EVAPORAÇÃO E EVAPOTRANSPIRAÇÃO
Tópicos
Introdução
- Situar no contexto da disciplina;
- Relevância do estudo da Evaporação;
• - Nomenclatura Básicos;
• Evaporação
• Transpiração (Relação solo-água-planta)
• Evapotranspiração
Relevância da Evaporação eTranspiração
Região Área Chuva Vazão Evapo Chuva Vazão Evapo Vazão Vazão
transp. transp. % %
km2 m3/s m3/s m3/s mm mm mm Chuva Brasil
Amazonas - Total 6112000 493491 202000 291491 2546 1042 1504 41
Amazonas- Brasil 3884191 277000 128900 139640 2249 1047 1134 47 72
Tocantins 757000 42387 11300 31087 1766 471 1295 27 6
Atlântico Norte 242000 16388 6000 10388 2136 782 1354 37 3
Atlântico Nordeste 787000 27981 3130 24851 1121 125 996 11 2
São Francisco 634000 19829 3040 16789 986 151 835 15 2
Atlântico Leste (1) 242000 7784 670 7114 1014 87 927 9 0
Atlântico Leste (2) 303000 11791 3710 8081 1227 386 841 31 2
Paraná 877000 39935 11200 28735 1436 403 1033 28 6
Paraguai 368000 16326 1340 14986 1399 115 1284 8 1
Relevância da Evaporação eTranspiração
Definição
A evaporação e a evapotranspiração ocorrem quando a água líquida é convertida para vapor de
água e transferida, neste estado, para a atmosfera.
Definição
Evaporação (E) – Processo pelo qual se transfere água do solo e das massas líquidas para a
atmosfera. No caso da água no planeta Terra ela ocorre nos oceanos, lagos, rios e solo.
Transpiração (T) – Processo de evaporação que ocorre através da superfície das plantas. A taxa de
transpiração é função dos estômatos, da profundidade radicular e do tipo de vegetação.
Evapotranspiração (ET) – Processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera através
da evaporação (E) e da transpiração (T)
Nomenclatura usual
• Evaporação: quando se refere a evaporação de superfícies d'água livre (espelhos d'água).
• Evaporação de solo nu: quando se refere a evaporação de solo sem vegetação.
• Evapotranspiração: quando se refere a evaporação de solos vegetados (soma da evaporação de
solo nu, mais transpiração da plantas).
Definições
Evapotranspiração Potencial (ETp): perda de água por evaporação e transpiração de uma
superfície natural tal que esta esteja totalmente coberta e o conteúdo de água no solo esteja
próximo à capacidade de campo.
Definições
Evapotranspiração de Referência (ETo): segundo a Organização das Nações Unidas para
Agricultura e Alimentação (FAO) é a perda de água de uma extensa superfície cultivada com
cultivada com grama, com altura de 0,08 a 0,15 m, em crescimento ativo, cobrindo totalmente o
totalmente o solo e sem deficiência de água.
Definições
Evapotranspiração Real ou Atual (ETr): perda de água por evaporação e transpiração nas
condições reinantes (atmosféricas e de umidade do solo).
Mudança de Estado
• Evaporação é um fenômeno no qual átomos ou moléculas no estado líquido (ou sólido, se a
substância sublima) ganham energia suficiente para passar ao estado vapor vencendo a tensão
superficial.
• Condensação: Aqueles estão mudando do estado de vapor para o líquido.
• Calor Latente: Quantidade de Energia liberada ou absorvida na mudança de fase.
• Saturação do Ar: Quando a quantidade que muda do líquido para o sólido é a mesma que faz
o caminho inverso, isto é, há equilíbrio.
Mudança de Estado
Mudança de Estado
Mecanismo de Evaporação
A água, recebendo incidência de calor, inicia um processo de aquecimento até que seja atingido
seu ponto de ebulição;
•
• Prosseguindo a cessão de calor, este não mais atua na elevação da temperatura, mas como
calor latente de vaporização, convertendo a água do estado líquido para o gasoso;
•
• Este vapor d’água se liberta da massa líquida e passa a compor a atmosfera, situando-se nas
camadas mais próximas da superfície;
•
• Caso a evaporação possa se processar livremente, sem restrições do suprimento de água, esta
evaporação é dita EVAPORAÇÃO POTENCIAL.
Mecanismo de Evaporação
Taxa de Evaporação:
Evaporação (Balanço de Energia)
Balanço de Energia por unidade de área:
Rn = Hs + LE + G
Rn – Radiação Líquida (onda curta e longa)
Hs – Transferência Calor Sensível
LE – TransferênciaCalor Latente
G – Troca de Calor com a água
LE= r .Lv. E
r – Massa Específica
Lv – Calor Latente
E – Lâmina Evaporada
Razão de Bowen:
Dificuldade de avaliar
separadamente
Razão de Bowen:
 – Constante psicometrica (0,66 mb/0C )
T – Temperatura,
e – Perssão parcial de vapor
s é superfície da água, a é ponto acima na
atmosfera
Evaporação (Balanço de Energia)
Evaporação (Transferência de Massa)
Balanço de Massa:
m – Massa evaporada
r – Massa Específica
A – Área
E – Lâmina Evaporada
Lei de Dalton (1802):
E – Lâmina Evaporada
es – pressão parcial de vapor de saturação
a temperatura da superfície da água
ea – pressão parcial de vapor da atmosfera
a certa altura
f(u) – função da velocidade do vento
horizontal
Evaporação (Transferência de Massa)
C – Coeficiente que varia entre 0,50 para
pequenos lagos a 0,36 para grandes lagos;
W – velocidade do vento média diária a 25
ft de altura em milhas por hora
Ar mais seco – mais evaporação
Ar mais úmido – menos evaporação
Variáveis Meteorológicas que Interferem na Evaporação
Os dois fatores principais que influenciam evaporação de uma superfície de água aberta são:
• a quantidade energia que proverá o calor latente de vaporização e
• a possibilidade de transportar o vapor para longe da superfície sobre a qual se dá a
evaporação.
Variáveis Meteorológicas que Interferem na Evaporação
 Radiação solar é a fonte principal de energia.
 A habilidade para transportar vapor longe da superfície de evaporante depende:
• Velocidade do vento em cima da superfície e
• Gradiente de umidade específico sobre esta.
Variáveis Meteorológicas que Interferem na Evaporação
Principais Variáveis Meteorológicas:
• Radiação Solar,
• Vento
• Pressão de vapor de água
• Temperatura do ar.
Fatores Intervenientes na Evaporação
• Vento
A ação do vento consiste em deslocar as parcelas de ar mais úmidas encontradas na camada
limite superficial, substituindo-as por outras mais secas.
• Umidade
O ar seco tem maior capacidade de absorver vapor d’água adicional que o ar úmido, desta
forma, a medida em que ele se aproxima da saturação, a taxa de evaporação diminui,
tendendo a se anular, caso não haja vento para promover a substituição desse ar.
Fatores Intervenientes na Evaporação
• Temperatura
O ar quente tem maior capacidade de conter umidade.
• Radiação Solar
A energia necessária para o processo de evaporação tem como fonte primária o sol; a
incidência de sua radiação varia com a latitude, clima e estação do ano.
Temperatura
• Quanto maior a temperatura, maior a pressão de saturação do vapor de água no ar, isto é, maior
a capacidade do ar de receber vapor.
• Para cada 10oC, P0 é duplicada.
Temp. oC 0 10 20 30
P0 (atm) 0,0062 0,0125 0,0238 0,0431
Temperatura
Curva da pressão de saturação de vapor em
função da temperatura.
Variação da saturação com a temperatura
Vento
• O vento renova o ar em contato com a superfície que está evaporando (superfície da água;
superfície do solo; superfície da folha da planta).
• Com vento forte a turbulência é maior e a transferência para regiões mais altas da atmosfera é
mais rápida, e a umidade próxima à superfície é menor, aumentando a taxa de evaporação.
pouco vento muito vento
Radiação Solar
Radiação solar - maior fonte de energia
para a Terra, principal elemento
meteorológico e um dos fatores
determinantes do tempo e do clima.
Além disso, afeta diversos processos:
• Físicos (aquecimento/evaporação)
• Bio-físicos (transpiração) e
• Biológicos (fotossíntese)
Tanques de Evaporação
• Rebaixamento do nível d’água
• 27 tipos  enterrados, superficiais e flutuantes
• Tanque Classe A
Tanques de Evaporação Classe A
A tina de evaporação, como o nome indica,
mede a evaporação efetiva, isto é, a
quantidade de água que uma massa liquida
com exposição ao ar livre perde, através da
sua superfície, e convertido em vapor,
durante um certo período de tempo.
O tanque de evaporação, propriamente dito,
é o tanque de terra, classe "A" modelo
standard do Weather Bureau. Forma
cilíndrica, de 25,4 cm de profundidade e
120,7 cm de diâmetro, de construção
metálica. O fundo está colocado sobre um
bastidor a 1,5 cm do solo.
Evaporímetro de Piché
Atmômetro (Evaporímetro de Piché)
Nota da alula Disciplina ACA 221. Instrumentos Meteorológcos de Observação.
Laboratório de Clima e Biosfera. Deparamento de Ciências Atmosféricas / IAG / USP.
A medição do evaporímetro não representa bem a evaporação
de uma superfície de água, pois o balanço energético de uma
superfície livre de água.
Evaporímetro ou atmômetro de Piche
Albert Piche (1872) França
- tubo de vidro (~30 cm, diâm. ~15mm)
invertido (fechado em cima)
com água bi-destilada
dentro do abrigo
- Filtro de papel circular
(diâm. 30mm)
preso na base do tubo)
Mede a água evaporada de um filtro de papel
- plenamente umidecido, em contato com o ar.
Evaporímetro de Piché
O evaporímetro de Piché é constituído por um tubo cilíndrico, de vidro, de
aproximadamente 30 cm de comprimento e um centímetro de diâmetro,
fechado na parte superior e aberto na inferior. A extremidade inferior é
tapada, depois do tubo estar cheio com água destilada, com um disco de papel
de feltro, de 3 cm de diâmetro, que deve ser previamente molhado com água.
Este disco é fixo depois com uma mola. A seguir, o tubo é preso por intermédio
de uma argola a um gancho situado no interior do abrigo.
Plataforma Automática de Coleta de Dados
Equacionamento de Estimativa de Evaporação
• Método de Balanço de Energia;
• Método Aerodinâmico;
• Método combinado;
• Método de Priestley-Taylor;
• Equações Empíricas;
• Baseado no Tanque Classe A.
Método de Balanço de Energia
Er = 0,0353Rn (mm/dia)
Onde:
Rn = Radiação (W/m2)
Ven Te Chow et all (1988)
Método do Balanço de Energia
Método do Balanço de Energia
Método do Balanço de Energia
Exemplo 2 (Aerodinâmico)
Utilizando o método do balanço de energia, calcule a taxa de evaporação de uma superfície aberta
de água, considerando a radiação de 200 W/m2 e a temperatura do ar de 25°C, supondo que não
existem fluxos de calor sensível e de calor do solo.
Solução do Exemplo 1
Solução:
Da equação
Lv =2,50 – 2,36 . T
Onde
T = temperatura em ºC
Lv = calor latente de vaporização em kJ/kg
Para o calor latente de vaporização a 25°C,
temos:
Lv =2,50 – 2,36 . 25 = 2,441 kJ/kg.
A densidade da água é de ρ = 997kg/m3.
Substituindo na equação
Onde:
R = radiação em W/m2.
Lv = calor latente de vaporização em J/kg
ρ = a densidade da água em kg/m3.
Temos:
v
R
E =
L .ρ
8
3
200
E = 8,22.10 m/s
2,441.10 .997
E = 2,58m/ano


