Figura 24). A variação da velocidade do vento nos diferentes 
horários do dia, com maior valor nos horários das 14h às 15h horas, e menor nos 
horários da meia-noite às 7h (Figura 25). Também se observa que a velocidade 
média do vento é maior nas estações da primavera e verão. As frequências dos 
valores de velocidade do vento variam conforme a época do ano (Figura 26).
Figura 24. Velocidade do vento horário registrado na estação 
meteorológica automática de Urussanga, SC, no período de 
13/5/2004 a 31/4/2012
Fonte: Back (2012).
Figura 25. Variação sazonal da velocidade do vento 
horário registrado na estação meteorológica automática de 
Urussanga, SC, no período de 13/5/2004 a 31/4/2012.
Fonte: Back (2012).
57Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
A direção predominante do vento horário para cada estação do ano está 
representado na Figura 27. A frequência de vento calmo varia de 18% no inverno 
a 20,7% no verão, com média anual de 19%. A direção predominante é SE no 
verão (13,9%) e primavera (12,9%), SW no outono (17,5%) e inverno (17,4%), e 
NW (8,4%). Considerando o ano todo, o predomínio é nas direções SW (14,2%), S 
(12,4%) e SE (11,7%), e menor na direção W (6,8%).
Figura 26. Frequência de velocidade do vento horário 
registrado na estação meteorológica automática de Urussanga, 
SC, no período de 13/5/2004 a 31/4/2012
Fonte: Back (2012).
Figura 27. Direção predominante do vento horário 
de Urussanga, SC, no período de 13/5/2004 a 
31/4/2012.
Fonte: Back (2012).
58 Informações climáticas e hidrológicas dos municípios catarinenses (com programa HidroClimaSC)
1.5.3 Variação vertical
Em consequência do atrito entre a massa de ar em seu deslocamento e a 
superfície do solo, a velocidade do vento aumenta com a altura, sendo nula junto 
à superfície. A variação vertical da velocidade do vento é denominada perfil da 
velocidade do vento. Para superfícies vegetadas, a velocidade do vento aumenta 
exponencialmente