Radiation balance at the surface in the city of So Paulo, Brazil: diurnal and seasonal variations

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)

Validation of the Deardorff model for estimating energy balance components for a sugarcane crop

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Balanço de radiação e energia da cultura de alface em estufa de polietileno

Objetivou-se, neste trabalho, determinar os balanços de radiação e energia da cultura de alface (Lactuca sativa, L. cv. Verônica) em estufa de polietileno. O experimento foi realizado em uma estufa tipo túnel alto com cobertura de polietileno (100 mim de espessura) e em uma área externa, ambas com 35 m². Durante o ciclo da cultura, foram monitoradas as radiações global e refletida, saldo de radiação, fluxo de calor no solo e temperatura do ar (seca e úmida) nos dois meios. Utilizou-se um Datalogger que operou na freqüência de 1 Hz, armazenando médias de cinco minutos. A partir das integrações diárias das irradiâncias global (K¯) e refletida (K­), verificou-se que a transmissividade média da radiação global (K¯in / K¯ex) foi aproximadamente constante, em torno de 79,59%, enquanto a razão das radiações refletidas (K­in / K­ex) foi igual a 69,21% com coeficiente de variação de 8,47%. As curvas normalizadas do saldo de radiação de ondas curtas em relação à radiação global (K* / K¯), nos dois meios, mostraram ser aproximadamente constantes no início do ciclo e decrescentes no final. A relação (Rn/ K¯) foi maior no meio externo, em torno de 12%, a partir da fase em que a superfície verde da cultura cobriu o solo. O balanço médio (L*) de radiação de ondas longas foi maior no exterior, em torno de 50%. O balanço de energia, estimado em termos de fluxos verticais, mostrou, em média, que: no exterior, 83,07% do saldo de radiação foi convertido em calor latente (LE), 18,00% em fluxo de calor no solo (G) e 9,96% em calor sensível (H), enquanto que, no interior da estufa, 58,71% do saldo de radiação foi convertido em LE, 42,68% em H e 28,79% em G.

Balanço de energia na cultura de pepineiro em ambiente natural e protegido

Avaliaram-se, diariamente, neste trabalho, o saldo de radiação (SR), o fluxo de calor no solo (G), o fluxo de calor latente de evaporação (LE) e o fluxo de calor sensível (H) ao longo do ciclo da cultura de pepineiro cultivado dentro e fora de casa de vegetação em ciclo de outono-inverno e primavera-verão. O SR e o G foram quantificados e o LE e o H estimados em dois níveis distintos pelo método da razão de Bowen. Os resultados mostram que a maior parte da energia disponível foi utilizada no fluxo de calor latente de evaporação e que os componentes do balanço de energia apresentaram-se mais consistentes em níveis próximos ao dossel da cultura e em ambiente protegido.

Albedo e estimativas do saldo de radiação em feijão-vagem sob cobertura de plástico e ambiente externo

Este trabalho objetivou determinar o albedo (r) no espectro solar e estimar o saldo de radiação, em ambientes cultivados com feijão-vagem (Phaseolus vulgaris L.), em condições de campo e em casa de vegetação com cobertura de polietileno, em Botucatu, SP, (22º 54' S; 48º 27' W; 850 m). A irradiância solar global (Rg) e a radiação solar refletida (Rr) foram utilizadas na determinação do albedo através da razão entre Rr e Rg. Curvas diurnas de r foram traçadas para dias com céu parcialmente nublado e claro, em fases fenológicas da cultura. Os valores do albedo diurno, obtidos através dos totais de radiações, foram utilizados para analisar a variação desse índice durante o ciclo da cultura, nos dois ambientes. O albedo variou com a elevação solar, o ambiente e as fases fenológicas da cultura. A variação de nebulosidade praticamente não influiu sobre o albedo, para totais diurnos. As estimativas do saldo de radiação nas fases vegetativa, reprodutiva e no ciclo da cultura, foram realizadas por meio de regressões lineares simples, tendo como variáveis independentes a irradiância solar global (Rg) e o saldo de radiação de ondas curtas (Rc). Todas as estimativas de radiações apresentaram um melhor ajustamento para fases fenológicas que para o ciclo como um todo. O saldo de radiação (Rn), em condições de campo, ficou bem estimado pela irradiância solar global e o saldo de ondas curtas. O saldo de radiação interno (RnI) à casa de vegetação mostrou-se satisfatoriamente estimado pela irradiância global externa (RgE).

