Balanço de energia e controle biofísico da evapotranspiração na Caatinga em condições de seca intensa

Resumo:O objetivo deste trabalho foi determinar a variação sazonal dos componentes do balanço de energia e avaliar o controle biofísico da evapotranspiração, em área de Caatinga preservada, em condições de seca intensa. O experimento foi conduzido em 2012, tendo-se utilizado o sistema "eddy covariance", instalado a 16,9 m acima da superfície do solo. Além disso, foram realizadas medidas de temperatura, umidade, radiação solar, saldo de radiação, fluxo de calor no solo e temperatura do solo. Os dados dos fluxos de calor sensível e latente foram processados com o programa Alteddy e analisados em escalas diária e sazonal. Com os dados do fluxo de calor latente, foram determinados os valores da evapotranspiração, bem como os indicadores da sua sensibilidade às condições ambientais: fator de desacoplamento, e resistências aerodinâmica e da superfície. O saldo de radiação apresentou forte sazonalidade, com comportamento dependente da radiação solar. A partição dos componentes do balanço de energia revelou que a ocorrência de seca intensa maximiza a destinação da energia disponível ao fluxo de calor sensível, e que a evapotranspiração nessa condição é especialmente dependente do deficit de pressão de vapor e da resistência da superfície.

Estimativa dos componentes do balanço de energia e da evapotranspiração em plantios de eucalipto utilizando o algoritmo sebal e imagem landsat 5 - TM

Variáveis climáticas são essenciais para a compreensão das condições ambientais que influenciam o crescimento e o desenvolvimento vegetal. Nos últimos anos, as pesquisas que utilizam dados climáticos e técnicas de sensoriamento remoto em análises espaço-temporais da demanda por água e energia das plantas têm-se intensificado. O SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land) é um dos algoritmos mais destacados em estudos que envolvem estimativas dos fluxos de energia em grandes áreas, e pode ser aplicado com poucas medições de campo. Este trabalho, realizado no Município de Santa Bárbara, Minas Gerais, objetivou estimar os componentes do balanço de energia e, por conseguinte, a evapotranspiração em plantios de eucalipto com aplicação do algoritmo SEBAL e de imagem do sensor TM do satélite Landsat 5. As estimativas foram realizadas para cena do dia 20/06/2003. Considerando apenas as áreas referentes aos plantios de eucalipto (sete anos de idade), foram obtidos valores médios de saldo de radiação (Rn), fluxo de calor no solo (G), fluxo de calor sensível (H), fluxo de calor latente (LE) de 420,12 W m-2, 81,80 W m-2, 149,93 W m-2, 188,39 W m-2, respectivamente. Para a evapotranspiração real horária (ETr h), o valor médio obtido foi de 0,28 mm h-1. As estimativas mostraram-se condizentes com dados da literatura, no entanto pesquisas com maior controle experimental devem ser realizadas.

Análise espaço temporal da evapotranspiração na área de preservação ambiental da Ilha de Santa Rita, Alagoas, Brasil

A evapotranspiração (ET) é uma das principais componentes do ciclo hidrológico. Nesse contexto, este trabalho teve como objetivo analisar o comportamento espaço-temporal do Balanço de Energia e da Evapotranspiração Real Diária na Área de Preservação Ambiental da Ilha de Santa Rita, Alagoas, Brasil, tomando como subsídio as possíveis alterações no uso e cobertura do solo. A metodologia utilizada envolve o uso do algoritmo SEBAL, imagens do satélite Landsat 5 - TM e dados complementares de estação meteorológica localizada na área de estudo. A estimativa diária de ET24h real variou de 0 a 1 mm dia-1 no solo exposto e na cidade; a 6 mm dia-1, em corpos d'água e mangue, com um valor médio de 3,78 mm dia-1, 3,45 mm dia-1 e 4,75 mm dia-1, nos dias 03/09/2003, 26/08/2006 e 17/03/2011, respectivamente, em toda a área estudada. Os resultados por meio do algoritmo SEBAL (SURFACE ENERGY BALANCE ALGORITHMS FOR LAND) podem ser utilizados em condições climáticas semelhantes às da Área de Preservação Ilha de Santa Rita/Alagoas. As distribuições de cada componente do balanço de energia: saldo de radiação, fluxo de calor no solo, sensível e latente, apresentaram influência significativa nos diferentes tipos de uso e cobertura do solo. Além disso, constataram-se diferenças evidentes entre os fluxos em zona rural e área urbana. A abordagem utilizada é muito adequada para uma exploração real de dados de satélite, podendo ser útil para estimar um número de parâmetros no contínuo solo-planta-atmosfera.