Método Aerodinâmico
No método aerodinâmico, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação:
Onde:
Ea = Evaporação potencial (mm/dia);
es = Pressão de vapor saturado (Pascal; 1Pa = 1 N/m2)
ea = Pressão de vapor atual (Pascal)
ea = UR . es (onde: UR = umidade relativa = e/es)
B = é um coeficiente obtido através da equação
Onde:
u = Velocidade do vento na altura z2 (m/s);
z2 = Altura da medição da velocidade do vento (geralmente é adotado 2 m
a partir da superfície);
z1 = Altura de rugosidade da superfície natural.
a s aE = B.(e - e )
17,27.T
237,3+T
se = 611.e
 
 
 
2
2
1
0,102.u
B =
ln
Z
Z
  
  
  
Método Aerodinâmico
Método Aerodinâmico
Método Aerodinâmico
Exemplo 2 (Aerodinâmico)
Calcule a taxa de evaporação de uma superfície aberta utilizando o método aerodinâmico com
uma temperatura de 25°C, uma umidade relativa de 40%, a pressão dor ar de 101,3kPa e uma
velocidade do vento de 3m/s, todas medidas em a uma altura de 2m acima da superfície da água.
Suponha a altura de rugosidade igual a z0 = 0,03cm.
Solução do Exemplo 2
O coeficiente de transferência de vapor B é dado por:
A taxa de evaporação é dada por:
Ea = B.(eas – ea)
Utilizando eas = 3,167 Pa a 25°C retirado da tabela e considerando es = Rh.eas = 0,4.3,67 = 1,67 Pa,
obtemos:
Ea = 4,54.10-11.(3,167 – 1,267) = 8,62.10-8 m/s ou 7,54mm/dia.
2
a 2
2
w 2 0
0,622k ρ .u
B =
pρ [ln(z /z )]
2
11
3 -4 2
0,622.0,4 .1,19.3
B = 4,54.10 m/Pa.s
101,3.10 .997[ln(2/3.10 )]


Método Combinado
O método combinado ou método de Penmam calcula a evaporação considerando os efeitos da
radiação e do vento.
Para isso, o método combinado combina as equações do método do balanço de energia e do
método aerodinâmico.
A combinação resulta na equação abaixo:
Onde:
E = Evaporação potencial (mm/dia);
Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia);
Ea = Evaporação calculada pelo método aerodinâmico (mm/dia);
∆ = Gradiente da curva de pressão de saturação de vapor:
∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C);
 = Constante psicrométrica:
 = 66,8 Pa/°C;
Ven Te Chow et all (1988)
r a
Δ γ
E = .E + .E
Δ+γ Δ+γ
   
   
   
Método Combinado
Método Combinado
Exemplo 3 (Combinado)
Aplicar o método de combinação para calcular a taxa de evaporação a partir de uma superfície
aberta de água sujeita uma radiação líquida de 200 W/m2, uma temperatura de 25oC, uma
humidade relativa de 40% e uma velocidade do vento de 3 m/s, todos registrados a uma altura de 2
m, e uma pressão atmosférica de 101.3 kPa.
Solução do Exemplo 3
Solução: Do exemplo feito pelo balanço de energia a taxa de evaporação correspondente a uma
radiação líquida de 200 W/m2 é Er = 7,10 mm/dia, e do exemplo feito pelo método aerodinâmico,
temos Er = 7,45 mm/dia para uma temperatura do ar, umidade e condições de vento dado. O
método de combinação requer valores para Δ e ɣ na equação abaixo:
A constante psicométrica ɣ é dada por,
usando CP = 1,005 J/kgK para ar, Kh/Kw = 1,00, e Iv = 2,441 x 103 J/kg a 25°C, temos:
r aE = E E
( + ) ( + )