Estimativa do fluxo de calor latente pelo balanço de energia em cultivo protegido de pimentão

O objetivo deste trabalho foi caracterizar e relacionar a radiação líquida com o calor latente equivalente, em mm de água, nos cultivos protegido e de campo, na cultura de pimentão. O experimento foi feito em Botucatu, SP. A estimativa do fluxo de calor latente foi feita pelo método do balanço de energia, por meio da razão de Bowen. Foram feitas medidas instantâneas da radiação líquida (Rn), dos fluxos convectivos de calor latente (LE) e sensível (H), do fluxo de calor no solo (G), e dos gradientes psicrométricos sobre a cultura. O cultivo protegido, apesar de receber menor quantidade de radiação solar global, foi mais eficiente na conversão da radiação líquida disponível em matéria seca total e na produtividade de frutos. No balanço de energia, o cultivo protegido apresentou razões G/Rn e LE/Rn inferiores e H/Rn superior, com um fluxo de calor latente, equivalente em milímetros, 45,43% menor que no cultivo no campo. Apresentou, ainda, menor quantidade de radiação líquida disponível e menores perdas de energia, mostrando-se mais eficiente no uso da água.

Balanço de radiação e fluxo de calor no solo em ambiente natural e protegido cultivado com pepineiro

Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)

Estimativa do saldo de radiacao em Jaboticabal (SP)

This work deals with net radiation (Q*) estimates as function of solar radiation (K↓) for the Jaboticabal region in Sao Paulo State. In the same way shows a comparison between measured and Penman estimates net radiations. The data were 207 pairs of net and solar radiation obtained in a net radiometer and a Eppley Piranometer. The results show a good agreement between Q* and K↓ for two periods: spring-summer and autumn-winter. The Penman's equation for Q* underestimates the values for any station with albedo of 0.25. -English summary

Balanço de radiação em cultivos de feijão-vagem com e sem cobertura de polietileno

The radiation budget in agricultural crops is very important on the microclimate characterization, on the water losses determination and on dry matter accumulation of vegetation. This work describes the radiation budget determination in a green beans crop (Phaseolus vulgaris L.), in Botucatu, SP, Brazil (22° 54′S; 48° 27′W; 850 m), under two different conditions: the normal field culture and in a polyethylene greenhouse. The densities of fluxes of radiation were used to construct diurnal curves of the components of global radiation (Rg), reflected radiation (Rr), net radiation (Rn).The arithmetic's relations allowed to obtain the components net short-waves (Rc) and net long-waves (Rl). The analysis of these components related to the leaf area index (LAI) in many phenological phases of the culture showed Rg distributed in 68%, 85%, 17% and 66%, 76%, 10% to Rn, Rc and Rl in the internal and external ambients in a polyethylene greenhouse, respectively.

Estudo do calo sensível e latente obtidos por intermédio da razão de Bowen em uma cultura de soja irrigada

The goal of this experiment was to study the latent and sensible heat variation determined by Bowen ratio from an irrigated soybean crop. A micrometeorological station with vertical displacement was constructed to maintain the same level of all measures over the canopy. The station was installed in the center of the crop, and it was over 130 m away from the main edge of the predominant wind direction. Fluxes were calculated by vertical temperature gradient determined at 0.15 and 1.15 m over the canopy. The latent heat flux was the mean energy consumer when the canopy covered the soil totally, and there were good soil water conditions. The sensible heat flux was greater when the soil was not totally covered by the canopy. The canopy was essential on the amount of latent heat dissipated by the crop.