Balanço de energia e estimativa da evapotranspiração em culturas irrigadas de maracujazeiro pelo método da razão de Bowen

A cultura do maracujazeiro-amarelo tem tido grande expansão da área cultivada no Estado de São Paulo e, apesar da importância da irrigação para a cultura, há poucos estudos sobre sua utilização. Este trabalho foi realizado na área experimental de irrigação, na Fazenda Areão, do Departamento de Engenharia Rural, da Escola Superior de Agricultura "Luiz de Queiroz" - ESALQ/USP (Piracicaba - SP). Foram coletados dados de saldo de radiação, fluxo de calor no solo, gradientes de temperatura e pressão de vapor do ar com o objetivo de avaliar a partição da energia disponível e a evapotranspiração em cultivo de maracujazeiros em dois sistemas de plantio (linhas de cultivo norte-sul e leste-oeste). O método da razão de Bowen foi utilizado na determinação dos fluxos de calor sensível e latente. O saldo de radiação não foi influenciado pelo sistema de plantio, sendo equivalente a 60% da radiação global. O componente de maior contribuição no balanço de energia foi o calor latente de evaporação ocorrendo imediatamente após a chuva ou irrigação. A utilização do modelo de análise e exclusão de intervalos em que o método da Razão de Bowen falha, melhora a estimativa da evapotranspiração.

Sazonalidade de variáveis biofísicas em regiões semiáridas pelo emprego do sensoriamento remoto

Para investigar alterações no albedo, no Índice de Vegetação por Diferença Normalizada (NDVI), no saldo de radiação e no fluxo de calor no solo, em decorrência do regime pluviométrico no semiárido cearense, desenvolveu-se um estudo na bacia do Rio Trussu - Ceará, empregando-se sensoriamento remoto. Foram utilizadas duas imagens Landsat 7 ETM+, datadas de 25-10-2000 e 24-7-2001, sendo as variáveis estimadas pelo emprego do algoritmo SEBAL (Surface Energy Balance Algorithms for Land). Os resultados mostraram que as variáveis investigadas apresentaram alterações entre as duas estações, sendo os maiores valores de albedo registrados na estação seca. O NDVI apresentou maior sensibilidade ao regime hídrico, mostrando alto potencial de recuperação da vegetação ao efeito da precipitação. As margens do Rio Trussu apresentaram NDVI superior a 0,39, sendo indicativo de preservação da mata ciliar. A vegetação da bacia mostrou alto poder resiliente expresso pelo incremento nos valores de NDVI para o ano de 2001. A estação chuvosa exerceu também influência marcante sobre o saldo de radiação e fluxo de calor no solo, confirmando o efeito da estação climática na modificação do balanço de energia sobre a bacia.

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.

Variabilidade dos elementos energéticos e ambientes em meio protegido com polietileno, sem e com cultura do pimentão (Capsicum annuum L.)

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

Avaliação agrometeorológica do cultivo de pepino (Cucumis sativus L.) em ambientes protegido e a campo, em ciclos de outono-inverno e primavera-verão

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

Efeito da cobertura de polietileno difusor de luz em ambiente protegido cultivado com pimentão (Capsicum annuum L.)

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

Características agrometeorológicas da cultura de soja (Glycine max (L.) Merrill) variedade Candeias em Paragominas – PA

O Município de Paragominas pertence à Mesorregião Sudeste Paraense (03° 00' 00” S e 47° 21' 30" W) onde há toda uma área já alterada por desmatamentos e pastagens apenas à espera de ser incorporada ao processo produtivo agrícola..A cultura da soja tem importância significativa para a economia nacional, sendo um dos principais produtos agrícolas de exportação e geração de divisas,, pertencente à família das leguminosas, se adapta em uma ampla faixa de climas, podendo ser cultivada em todos os tipos de solo. O objetivo deste estudo é avaliar as condições agrometeorológicas durante o ciclo vegetativo da soja em Paragominas - PA. Nesta área foi construída uma torre meteorológica automática de 4 metros de altura, sendo a fazenda Boi branco localizada a 03°02´15´´S e 47°17´56´´W e instalada uma estação com medidas a cada (5) cinco minutos das seguintes variáveis: temperatura do ar (Tar), umidade específica do ar (q), temperatura do solo (Tsolo), umidade do solo (Usolo), velocidade do vento (W), direção do vento (D), radiação solar incidente (Sin), radiação solar refletida (Sout), saldo de radiação (Rn) e fluxo de calor no solo (G) e precipitação. Variações microclimáticas têm efeitos bastante diretos no desenvolvimento da planta. As coletas realizadas entre fevereiro a início de junho de 2006 mostram que os dias 84, 98 e 126 foram os dias de maior precipitação e os dias 70 e 154 e 161 não houve chuva. De acordo com o desenvolvimento do plantio observamos que nos meses de fevereiro a início de abril a umidade específica máxima do ar se manteve elevada 21,0 g/Kg. A jornada da temperatura do ar máxima se manteve entre 23,5 ºC e 32,5 ºC acompanhando o desenvolvimento da cultura. A temperatura média do solo em três medidas (5, 10 e 20 cm), observou-se que as temperaturas estão entre 25 ºC a 35 ºC. No início do plantio a velocidade do vento estava por volta de 3 m/s decrescendo, e no final do cultivo encontrava-se 2,5 m/s. No período de floração a velocidade se manteve estável o que contribui para a dispersão de pólen e sementes. O vento vem de todas as direções, entretanto, o vento é predominante de nordeste. Quando o solo ainda se encontra completamente nu, o albedo é elevado, pois a radiação que entra no sistema é a mesma que sai. Quando o plantio começa a se desenvolver o albedo tende a diminuir, pois a quantidade de radiação solar que chega ao sistema parte é refletida e outra absorvida pela superfície. A umidade média do solo em três medidas (10, 20 e 30 cm), onde observamos que a umidade está entre 0,2 m⁄m³ a 0,45 m⁄m³. O fluxo de calor no solo a 10 cm apresentou picos em torno de -135 W/m2 e 55 W/m2 (7 as 18 h) e a 20 cm apresentou picos em torno de -25 W/m2 e 45 W/m2 (7 as 18 h). O sinal positivo representa transferência de calor do ar para o solo e o fluxo foi da superfície para as camadas mais internas do solo. Quando analisamos a evapotranspiração estimada notamos que foi inferior do que a evapotranspiração medida, sendo o pico da evapotranspiração estimada 4,0 mm⁄dia e a evapotranspiração medida 8,8 mm⁄dia. Quando analisamos a regressão linear a evapotranspiração estimada foi inferior a evapotranspiração medida.