 


 
P h
v w
C K p
=
0,622l K

Solução do Exemplo 3
usando CP = 1,005 J/kgK para ar, Kh/Kw = 1,00, e Iv = 2,441 x 103 J/kg a 25°C, temos:
P h
v w
3
3
C K p
=
0,622l K
1,005.1.101,3.10
= 67,1Pa/°C
0,622.2,441.10

 
Δ é o gradiente da curva da pressão do vapor de saturação a 25°C, dado por:
2
4,098e
=
(237,3 + T)
s

com es = eas = 3,167 Pa para T = 25°C:
2
2
4,098e
=
(237,3 + T)
4,098.3,167
= 188,7Pa/°C
(237,3 + 25)
s

 
Solução do Exemplo 3
Então os pesos de poderação para a equação de combinação são ɣ (Δ + ɣ) = 67,1/(188,7 + 67,1) =
0,262 e Δ/(Δ + y) = 188,7/(188,7 + 67,1) = 738. A taxa de evaporação se calcula utilizando:
r aE = E E
( + ) ( + )

 


 
Logo:
r aE = E E 0,738.7,10 0,262.7,45 7,2 mm/dia
( + ) ( + )

 

   
 
Método Pristley-Taylor
Este método é baseado no fato de que em grandes áreas, as considerações do balanço de energia
governam a evaporação. Portanto, no método de Priestley - Taylor, a evaporação é calculada
conforme a seguinte equação:
r
Δ
E = β. .E
Δ+γ
 
 
 
Onde:
E = Evaporação potencial (mm/dia)
Er = Evaporação calculada pelo método do
balanço de energia (mm/dia);
∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C)
= 66,8 Pa/°C
= 1,3
Método Pristley-Taylor
Ven Te Chow et all (1988)
Exemplo 4 (Priestley-Taylor)
Utilizar o método de Priestley- Taylor para calcular a taxa de evaporação a partir de um corpo de
água com uma radiação líquida de 200 W/m2 e uma temperatura de 25°C.
Solução do Exemplo 4
O método de Priestley- Taylor aplica a equação:
rE = α E
( + )


com Er = 7,10 mm/dia a partir do exemplo do balanço de energia Δ/ (Δ + y) = 0,738
a 25°C a partir do exemplo do método combinado eα = 1,3. Logo,
rE = α E 1,3.0,738.7,10 6,8 mm/dia
( + )

 