Influência da acurácia de instrumentos de medidas na comparação de métodos de estimativa da evapotranspiração de referência

The aim of this investigation was to evaluate four reference methods to estimate evapotranspiration (Makkink, Hargreaves, Class A pan and Radiation), compared tb Penman-Monteith method, that is considered standard by the Food and Agricultural Organization of the United Nations (FAO). Errors due to variable measurements in the reference evapotranspiration estimate were taken into consideration. The research was developed in an experimental area of the Department of Rural Engieering of the School of Agricultural and Veterinarian Sciences, Campus of Jaboticabal, São Paulo State University. An automated weather station was used and it was equipped with sensors to measure global and net radiation, temperature, relative humidity, and wind speed. The aftermath showed a better adjustment to Hargreaves. Makkink, Class A pan and Radiation methods are different from Penman-Monteith, therefore, they cannot be compared. To evaluate methods to estimate evapotranspiration and avoid possible evaluation errors, ETo estimate errors must be considered.

Avaliação de duas estações meteorológicas automatizadas, para estimativa diária da evapotranspiração de referência obtida pelo método de penman-monteith

The objective of this study was to evaluate and compare measurements and estimates from Davis and Campbell Scientific Instruments in two automatic weather stations. Integrity of meteorological data for estimates of evapotranspiration of reference crop (ETo) from both stations was also evaluated. The following meteorological data were evaluated: air temperature, air humidity, wind speed, precipitation, net radiation and global solar radiation. The Penman-Monteith reference method to estimate ETo was evaluated daily. The weather stations were set up in an experimental area of the Rural Engineering Department-FACV/ UNESP, in Jaboticabal, State of Sao Paulo. Data were collected daily and statistical analysis was performed using linear regression analysis. The integrity of meteorological data to estimate ETo was evaluated. The results of the study in the stations using linear regression analysis showed that daily estimates for ETo had acceptable differences. The technique which evaluates the integrity of meteorological data revealed that data of relative humidity from both stations and of precipitation using Campbell Instruments were not good.

Application of landsat images for quantifying the energy balance under conditions of land use changes in the semi-arid region of Brazil

In the Nilo Coelho irrigation scheme, Brazil, the natural vegetation has been replaced by irrigated agriculture, bringing importance for the quantification of the effects on the energy exchanges between the mixed vegetated surfaces and the lower atmosphere. Landsat satellite images and agro-meteorological stations from 1992 to 2011 were used together, for modelling these exchanges. Surface albedo (α0), NDVI and surface temperature (T0) were the basic remote sensing retrieving parameters necessary to calculate the latent heat flux (λE) and the surface resistance to evapotranspiration (rs) on a large scale. The daily net radiation (Rn) was obtained from α0, air temperature (Ta) and short-wave transmissivity (τsw) throughout the slob equation, allowing the quantification of the daily sensible heat flux (H) by residual in the energy balance equation. With a threshold value for rs, it was possible to separate the energy fluxes from crops and natural vegetation. The averaged fractions of Rn partitioned as H and λE, were in average 39 and 67%, respectively. It was observed an increase of the energy used for the evapotranspiration process inside irrigated areas from 51% in 1992 to 80% in 2011, with the ratio λE/Rn presenting an increase of 3 % per year. The tools and models applied in the current research, can subsidize the monitoring of the coupled climate and land use changes effects in irrigation perimeters, being valuable when aiming the sustainability of the irrigated agriculture in the future, avoiding conflicts among different water users. © 2012 SPIE.

Caracterização do saldo de radiação em ambiente protegido e a campo de seus efeitos sobre as necessidades hídricas do cravo-de-defunto (Tagetes sp.)

Pós-graduação em Agronomia (Energia na Agricultura) - FCA

Determinação da acurácia de instrumentos de medidas para obter a evapotranspiração de referência com erros fixados

Pós-graduação em Agronomia (Ciência do Solo) - FCAV