Balanço de radiação de ondas longas em ambiente protegido e avaliação de modelos de estimativa

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

Balanço de energia no polo de desenvolvimento agrícola norte de Minas Gerais usando imagens Modis.

A quantificação dos componentes do balanço de energia em largas escalas é importante para o gerenciamento racional dos recursos hídricos em bacias hidrográficas com mudanças de uso da terra. Neste trabalho objetivamos analisar esses componentes usando imagens Modis em conjunto com dados climáticos no polo agrícola Norte de Minas Gerais, durante o ano de 2015, com aplicação do algoritmo Safer. Considerando-se toda a área estudada, as partições do saldo de radiação (Rn) para os fluxos de calor latente (λE), sensível (H) e no solo (G) foram, em média, 44%, 51% e 5%, respectivamente. Os destaques foram os municípios de Matias Cardoso e Capitão Eneas, que se apresentaram como o mais úmido e o mais seco, respectivamente, de acordo com suas partições de energia.

Energy balance model applied to pasture experimental areas in São Paulo State, Brazil.

The Simple Algorithm for Evapotranspiration Retrieving (SAFER) was used to estimate biophysical parameters and theenergy balance components in two different pasture experimental areas, in the São Paulo state, Brazil. The experimentalpastures consist in six rotational (RGS) and three continuous grazing systems (CGS) paddocks. Landsat-8 images from2013 and 2015 dry and rainy seasons were used, as these presented similar hydrological cycle, with 1,600 mm and 1,613mm of annual precipitation, resulting in 19 cloud-free images. Bands 1 to 7 and thermal bands 10 and 11 were used withweather data from a station located nearthe experimental area. NDVI, biomass, evapotranspiration and latent heat flux(λE) temporal values statistically differ CGS from RGS areas. Grazing systems influences the energy partition and theseresults indicate that RGS benefits biomass production, evapotranspiration and the microclimate, due higher LE values.SAFER is a feasible tool to estimate biophysical parameters and energy balance components in pasture and has potentialto discriminate continuous and rotation grazing systems in a temporal analysis.

Fluxos de calor no dossel vegetativo e infiltração de água no solo, em floresta tropical

Este estudo analisou as variações sazonais e anuais dos fluxos de calor sensível e latente, armazenados pelo dossel vegetativo de floresta tropical úmida, bem como a taxa de infiltração de água no solo em duas parcelas experimentais, uma com exclusáo de chuva e outra submetida às condições reais de precipitação pluvial. Os dados aqui usados foram obtidos do projeto ''Estudo da Seca da Floresta (ESECAFLOR), subprojeto do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA), conduzido na reserva florestal de terra firme em Caxiuaná, PA. Os dados de temperatura e umidade relativa do ar foram coletados no perfil da floresta amazônica, em intervalos de 8 m, deSde a superfície até 32 m, durante o ano de 2008, em intervalos horários, para se determinar os fluxos de calor sensível e latente armazenados nos período chuvoso (fevereiro, março e abril) e menos chuvoso (setembro, outubro e novembro). Os resultados indicaram que o fluxo de calor sensível armazenado no dossel da floresta no ano de 2008, foi 167,93 W m-2 e o fluxo de calor latente armazenado foi de 5184,38 W m-2. A taxa de infiltração de água do solo na floresta foi reduzida drasticamente nos primeiros minutos do início do experimento, independentemente das condições de umidade do solo e, em seguida, ela apresentou comportamento quase constante ao longo do tempo.