A qual se aproxima do resultado do método de combinação mais complicado como mostrado no
exemplo anterior.
Equações Empíricas
MétodoTanque Classe A
Para grandes lagos usar 0,80
Coeficiente (K) para reservatórios
Situação Superfície do espelho d'agua (hectares)
0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 50 > 50
Normal 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7
Bem protegida 0,81 0,77 0,72 0,68 0,63
Tanque Classe A
Dados de evaporação do tanque classe A
A tabela seguinte fornece os valores mensais médios da evaporação do tanque classe A para
alguns Municípios.
Município J F M A M J J A S O N D TOT
PATOS (PB) 319 254 236 203 219 221 247 298 316 354 337 331 3334
CRUZETA (RN) 316 257 233 211 193 209 242 289 314 354 340 341 3299
PETROLINA (PE) 270 243 224 203 223 217 242 268 299 337 311 314 3151
OURICURI (PE) 229 191 190 169 163 184 205 261 308 314 312 270 2796
IRECÊ (BA) 227 223 212 187 200 197 223 261 293 304 282 249 2858
BARBALHA (CE) 218 175 174 174 186 186 218 271 288 281 275 258 2704
SUMÉ (PB) 289 231 234 220 192 167 188 228 254 291 300 298 2892
TAUÁ (CE) 266 235 236 314 208 220 252 277 296 326 306 311 3146
FLORÂNIA (RN) 267 217 208 181 179 181 210 267 287 306 293 287 2884
CAICÓ (RN) 300 232 234 205 213 211 240 266 314 326 314 328 3182
SOUZA (RN) 268 203 194 173 178 185 218 267 294 317 314 326 2936
Fim
Definições
Processo de Transpiração no Sistema Solo Planta Atmosfera.
A transpiração ocorre desde as raízes até as folhas, pelo sistema condutor, pelo estabelecimento de
um gradiente de potencial desde o solo até o ar. Quanto mais seco estiver o ar (menor Umidade
Relativa), maior será esse gradiente.
Teoria de Dixon ou CoesãoTensãoTranspiração
Teoria de Dixon: coesão-adesão-sucção-tensão
 Sucção: decorrente da transpiração e da fotossíntese;
 Coesão: entre as moléculas de água;
 Adesão: parede do vaso atrai a água;
 Tensão: a sucção gera a tensão, já que há coesão.
Adesão-Coesão
Coesão e adesão das moléculas de água
Coesão-adesão-sucção-tensão
Ponto de Mucha Permanente
• Em solos muito secos, o Yw pode cair até o conhecido valor do ponto de murcha permanente,
quando não existe mais água disponível para as plantas.
• Neste ponto, o Yw do solo é tão baixo que a planta não pode manter a turgescência, mesmo que
toda a transpiração seja parada.
• A planta permanece murcha mesmo à noite, quando a transpiração cessa quase inteiramente.
Isso significa que o Yw do solo é igual ao Ys da folha (neste caso Yp = 0 e Yw = Ys ).
• Em muitos estudos considera-se o valor de – 1,5 MPa para o potencial hídrico do solo,
correspondente ao ponto de murcha permanente.
• No entanto, visto que o Ys varia com a espécie vegetal, o ponto de murcha permanente (PMP)
depende não apenas do solo, mas, também, da espécie em estudo.
Ponto de Mucha Permanente
PMP é a situação em que o Yw do solo = Yw da folha = Ys da folha
Capacidade de Campo
 A capacidade de campo é o conteúdo de água do solo após ele ter sido saturado
com água e o excesso ter sido drenado pela ação da gravidade.
 É maior em solos argiloso, solos que possuem alto conteúdo de húmus e muito menor
nos solos arenosos.
Fim
Definições
Evapotranspiração (ET) – Processo
simultâneo de transferência de água para a
atmosfera através da evaporação (E) e da
transpiração (T)
• Em solos com cobertura vegetal é praticamente impossível separar o vapor d’água proveniente da
evaporação do solo daquele originado da transpiração.
• Neste caso, a análise do aumento da umidade atmosférica é feita de forma conjunta, interligando os
dois processos num processo único, denominado de evapotranspiração.
ET = E + T
Definições
Evapotranspiração Potencial (ETP) – quantidade de água transferida para a atmosfera por
evaporação e transpiração, em uma unidade de tempo, de uma superfície extensa, completamente
coberta de vegetação de porte baixo e bem suprida de água (Penman, 1956).
Evapotranspiração real (ETR) – quantidade de água transferida para a atmosfera por evaporação e
transpiração, nas condições reais (existentes) de fatores atmosféricos e umidade do solo. A ETR é
igual ou menor que a evapotranspiração potencial (Gangopadhyaya et al, 1968).
Definições
Evapotranspiração Potencial ou de Referência (ETO): termo definido por Thornthwaite e
posteriormente por Penman (1948), traduzindo a perda d'água de uma superfície coberta com
grama batatais (Paspalum notatum L.), em fase de crescimento ativo, hem suprida de umidade, no
centro de uma área tampão irrigada, suficientemente grande para que os transportes horizontais
de vapor d'água sejam negligíveis. Se a área tampão não for suficiente, os balanços de energia
laterais incrementarão a perda d'água da superfície e a evapotranspiração decorrente receberá o
nome de evapotranspiração de oasis (ETO).
Definições
Evapotranspiração Real (ETR): Refere-se à perda de água por evapotranspiração de uma superfície
em quaisquer condições de vegetação e suprimento de água.
Definições
Evapotranspiração Máxima (Etm): Evapotranspiração máxima (ou demanda climática ideal, como
preferimos) refere-se à perda de água observada por evapotranspiração por uma superfície
vegetada (OU cultura) qualquer, em um estágio de desenvolvimento qualquer, desde que se
observem condições ideais (não restritivas) de umidade do solo, para o desenvolvimento das
plantas. Para uma cultura, tem um valor mínimo na ocasião da emergência, assumindo um valor
máximo, no estágio de maior índice de área fpliar (m2 de folhas/rn2 de terreno), que ocorre
usualmente no fim do desenvolvimento vegetativo, início da floração. Convém observar que a
evapotranspiração ideal somente ocorrerá quando a água no solo não for limitante.
Fatores que Afetam a Evapotranspiração
 Fatores Ambientais
- Radiação Solar
- Temperatura do ar
- Umidade relativa do ar
- Vento
 Fatores fisiológicos
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
 Radiação solar (Rs) - da radiação solar absorvida pelas folhas das plantas, de 1 % a 5 % são
usadas no processo de fotossíntese, e de 75 % a 85 % são utilizadas no processo de aquecimento
das folhas e do ar atmosférico logo acima do dossel da cultura (fluxo de calor sensível), e,
também, no processo de evapotranspiração (fluxo de calor latente). Um aumento na Rs aumenta
a demanda atmosférica e a temperatura do ar.
 O requerimento de água das culturas (ET) é um processo que envolve energia, como já foi
destacado. Essa energia é proveniente da radiação solar global (Rs).
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
A Figura ilustra o balanço de energia de uma superfície
coberta por vegetação, salientando as principais
formas de fracionamento do saldo radiação.
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
Temperatura do ar (Ta) - o efeito da temperatura do ar sobre a capacidade de retenção de
umidade do ar é ilustrado na Figura. O aumento da temperatura do ar aumenta a capacidade de
retenção de umidade do ar, o que resulta em maior demanda atmosférica. Pela Figura, verifica-se
que, se o ar, a 50 % de umidade relativa e a 43 °C, for resfriado a uma temperatura abaixo de 30
°C (ponto de orvalho), não pode armazenar mais umidade (água), acarretando condensação.
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
Umidade relativa do ar (UR) - O aumento da temperatura torna maior a quantidade de vapor
d´água que pode estar presente no mesmo volume de ar. Assim, quanto maior temperatura, maior
es (maior a capacidade do ar conter água) e menor UR pois:
Onde:
ea = a pressão de vapor do ar (medida em pascal).
es = a pressão de vapor do ar obtida em condições de equilíbrio ou saturação.
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
Vento - o processo de transpiração ocorre quando há difusão do vapor d'água através dos estómatos.
O vento modifica a camada de ar vizinha à superfície, substituindo uma camada muitas vezes saturada por uma com menor
conteúdo de vapor d’água. Na camada em contato com a superfície (aproximadamente 1 mm), o movimento de vapor é por
moléculas individuais (difusão molecular), mas acima dessa camada limite superficial, o responsável é o movimento turbulento do
ar (difusão turbulenta).
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
O efeito do vento sabre a transpiração estomática e a abertura estomatal encontra-se ilustrado na Figura.
Observa-se que, para pequenas aberturas estomatais, não há grandes diferenças na taxa de transpiração quando se comparam as
diferentes condições de vento. Essa diferença aumenta abruptamente com o aumento da abertura dos estomatos para a condição de
velocidade de vento.
Fatores Ambientais que Afetam a Evapotranspiração
Variação segundo a disponibilidade de água no solo e as condições de clima
O requerimento de água das culturas, ou ET, geralmente aumenta à proporção que aumenta a
aumenta a demanda evaporativa da atmosfera, desde que ocorram condições de elevada
elevada umidade do solo.
A Figura ilustra a variação da ET de uma cultura de acordo com a disponibilidade de
água no solo e a demanda da atmosfera em diferentes condições de clima.
A disponibilidade de água no solo para as culturas é estabelecida pelo conteúdo de
umidade retida pelo solo entre a capacidade de campo (CC) e o ponto de murcha
permanente (PMP) de cada cultura.
Fatores Fisiológicos que Afetam a Evapotranspiração
Os fatores relacionados às plantas interferem, definem e modificam a taxa de evapotranspiração,
afetando diretamente as resistências ao movimento da água do solo para a atmosfera. Entre eles,
destacam-se:
 Fechamento estomatal - Praticamente a totalidade da transpiração ocorre através dos estômatos por causa da relativa
impermeabilidade da cutícula. Quase nenhuma transpiração ocorre quando os estômatos estão fechados. A medida que
a abertura dos estômatos aumenta, uma maior quantidade de vapor d'água pode ser transportada para a atmosfera.
Entre os fatores que influenciam a abertura e o fechamento dos estômatos, estão a luz e o nível de umidade nas folhas.
Fatores Fisiológicos que Afetam a Evapotranspiração
 Tamanho e numero dos estômatos - A maioria das folhas de várias espécies de plantas, produtivas comercialmente,
apresenta estômatos em ambas as faces.
 Quantidade de folhas - Quanto maior a área foliar de uma determinada espécie, maior será a evapotranspiração.
 Enrolamento e dobramento das folhas - Muitas plantas têm mecanismos nas suas folhas que favorecem a redução da
taxa de transpiração quando a disponibilidade de água no solo torna limitante.
Fim
Medição de Evapotranspiração
 Lisímetro
- Peso
- Medir chuva
- Coletar água percolada
- Coletar água escoada
- Superfície homogênea
 Medições Micrometeorólogicas
Lisímetro
Medições Micrometeorológicas
Fim
Determinação da Evapotranspiração de Referência
Existem métodos diretos para determinação e métodos indiretos para a estimativa da
evapotranspiração; e cada metodologia apresenta características próprias.
Determinação da Evapotranspiração de Referência
Métodos diretos:
1. Lisímetros.
2. Parcelas Experimentais no Campo.
A obtenção da evapotranspiração por meio de parcelas experimentais, depende de vários fatores. Este método só deve ser utilizado
para a determinação da ET total, durante todo o ciclo da cultura, e nunca a ET diária ou semanal, pois, nestes casos, os erros seriam
grandes. A água necessária, durante todo o ciclo da cultura, é calculada pela soma da quantidade de água aplicada nas irrigações,
precipitações efetivas, mais a quantidade de água armazenada no solo antes do plantio, menos a quantidade de água que ficou
retida no solo após a colheita.
Determinação da Evapotranspiração de Referência
Métodos indiretos:
São aqueles que não fornecem diretamente a evapotranspiração e, para estimá-la, é preciso se utilizar de um fator (K), a ser
determinado para cada região e para cada método indireto. De acordo com os princípios envolvidos no seu desenvolvimento, os
métodos de estimativa podem ser agrupados em cinco categorias:
1. Empíricos:
Estes métodos foram desenvolvidos experimentalmente, sendo que na seleção destes métodos deve-se observar
para quais condições ambientais foram desenvolvidos e fazer os ajustes regionais.
1.1) Evaporímetros
1.2) Método de Blaney-Criddle
Determinação da Evapotranspiração de Referência
Métodos indiretos:
2. Aerodinâmico:
Este é um método micrometeorológico, com embasamento físico-teórico da dinâmica dos fluidos e transporte turbulento.
3. Balanço de Energia
4. Método de correlação de turbilhões

