Processos Hidrológicos CST 318 Tema 05 – Evapotranspiração ANO 2013

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1 Processos Hidrológicos CST 318 Tema 05 – Evapotranspiração ANO 2013
Laura De Simone Borma Camilo Daleles Rennó

2 Evaporação Ciclo hidrológico  troca constante de água entre a superfície terrestre e a atmosfera A água chega até a superfície terrestre através da precipitação A água sai da superfície terrestre através de processos de vaporização da água – evaporação + transpiração = evapotranspiração (ETP) Vapor d’água  indisponível para uso humano Água “perdida” pela evapotranspiração  usada para o crescimento das plantas, que formam a base dos ecossistemas terrestres Medida da ETP  fundamental para quantificação da disponibilidade hídrica Previsão dos impactos das mudanças climáticas e mudanças no uso da terra na resposta hidrológica  habilidade de modelar a evapotranspiração

3 perda de água em reservatórios
Importância disponibilidade hídrica irrigação perda de água em reservatórios

4 Evaporação, transpiração e evapotranspiração
Evaporação: conjunto de fenômenos físicos que transformam em vapor a água livre existente na superfície do solo: interceptada pelas plantas Cursos d’água Lagos Reservatórios Transpiração: evaporação devida à ação fisiológica dos vegetais As plantas, através de suas raízes, retiram do solo a água para atividades vitais e transpiram pelos estômatos Evapotranspiração: conjunto de processos físicos (evaporação) e fisiológicos (transpiração) que provocam a transformação da água precipitada na superfície da Terra em vapor Termo bastante usado devido à dificuldade de separação entre evaporação e transpiração, tanto nos cálculos quanto nas medições

5 Evaporação, transpiração e evapotranspiração
Oceanos, lagos, solo sem cobertura vegetal Superfície vegetada: florestas, cultivos, etc. Interceptação

6 Evapotranspiração Somente ocorrerá se existir água disponível
Disponibilidade de água – fator limitante do processo A evaporação é o processo pelo qual a água líquida é convertida em vapor d´agua e removida da superfície evaporativa

7 Evapotranspiração potencial e evapotranspiração real
Evapotranspiração potencial - Etp (ideal): total de água transferido para a atmosfera por evaporação e transpiração, de uma superfície extensa, coberta por vegetação e não sendo limitada pela disponibilidade de água Evapotranspiração real - Etr (atual): perda de água para a atmosfera por evaporação e transpiração, nas condições atmosférica e de umidade do solo atuantes Conceitualmente, a Etr não pode exceder a Etp;

8 ETp e ETr Evapotranspiração potencial – ETp
Máxima ET que pode ser transferida para a atmosfera – depende apenas das condições atmosféricas Evapotranspiração real – Etr Total transferido para a atmosfera de acordo com a disponibilidade hídrica existente (umidade do solo) e resistência das plantas Meio não saturado Meio saturado Condições atmosféricas

9 ETp e ETr ETr= evapotranspiração depende da umidade do solo ETp ETr
Smx

10 Física da evaporação T = Ta T = Ts
Camada de ar T = Ta acima de uma superfície de água, T = Ts Moléculas da camada de ar são atraídas pelas que estão na massa líquida por meio de ligações químicas (pontes de H); Ao mesmo tempo, moléculas da superfície de água adquirem energia suficiente para romper as ligações e entrar no ar Equilíbrio as taxas de saída e reentrada de moléculas de água são iguais Pressão de vapor na camada de ar = pressão de saturação de vapor (es) à temperatura da superfície Ts

11 Pressão de saturação de vapor x temperatura
es (hPa) Onde: T – temperatura do meio em oC T (oC)

12 Física da evaporação Evaporação ea < es
O que acontece se introduzirmos energia na forma de calor no sistema água-atmosfera? As moléculas na superfície são atraídas pelas que estão no corpo da massa Aumento da temperatura maior movimento das moléculas de água (energia cinética) maior capacidade do ar de conter vapor d´água Evaporação  processo de resfriamento Evaporação Energia: calor do sol ea < es

13 Condensação  processo de aquecimento
Física da evaporação E se tirarmos energia do sistema água-atmosfera? As moléculas na superfície são atraídas pelas que estão no corpo da massa Condensação  processo de aquecimento ea > es Condensação Energia

14 Transpiração Vaporização da água líquida contida nos tecidos das plantas e na sua posterior remoção para a atmosfera As plantas perdem água principalmente através dos estômatos – pequenas aberturas localizadas nas folhas através das quais ocorre a troca de vapor d´água

15 Transpiração A vaporização ocorre dentro da folha, nos espaços intracelulares; a troca de vapor com a atmosfera ocorre por meio da abertura estomatal Praticamente toda a água absorvida pela planta é perdida pela transpiração, e somente uma pequena fração é usada dentro da planta É também através dos estômatos que as plantas absorvem CO2 Liberação de água simultânea à assimilação de CO2 - pensar

16 Resistência da superfície
A taxa de fluxo de vapor d´água é controlada pela resistência que a planta oferece à perda de água (através da abertura/fechamento dos estômatos) Da mesma forma, o solo oferece uma resistência à perda de água, que é uma função do seu conteúdo de água e do tipo de solo

