Evaporação e Evapotranspiração

Apresentação em tema: "Evaporação e Evapotranspiração"— Transcrição da apresentação:

1 Evaporação e Evapotranspiração
Benedito C. Silva

2 Evapotranspiração Conceito Geral
Fatores que afetam a evapotranspiração Medição da evaporação Evaporação em lagos e reservatórios Estimativa da evapotranspiração Medição Cálculo

3 Conceito Geral 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.

4 Fatores que afetam a Evaporação (E)
- umidade do ar tipo de solo temperatura vento Radiação solar

5 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.

6 Definições Evapotranspiração (ET) – Processo simultâneo de transferência de água para a atmosfera através da evaporação (E) e da transpiração (T) ET = E + T

7 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)

8 Fatores que afetam Umidade do ar Temperatura do ar Velocidade do vento
Radiação solar Tipo de solo Vegetação (transpiração)

9 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 10 20 30 P0 (atm) 0,0062 0,0125 0,0238 0,0431

10 Umidade do ar

11 Umidade do ar E = C (es – e) E = evaporação (mm/hora; mm/dia)
es = pressão de saturação do vapor de água no ar atmosférico e = pressão do vapor presente na atmosfera C = constante Ar mais seco – mais evaporação Ar mais úmido – menos evaporação

12 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. muito vento pouco vento

13 Radiação solar

14 Solos Solos arenosos úmidos tem evaporação maior do que solos argilosos úmidos.

15 Vegetação Controla a transpiração Pode agir fechando os estômatos
Busca a umidade de camadas profundas do solo

16 Medição de evaporação Tanque classe A Evaporímetro de Piché

17 Tanque classe A . O mais usado é o tanque classe A, que tem forma circular com um diâmetro de 121 cm e profundidade de 25,5 cm. Construído em aço ou ferro galvanizado, deve ser pintado na cor alumínio e instalado numa plataforma de madeira a 15 cm da superfície do solo. Deve permanecer com água variando entre 5,0 e 7,5 cm da borda superior. . O fator que relaciona a evaporação de um reservatório e do tanque classe A oscila entre 0,6 e 0,8, sendo 0,7 o valor mais utilizado.

18 Tanque Classe A

19 Tanque Classe A

20 Tanque Classe A Fonte : Sabesp

21 Medindo a evaporação Tanque classe A

22 Evaporímetro de Piché O evaporímetro de Piche 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.

23 Evaporímetro de Piché

24 Comentários Piché é pouco confiável

25 Cálculo da evaporação Equações de evaporação Balanço Hídrico

26 Equações empíricas São Equações do tipo:
Onde: K = constante; f(w) = função da velocidade do vento; ea = tensão parcial do vapor de água; es(Ts) = tensão de vapor saturado.

27 Equação de Penman Onde:
qef é radiação efetiva (mm/dia); L é o calor latente de vaporização, igual a 59 cal/(cm2.mm); a é o albedo; T é temperatura em oK; s é a constante de Stefan-Boltzman, igual a 1, [cal/(cm2.d.dia/oK4)]; p é a proporção entre horas efetivas de brilho solar e o máximo possível

28 Equação de Penman G é radiação incidente de onda curta (cal/cm2.dia); Rt é a Radiação no topo da atmosfera (cal/cm2.dia) ea é a tensão parcial do vapor de água (mmHg); U umidade relativa do ar (%) es é a tensão de vapor saturado (mmHg); T temperatura (oC)

29 Equação de Penman w2 é a velocidade do vento medida a 2 metros de altura (km/dia) Exemplo 7.1 (Tucci)

30 Equação de Penman Rt

31 Estimativa da evapotranspiração
Medição Cálculo

32 Medição de evapotranspiração
Lisímetro Peso Medir chuva Coletar água percolada Coletar água escoada Superfície homogênea

33 Medições de evapotranspiração
Medidas diretas: Lisímetro: depósito enterrado, aberto na parte superior, contendo o terreno que se quer estudar. O solo recebe a precipitação, e é drenado para o fundo do aparelho onde a água é coletada e medida. ET = P - D - R

34 Lisímetro

35 Lisímetro

36 Medições micrometeorológicas

37 Medições micrometeorológicas

38 Cálculo da evapotranspiração
Equações de evapotranspiração Balanço Hídrico

39 Equações de cálculo da evapotranspiração
Usando apenas a temperatura Usando a temperatura e a umidade do ar Usando a temperatura e a radiação solar Equação de Penman (insolação, temperatura, umidade relativa, velocidade do vento)

40 Cálculo da Evapotranspiração (mm)
Métodos baseados na temperatura: Thornthwaite: empírica, caracterizada por um único fator, a temperatura média. Foi desenvolvida para climas temperados (inverno úmido e verão seco). Blaney-Criddle: também utiliza a temperatura média e horas do dia com insolação, para regiões semi-áridas ETP=(0,457 T + 8,13) p p % luz diária ET = ETP . Kc kc é o coeficiente de cultura

41 Thornthwaite ETP = evapotranspiração potencial mensal (mm/mês)
T = temperatura média do mês (oC) a = parâmetro que depende da região I = índice de temperatura t = temperatura médias mensais (oC) Fc = fator de correção

42 Exemplo Calcule a evapotranspiração potencial mensal do mês de agosto de 2007, em uma localidade localizada na latitude 20oS e onde as temperaturas médias mensais são dadas na tabela abaixo. A temperatura média do mês de agosto de 2007 foi de 16,5 oC.

43 Eq. de Penman para Evapotranspiração
Termos que mudam: Albedo (a): deve-se adotar valores próprios para o tipo de cultura em análise

44 Eq. de Penman para Evapotranspiração
Termos que mudam: Termo aerodinâmico Exemplo 7.4 (Tucci)

45 Cálculo da evaporação por balanço hídrico
A equação da continuidade para um lago ou reservatório pode ser escrita como: Onde: V = volume de água no reservatório; t = tempo; I = vazão total de entrada no reservatório; Q = vazão de saída do reservatório; Eo = Evaporação do reservatório; P = Precipitação sobre o reservatório; A = área do reservatório. Ou Exemplo 7.2 (Tucci)

46 Cálculo da evapotranspiração por balanço hídrico
Onde: V = armazenamento de umidade na bacia; P = Precipitação sobre a bacia; Q vazão no exultório da bacia; ET = evapotranspiração na bacia. Para um período longo de tempo: Fica, Exemplos 7.5 e 7.6 (Tucci)

47 Exercício Um rio cuja vazão média é de 34 m3/s foi represado por uma barragem para geração de energia elétrica. A área superficial do lago criado é de 5000 hectares. Medições de evaporação de um tanque classe A correspondem a 1500 mm por ano, qual é a nova vazão média a jusante da barragem após a formação do lago?

48 Solução E = 1500 x 0,7 mm/ano E = 1,66 m3/s Q = 34 – 1,66 = 32,34 m3/s
Redução de 4,9 % da vazão