Evaporação e Evapotranspiração (Parte 1)

  • 1.
  • 2.
    Tópicos Introdução - Situar nocontexto da disciplina; - Relevância do estudo da Evaporação; • - Nomenclatura Básicos; • Evaporação • Transpiração (Relação solo-água-planta) • Evapotranspiração
  • 4.
    Relevância da EvaporaçãoeTranspiração Região Área Chuva Vazão Evapo Chuva Vazão Evapo Vazão Vazão transp. transp. % % km2 m3/s m3/s m3/s mm mm mm Chuva Brasil Amazonas - Total 6112000 493491 202000 291491 2546 1042 1504 41 Amazonas- Brasil 3884191 277000 128900 139640 2249 1047 1134 47 72 Tocantins 757000 42387 11300 31087 1766 471 1295 27 6 Atlântico Norte 242000 16388 6000 10388 2136 782 1354 37 3 Atlântico Nordeste 787000 27981 3130 24851 1121 125 996 11 2 São Francisco 634000 19829 3040 16789 986 151 835 15 2 Atlântico Leste (1) 242000 7784 670 7114 1014 87 927 9 0 Atlântico Leste (2) 303000 11791 3710 8081 1227 386 841 31 2 Paraná 877000 39935 11200 28735 1436 403 1033 28 6 Paraguai 368000 16326 1340 14986 1399 115 1284 8 1
  • 5.
  • 6.
    Definição A evaporação ea evapotranspiração ocorrem quando a água líquida é convertida para vapor de água e transferida, neste estado, para a atmosfera.
  • 7.
    Definição Evaporação (E) –Processo pelo qual se transfere água do solo e das massas líquidas para a atmosfera. No caso da água no planeta Terra ela ocorre nos oceanos, lagos, rios e solo. Transpiração (T) – Processo de evaporação que ocorre através da superfície das plantas. A taxa de transpiração é função dos estômatos, da profundidade radicular e do tipo de vegetação. Evapotranspiração (ET) – Processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera através da evaporação (E) e da transpiração (T)
  • 8.
    Nomenclatura usual • Evaporação:quando se refere a evaporação de superfícies d'água livre (espelhos d'água). • Evaporação de solo nu: quando se refere a evaporação de solo sem vegetação. • Evapotranspiração: quando se refere a evaporação de solos vegetados (soma da evaporação de solo nu, mais transpiração da plantas).
  • 9.
    Definições Evapotranspiração Potencial (ETp):perda de água por evaporação e transpiração de uma superfície natural tal que esta esteja totalmente coberta e o conteúdo de água no solo esteja próximo à capacidade de campo.
  • 10.
    Definições Evapotranspiração de Referência(ETo): segundo a Organização das Nações Unidas para Agricultura e Alimentação (FAO) é a perda de água de uma extensa superfície cultivada com cultivada com grama, com altura de 0,08 a 0,15 m, em crescimento ativo, cobrindo totalmente o totalmente o solo e sem deficiência de água.
  • 11.
    Definições Evapotranspiração Real ouAtual (ETr): perda de água por evaporação e transpiração nas condições reinantes (atmosféricas e de umidade do solo).
  • 13.
    Mudança de Estado •Evaporação é um fenômeno no qual átomos ou moléculas no estado líquido (ou sólido, se a substância sublima) ganham energia suficiente para passar ao estado vapor vencendo a tensão superficial. • Condensação: Aqueles estão mudando do estado de vapor para o líquido. • Calor Latente: Quantidade de Energia liberada ou absorvida na mudança de fase. • Saturação do Ar: Quando a quantidade que muda do líquido para o sólido é a mesma que faz o caminho inverso, isto é, há equilíbrio.
  • 14.
  • 15.
  • 16.
    Mecanismo de Evaporação Aágua, recebendo incidência de calor, inicia um processo de aquecimento até que seja atingido seu ponto de ebulição; • • Prosseguindo a cessão de calor, este não mais atua na elevação da temperatura, mas como calor latente de vaporização, convertendo a água do estado líquido para o gasoso; • • Este vapor d’água se liberta da massa líquida e passa a compor a atmosfera, situando-se nas camadas mais próximas da superfície; • • Caso a evaporação possa se processar livremente, sem restrições do suprimento de água, esta evaporação é dita EVAPORAÇÃO POTENCIAL.
  • 17.
  • 18.
    Evaporação (Balanço deEnergia) Balanço de Energia por unidade de área: Rn = Hs + LE + G Rn – Radiação Líquida (onda curta e longa) Hs – Transferência Calor Sensível LE – TransferênciaCalor Latente G – Troca de Calor com a água LE= r .Lv. E r – Massa Específica Lv – Calor Latente E – Lâmina Evaporada
  • 19.
    Razão de Bowen: Dificuldadede avaliar separadamente Razão de Bowen:  – Constante psicometrica (0,66 mb/0C ) T – Temperatura, e – Perssão parcial de vapor s é superfície da água, a é ponto acima na atmosfera Evaporação (Balanço de Energia)
  • 20.
    Evaporação (Transferência deMassa) Balanço de Massa: m – Massa evaporada r – Massa Específica A – Área E – Lâmina Evaporada Lei de Dalton (1802): E – Lâmina Evaporada es – pressão parcial de vapor de saturação a temperatura da superfície da água ea – pressão parcial de vapor da atmosfera a certa altura f(u) – função da velocidade do vento horizontal
  • 21.
    Evaporação (Transferência deMassa) C – Coeficiente que varia entre 0,50 para pequenos lagos a 0,36 para grandes lagos; W – velocidade do vento média diária a 25 ft de altura em milhas por hora Ar mais seco – mais evaporação Ar mais úmido – menos evaporação
  • 23.
    Variáveis Meteorológicas queInterferem na Evaporação Os dois fatores principais que influenciam evaporação de uma superfície de água aberta são: • a quantidade energia que proverá o calor latente de vaporização e • a possibilidade de transportar o vapor para longe da superfície sobre a qual se dá a evaporação.
  • 24.
    Variáveis Meteorológicas queInterferem na Evaporação  Radiação solar é a fonte principal de energia.  A habilidade para transportar vapor longe da superfície de evaporante depende: • Velocidade do vento em cima da superfície e • Gradiente de umidade específico sobre esta.
  • 25.
    Variáveis Meteorológicas queInterferem na Evaporação Principais Variáveis Meteorológicas: • Radiação Solar, • Vento • Pressão de vapor de água • Temperatura do ar.
  • 26.
    Fatores Intervenientes naEvaporação • Vento A ação do vento consiste em deslocar as parcelas de ar mais úmidas encontradas na camada limite superficial, substituindo-as por outras mais secas. • Umidade O ar seco tem maior capacidade de absorver vapor d’água adicional que o ar úmido, desta forma, a medida em que ele se aproxima da saturação, a taxa de evaporação diminui, tendendo a se anular, caso não haja vento para promover a substituição desse ar.
  • 27.
    Fatores Intervenientes naEvaporação • Temperatura O ar quente tem maior capacidade de conter umidade. • Radiação Solar A energia necessária para o processo de evaporação tem como fonte primária o sol; a incidência de sua radiação varia com a latitude, clima e estação do ano.
  • 28.
    Temperatura • Quanto maiora temperatura, maior a pressão de saturação do vapor de água no ar, isto é, maior a capacidade do ar de receber vapor. • Para cada 10oC, P0 é duplicada. Temp. oC 0 10 20 30 P0 (atm) 0,0062 0,0125 0,0238 0,0431
  • 29.
    Temperatura Curva da pressãode saturação de vapor em função da temperatura. Variação da saturação com a temperatura
  • 30.
    Vento • O ventorenova o ar em contato com a superfície que está evaporando (superfície da água; superfície do solo; superfície da folha da planta). • Com vento forte a turbulência é maior e a transferência para regiões mais altas da atmosfera é mais rápida, e a umidade próxima à superfície é menor, aumentando a taxa de evaporação. pouco vento muito vento
  • 31.
    Radiação Solar Radiação solar- maior fonte de energia para a Terra, principal elemento meteorológico e um dos fatores determinantes do tempo e do clima. Além disso, afeta diversos processos: • Físicos (aquecimento/evaporação) • Bio-físicos (transpiração) e • Biológicos (fotossíntese)
  • 33.
    Tanques de Evaporação •Rebaixamento do nível d’água • 27 tipos  enterrados, superficiais e flutuantes • Tanque Classe A
  • 34.
    Tanques de EvaporaçãoClasse A A tina de evaporação, como o nome indica, mede a evaporação efetiva, isto é, a quantidade de água que uma massa liquida com exposição ao ar livre perde, através da sua superfície, e convertido em vapor, durante um certo período de tempo. O tanque de evaporação, propriamente dito, é o tanque de terra, classe "A" modelo standard do Weather Bureau. Forma cilíndrica, de 25,4 cm de profundidade e 120,7 cm de diâmetro, de construção metálica. O fundo está colocado sobre um bastidor a 1,5 cm do solo.
  • 35.
  • 36.
    Atmômetro (Evaporímetro dePiché) Nota da alula Disciplina ACA 221. Instrumentos Meteorológcos de Observação. Laboratório de Clima e Biosfera. Deparamento de Ciências Atmosféricas / IAG / USP. A medição do evaporímetro não representa bem a evaporação de uma superfície de água, pois o balanço energético de uma superfície livre de água. Evaporímetro ou atmômetro de Piche Albert Piche (1872) França - tubo de vidro (~30 cm, diâm. ~15mm) invertido (fechado em cima) com água bi-destilada dentro do abrigo - Filtro de papel circular (diâm. 30mm) preso na base do tubo) Mede a água evaporada de um filtro de papel - plenamente umidecido, em contato com o ar.
  • 37.
    Evaporímetro de Piché Oevaporímetro de Piché é constituído por um tubo cilíndrico, de vidro, de aproximadamente 30 cm de comprimento e um centímetro de diâmetro, fechado na parte superior e aberto na inferior. A extremidade inferior é tapada, depois do tubo estar cheio com água destilada, com um disco de papel de feltro, de 3 cm de diâmetro, que deve ser previamente molhado com água. Este disco é fixo depois com uma mola. A seguir, o tubo é preso por intermédio de uma argola a um gancho situado no interior do abrigo.
  • 38.
  • 40.
    Equacionamento de Estimativade Evaporação • Método de Balanço de Energia; • Método Aerodinâmico; • Método combinado; • Método de Priestley-Taylor; • Equações Empíricas; • Baseado no Tanque Classe A.
  • 41.
    Método de Balançode Energia Er = 0,0353Rn (mm/dia) Onde: Rn = Radiação (W/m2) Ven Te Chow et all (1988)
  • 42.
  • 43.
  • 44.
  • 45.
    Exemplo 2 (Aerodinâmico) Utilizandoo método do balanço de energia, calcule a taxa de evaporação de uma superfície aberta de água, considerando a radiação de 200 W/m2 e a temperatura do ar de 25°C, supondo que não existem fluxos de calor sensível e de calor do solo.
  • 46.
    Solução do Exemplo1 Solução: Da equação Lv =2,50 – 2,36 . T Onde T = temperatura em ºC Lv = calor latente de vaporização em kJ/kg Para o calor latente de vaporização a 25°C, temos: Lv =2,50 – 2,36 . 25 = 2,441 kJ/kg. A densidade da água é de ρ = 997kg/m3. Substituindo na equação Onde: R = radiação em W/m2. Lv = calor latente de vaporização em J/kg ρ = a densidade da água em kg/m3. Temos: v R E = L .ρ 8 3 200 E = 8,22.10 m/s 2,441.10 .997 E = 2,58m/ano  
  • 47.
    Método Aerodinâmico No métodoaerodinâmico, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação: Onde: Ea = Evaporação potencial (mm/dia); es = Pressão de vapor saturado (Pascal; 1Pa = 1 N/m2) ea = Pressão de vapor atual (Pascal) ea = UR . es (onde: UR = umidade relativa = e/es) B = é um coeficiente obtido através da equação Onde: u = Velocidade do vento na altura z2 (m/s); z2 = Altura da medição da velocidade do vento (geralmente é adotado 2 m a partir da superfície); z1 = Altura de rugosidade da superfície natural. a s aE = B.(e - e ) 17,27.T 237,3+T se = 611.e       2 2 1 0,102.u B = ln Z Z         
  • 48.
  • 49.
  • 50.
  • 51.
    Exemplo 2 (Aerodinâmico) Calculea taxa de evaporação de uma superfície aberta utilizando o método aerodinâmico com uma temperatura de 25°C, uma umidade relativa de 40%, a pressão dor ar de 101,3kPa e uma velocidade do vento de 3m/s, todas medidas em a uma altura de 2m acima da superfície da água. Suponha a altura de rugosidade igual a z0 = 0,03cm.
  • 52.
    Solução do Exemplo2 O coeficiente de transferência de vapor B é dado por: A taxa de evaporação é dada por: Ea = B.(eas – ea) Utilizando eas = 3,167 Pa a 25°C retirado da tabela e considerando es = Rh.eas = 0,4.3,67 = 1,67 Pa, obtemos: Ea = 4,54.10-11.(3,167 – 1,267) = 8,62.10-8 m/s ou 7,54mm/dia. 2 a 2 2 w 2 0 0,622k ρ .u B = pρ [ln(z /z )] 2 11 3 -4 2 0,622.0,4 .1,19.3 B = 4,54.10 m/Pa.s 101,3.10 .997[ln(2/3.10 )]  
  • 53.
    Método Combinado O métodocombinado ou método de Penmam calcula a evaporação considerando os efeitos da radiação e do vento. Para isso, o método combinado combina as equações do método do balanço de energia e do método aerodinâmico. A combinação resulta na equação abaixo: Onde: E = Evaporação potencial (mm/dia); Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia); Ea = Evaporação calculada pelo método aerodinâmico (mm/dia); ∆ = Gradiente da curva de pressão de saturação de vapor: ∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C);  = Constante psicrométrica:  = 66,8 Pa/°C; Ven Te Chow et all (1988) r a Δ γ E = .E + .E Δ+γ Δ+γ            
  • 54.
  • 55.
  • 56.
    Exemplo 3 (Combinado) Aplicaro método de combinação para calcular a taxa de evaporação a partir de uma superfície aberta de água sujeita uma radiação líquida de 200 W/m2, uma temperatura de 25oC, uma humidade relativa de 40% e uma velocidade do vento de 3 m/s, todos registrados a uma altura de 2 m, e uma pressão atmosférica de 101.3 kPa.
  • 57.
    Solução do Exemplo3 Solução: Do exemplo feito pelo balanço de energia a taxa de evaporação correspondente a uma radiação líquida de 200 W/m2 é Er = 7,10 mm/dia, e do exemplo feito pelo método aerodinâmico, temos Er = 7,45 mm/dia para uma temperatura do ar, umidade e condições de vento dado. O método de combinação requer valores para Δ e ɣ na equação abaixo: A constante psicométrica ɣ é dada por, usando CP = 1,005 J/kgK para ar, Kh/Kw = 1,00, e Iv = 2,441 x 103 J/kg a 25°C, temos: r aE = E E ( + ) ( + )        P h v w C K p = 0,622l K 
  • 58.
    Solução do Exemplo3 usando CP = 1,005 J/kgK para ar, Kh/Kw = 1,00, e Iv = 2,441 x 103 J/kg a 25°C, temos: P h v w 3 3 C K p = 0,622l K 1,005.1.101,3.10 = 67,1Pa/°C 0,622.2,441.10    Δ é o gradiente da curva da pressão do vapor de saturação a 25°C, dado por: 2 4,098e = (237,3 + T) s  com es = eas = 3,167 Pa para T = 25°C: 2 2 4,098e = (237,3 + T) 4,098.3,167 = 188,7Pa/°C (237,3 + 25) s   
  • 59.
    Solução do Exemplo3 Então os pesos de poderação para a equação de combinação são ɣ (Δ + ɣ) = 67,1/(188,7 + 67,1) = 0,262 e Δ/(Δ + y) = 188,7/(188,7 + 67,1) = 738. A taxa de evaporação se calcula utilizando: r aE = E E ( + ) ( + )        Logo: r aE = E E 0,738.7,10 0,262.7,45 7,2 mm/dia ( + ) ( + )          
  • 60.
    Método Pristley-Taylor Este métodoé baseado no fato de que em grandes áreas, as considerações do balanço de energia governam a evaporação. Portanto, no método de Priestley - Taylor, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação: r Δ E = β. .E Δ+γ       Onde: E = Evaporação potencial (mm/dia) Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia); ∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C) = 66,8 Pa/°C = 1,3
  • 61.
  • 62.
    Exemplo 4 (Priestley-Taylor) Utilizaro método de Priestley- Taylor para calcular a taxa de evaporação a partir de um corpo de água com uma radiação líquida de 200 W/m2 e uma temperatura de 25°C.
  • 63.
    Solução do Exemplo4 O método de Priestley- Taylor aplica a equação: rE = α E ( + )   com Er = 7,10 mm/dia a partir do exemplo do balanço de energia Δ/ (Δ + y) = 0,738 a 25°C a partir do exemplo do método combinado eα = 1,3. Logo, rE = α E 1,3.0,738.7,10 6,8 mm/dia ( + )     A qual se aproxima do resultado do método de combinação mais complicado como mostrado no exemplo anterior.
  • 64.
  • 65.
    MétodoTanque Classe A Paragrandes lagos usar 0,80 Coeficiente (K) para reservatórios Situação Superfície do espelho d'agua (hectares) 0 - 5 5 - 10 10 - 20 20 - 50 > 50 Normal 0,9 0,85 0,8 0,75 0,7 Bem protegida 0,81 0,77 0,72 0,68 0,63
  • 66.
    Tanque Classe A Dadosde evaporação do tanque classe A A tabela seguinte fornece os valores mensais médios da evaporação do tanque classe A para alguns Municípios. Município J F M A M J J A S O N D TOT PATOS (PB) 319 254 236 203 219 221 247 298 316 354 337 331 3334 CRUZETA (RN) 316 257 233 211 193 209 242 289 314 354 340 341 3299 PETROLINA (PE) 270 243 224 203 223 217 242 268 299 337 311 314 3151 OURICURI (PE) 229 191 190 169 163 184 205 261 308 314 312 270 2796 IRECÊ (BA) 227 223 212 187 200 197 223 261 293 304 282 249 2858 BARBALHA (CE) 218 175 174 174 186 186 218 271 288 281 275 258 2704 SUMÉ (PB) 289 231 234 220 192 167 188 228 254 291 300 298 2892 TAUÁ (CE) 266 235 236 314 208 220 252 277 296 326 306 311 3146 FLORÂNIA (RN) 267 217 208 181 179 181 210 267 287 306 293 287 2884 CAICÓ (RN) 300 232 234 205 213 211 240 266 314 326 314 328 3182 SOUZA (RN) 268 203 194 173 178 185 218 267 294 317 314 326 2936
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    Definições Processo de Transpiraçãono Sistema Solo Planta Atmosfera. A transpiração ocorre desde as raízes até as folhas, pelo sistema condutor, pelo estabelecimento de um gradiente de potencial desde o solo até o ar. Quanto mais seco estiver o ar (menor Umidade Relativa), maior será esse gradiente.
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    Teoria de Dixonou CoesãoTensãoTranspiração
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    Teoria de Dixon:coesão-adesão-sucção-tensão  Sucção: decorrente da transpiração e da fotossíntese;  Coesão: entre as moléculas de água;  Adesão: parede do vaso atrai a água;  Tensão: a sucção gera a tensão, já que há coesão.
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    Adesão-Coesão Coesão e adesãodas moléculas de água
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    Ponto de MuchaPermanente • Em solos muito secos, o Yw pode cair até o conhecido valor do ponto de murcha permanente, quando não existe mais água disponível para as plantas. • Neste ponto, o Yw do solo é tão baixo que a planta não pode manter a turgescência, mesmo que toda a transpiração seja parada. • A planta permanece murcha mesmo à noite, quando a transpiração cessa quase inteiramente. Isso significa que o Yw do solo é igual ao Ys da folha (neste caso Yp = 0 e Yw = Ys ). • Em muitos estudos considera-se o valor de – 1,5 MPa para o potencial hídrico do solo, correspondente ao ponto de murcha permanente. • No entanto, visto que o Ys varia com a espécie vegetal, o ponto de murcha permanente (PMP) depende não apenas do solo, mas, também, da espécie em estudo.
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    Ponto de MuchaPermanente PMP é a situação em que o Yw do solo = Yw da folha = Ys da folha
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    Capacidade de Campo A capacidade de campo é o conteúdo de água do solo após ele ter sido saturado com água e o excesso ter sido drenado pela ação da gravidade.  É maior em solos argiloso, solos que possuem alto conteúdo de húmus e muito menor nos solos arenosos.
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    Definições Evapotranspiração (ET) –Processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera através da evaporação (E) e da transpiração (T) • Em solos com cobertura vegetal é praticamente impossível separar o vapor d’água proveniente da evaporação do solo daquele originado da transpiração. • Neste caso, a análise do aumento da umidade atmosférica é feita de forma conjunta, interligando os dois processos num processo único, denominado de evapotranspiração. ET = E + T
  • 78.
    Definições Evapotranspiração Potencial (ETP)– quantidade de água transferida para a atmosfera por evaporação e transpiração, em uma unidade de tempo, de uma superfície extensa, completamente coberta de vegetação de porte baixo e bem suprida de água (Penman, 1956). Evapotranspiração real (ETR) – quantidade de água transferida para a atmosfera por evaporação e transpiração, nas condições reais (existentes) de fatores atmosféricos e umidade do solo. A ETR é igual ou menor que a evapotranspiração potencial (Gangopadhyaya et al, 1968).
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    Definições Evapotranspiração Potencial oude Referência (ETO): termo definido por Thornthwaite e posteriormente por Penman (1948), traduzindo a perda d'água de uma superfície coberta com grama batatais (Paspalum notatum L.), em fase de crescimento ativo, hem suprida de umidade, no centro de uma área tampão irrigada, suficientemente grande para que os transportes horizontais de vapor d'água sejam negligíveis. Se a área tampão não for suficiente, os balanços de energia laterais incrementarão a perda d'água da superfície e a evapotranspiração decorrente receberá o nome de evapotranspiração de oasis (ETO).
  • 80.
    Definições Evapotranspiração Real (ETR):Refere-se à perda de água por evapotranspiração de uma superfície em quaisquer condições de vegetação e suprimento de água.
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    Definições Evapotranspiração Máxima (Etm):Evapotranspiração máxima (ou demanda climática ideal, como preferimos) refere-se à perda de água observada por evapotranspiração por uma superfície vegetada (OU cultura) qualquer, em um estágio de desenvolvimento qualquer, desde que se observem condições ideais (não restritivas) de umidade do solo, para o desenvolvimento das plantas. Para uma cultura, tem um valor mínimo na ocasião da emergência, assumindo um valor máximo, no estágio de maior índice de área fpliar (m2 de folhas/rn2 de terreno), que ocorre usualmente no fim do desenvolvimento vegetativo, início da floração. Convém observar que a evapotranspiração ideal somente ocorrerá quando a água no solo não for limitante.
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    Fatores que Afetama Evapotranspiração  Fatores Ambientais - Radiação Solar - Temperatura do ar - Umidade relativa do ar - Vento  Fatores fisiológicos
  • 83.
    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração  Radiação solar (Rs) - da radiação solar absorvida pelas folhas das plantas, de 1 % a 5 % são usadas no processo de fotossíntese, e de 75 % a 85 % são utilizadas no processo de aquecimento das folhas e do ar atmosférico logo acima do dossel da cultura (fluxo de calor sensível), e, também, no processo de evapotranspiração (fluxo de calor latente). Um aumento na Rs aumenta a demanda atmosférica e a temperatura do ar.  O requerimento de água das culturas (ET) é um processo que envolve energia, como já foi destacado. Essa energia é proveniente da radiação solar global (Rs).
  • 84.
    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração A Figura ilustra o balanço de energia de uma superfície coberta por vegetação, salientando as principais formas de fracionamento do saldo radiação.
  • 85.
    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração Temperatura do ar (Ta) - o efeito da temperatura do ar sobre a capacidade de retenção de umidade do ar é ilustrado na Figura. O aumento da temperatura do ar aumenta a capacidade de retenção de umidade do ar, o que resulta em maior demanda atmosférica. Pela Figura, verifica-se que, se o ar, a 50 % de umidade relativa e a 43 °C, for resfriado a uma temperatura abaixo de 30 °C (ponto de orvalho), não pode armazenar mais umidade (água), acarretando condensação.
  • 86.
    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração Umidade relativa do ar (UR) - O aumento da temperatura torna maior a quantidade de vapor d´água que pode estar presente no mesmo volume de ar. Assim, quanto maior temperatura, maior es (maior a capacidade do ar conter água) e menor UR pois: Onde: ea = a pressão de vapor do ar (medida em pascal). es = a pressão de vapor do ar obtida em condições de equilíbrio ou saturação.
  • 87.
    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração Vento - o processo de transpiração ocorre quando há difusão do vapor d'água através dos estómatos. O vento modifica a camada de ar vizinha à superfície, substituindo uma camada muitas vezes saturada por uma com menor conteúdo de vapor d’água. Na camada em contato com a superfície (aproximadamente 1 mm), o movimento de vapor é por moléculas individuais (difusão molecular), mas acima dessa camada limite superficial, o responsável é o movimento turbulento do ar (difusão turbulenta).
  • 88.
    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração O efeito do vento sabre a transpiração estomática e a abertura estomatal encontra-se ilustrado na Figura. Observa-se que, para pequenas aberturas estomatais, não há grandes diferenças na taxa de transpiração quando se comparam as diferentes condições de vento. Essa diferença aumenta abruptamente com o aumento da abertura dos estomatos para a condição de velocidade de vento.
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    Fatores Ambientais queAfetam a Evapotranspiração Variação segundo a disponibilidade de água no solo e as condições de clima O requerimento de água das culturas, ou ET, geralmente aumenta à proporção que aumenta a aumenta a demanda evaporativa da atmosfera, desde que ocorram condições de elevada elevada umidade do solo. A Figura ilustra a variação da ET de uma cultura de acordo com a disponibilidade de água no solo e a demanda da atmosfera em diferentes condições de clima. A disponibilidade de água no solo para as culturas é estabelecida pelo conteúdo de umidade retida pelo solo entre a capacidade de campo (CC) e o ponto de murcha permanente (PMP) de cada cultura.
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    Fatores Fisiológicos queAfetam a Evapotranspiração Os fatores relacionados às plantas interferem, definem e modificam a taxa de evapotranspiração, afetando diretamente as resistências ao movimento da água do solo para a atmosfera. Entre eles, destacam-se:  Fechamento estomatal - Praticamente a totalidade da transpiração ocorre através dos estômatos por causa da relativa impermeabilidade da cutícula. Quase nenhuma transpiração ocorre quando os estômatos estão fechados. A medida que a abertura dos estômatos aumenta, uma maior quantidade de vapor d'água pode ser transportada para a atmosfera. Entre os fatores que influenciam a abertura e o fechamento dos estômatos, estão a luz e o nível de umidade nas folhas.
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    Fatores Fisiológicos queAfetam a Evapotranspiração  Tamanho e numero dos estômatos - A maioria das folhas de várias espécies de plantas, produtivas comercialmente, apresenta estômatos em ambas as faces.  Quantidade de folhas - Quanto maior a área foliar de uma determinada espécie, maior será a evapotranspiração.  Enrolamento e dobramento das folhas - Muitas plantas têm mecanismos nas suas folhas que favorecem a redução da taxa de transpiração quando a disponibilidade de água no solo torna limitante.
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    Medição de Evapotranspiração Lisímetro - Peso - Medir chuva - Coletar água percolada - Coletar água escoada - Superfície homogênea  Medições Micrometeorólogicas
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    Determinação da Evapotranspiraçãode Referência Existem métodos diretos para determinação e métodos indiretos para a estimativa da evapotranspiração; e cada metodologia apresenta características próprias.
  • 98.
    Determinação da Evapotranspiraçãode Referência Métodos diretos: 1. Lisímetros. 2. Parcelas Experimentais no Campo. A obtenção da evapotranspiração por meio de parcelas experimentais, depende de vários fatores. Este método só deve ser utilizado para a determinação da ET total, durante todo o ciclo da cultura, e nunca a ET diária ou semanal, pois, nestes casos, os erros seriam grandes. A água necessária, durante todo o ciclo da cultura, é calculada pela soma da quantidade de água aplicada nas irrigações, precipitações efetivas, mais a quantidade de água armazenada no solo antes do plantio, menos a quantidade de água que ficou retida no solo após a colheita.
  • 99.
    Determinação da Evapotranspiraçãode Referência Métodos indiretos: São aqueles que não fornecem diretamente a evapotranspiração e, para estimá-la, é preciso se utilizar de um fator (K), a ser determinado para cada região e para cada método indireto. De acordo com os princípios envolvidos no seu desenvolvimento, os métodos de estimativa podem ser agrupados em cinco categorias: 1. Empíricos: Estes métodos foram desenvolvidos experimentalmente, sendo que na seleção destes métodos deve-se observar para quais condições ambientais foram desenvolvidos e fazer os ajustes regionais. 1.1) Evaporímetros 1.2) Método de Blaney-Criddle
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    Determinação da Evapotranspiraçãode Referência Métodos indiretos: 2. Aerodinâmico: Este é um método micrometeorológico, com embasamento físico-teórico da dinâmica dos fluidos e transporte turbulento. 3. Balanço de Energia 4. Método de correlação de turbilhões