17 Evaporação x transpiração
A evaporação e a transpiração ocorrem simultaneamente e não existe uma forma fácil de distinguir os dois processos A evaporação a partir de um solo cultivado é principalmente determinada pela fração de radiação solar que atinge a superfície do solo. Essa fração decresce com o aumento da vegetação, devido a um maior sombreamento da superfície do terreno Quando a vegetação é de pequeno porte (ou pouco densa), a água é perdida predominantemente por evaporação do solo Na medida em que a vegetação se desenvolve e cobre completamente o solo, a transpiração passa a ser o processo dominante

18 Fatores condicionantes da ETP
Condicionantes climáticas (fortemente condicionado pelas condições meteorológicas) Radiação solar Temperatura Umidade relativa do ar Velocidade do vento Gradiente de pressão de vapor Características da superfície evaporativa Superfície de água livre Solo Conteúdo de água no solo Vegetação Índice de Área Foliar (IAF) Profundidade de raízes Fornecimento de energia Mecanismo de transporte de massa (vapor) Resistência à perda de água

19 Índice de área foliar (IAF)
O índice de área foliar (IAF) ou leaf area index (LAI) é uma quantidade adimensional que expressa a área da superfície foliar (apenas a parte superior) por unidade de área de solo sobre ela. O IAFef é o índice de área foliar que efetivamente contribui para a transferência de calor e vapor e é geralmente a parte superior, mais iluminada do dossel, sendo normalmente considerado como IAFef = 0,5 IAF

20 Fornecimento de energia
a) Fornecimento de energia para converter água líquida em vapor Radiação solar líquida (Rn) Radiação líquida (Rn) Balanço de energia na superfície terrestre onde: E – calor latente H – calor sensível G – calor armazenado no solo

21 Calor latente e calor sensível
Calor latente de vaporização () – parcela da energia fornecida pela radiação solar para transformar água líquida em vapor d’água. Esta mesma quantidade é liberada no caso da condensação Calor sensível (H) – refere-se à porção de energia de ondas longas irradiada pela superfície terrestre que não é usada para evaporação do ar. Ela é responsável pela mudança de temperatura do ar, uma propriedade que pode ser medida ou “sentida”

22 Fluxo de calor latente Calor latente de vaporização v  função da temperatura Ts em oC e v em MJKg-1 Fluxo ou transferência de calor latente  proporcional à taxa de evaporação Onde: LE - taxa de transferência de calor latente E - taxa de evaporação ou condensação w - densidade da água

23 Fluxo de calor sensível
Calor sensível (H) porção de energia radiante que não é utilizada para evaporação  aquece a superfície do terreno mudando a sua temperatura Fluxo de calor sensível transferência de calor sensível por unidade de tempo e área ocorre quando há uma diferença entre a temperatura de superfície e a temperatura do ar Quando Ts < Ta  H negativo  fluxo de calor sensível vai da atmosfera para a superfície  - densidade do ar cp – calor específico do ar sob pressão constante

24 Razão de Bowen razão entre a taxa de calor sensível e calor latente
B < 1 – uma maior proporção de energia disponível na superfície é passada para a atmosfera na forma de calor latente do que na forma de calor sensível

25 Mecanismo de Transporte de massa (vapor)
b) Mecanismo de transporte – troca de vapor d’água entre a superfície evaporativa e a camada sobrejacente Déficit de pressão de vapor - diferença entre a pressão de vapor de água na camada sobrejacente à superfície evaporativa e a pressão de vapor na atmosfera de entorno O processo tende a cessar na medida em que o ar do entorno torna-se saturado (não há mais déficit de pressão de vapor), podendo ocorrer duas situações: Condensação e ocorrência de chuva Substituição do ar saturado por um ar mais seco, pela ação do vento, mantendo o processo Lei de Dalton Onde: E – taxa de evaporação es – pressão de saturação de vapor de água (tabelada) ea – pressão do vapor de água presente no ar atmosférico – geralmente tomada 2m acima da superfície (tabela ou fórmula)

26 A evaporação é (também) um processo difusivo
Difusão molecular Expressão matemática da difusão: Onde Fz(X) é a taxa de transferência de X na direção z por unidade de área e tempo (fluxo), C(X) é a concentração de X e DX é a difusividade de X no fluído. A evaporação é (também) um processo difusivo 1ª lei de Fick

27 Difusão molecular A equação da difusão pode ser aplicada:
Ao fluxo de vapor de água, V  Ao fluxo de calor latente, LE  Ao fluxo de calor sensível, H  Onde: Dv é a difusividade do vapor d´água ρv  densidade do vapor d’água λv  calor latente de vaporização DH  difusividade do calor sensível em condições turbulentas ca  calor específico do ar à pressão constante Ta  temperatura do ar

28 Difusão turbulenta O vento que incide horizontalmente sobre superfícies naturais  retardado pela interação entre o terreno e a vegetação Essa interação cria movimentos randômicos nos quais porções de ar, de vários tamanhos, movem-se em direções não definidas durante o período de sua existência  turbulência mecanismo de transporte mais eficiente que a difusão molecular e é o principal processo responsável pela troca entre o ar próximo do terreno (camada limite da atmosfera) e os níveis mais altos da atmosfera

29 Medidas da evaporação Métodos Medidas diretas Tanque de evaporação
Medidas indiretas Balanço hídrico Formulações matemáticas Equações empíricas (transferência de massa e ação do vento) Balanço de energia Método combinado – Método de Penman

30 Tanque de evaporação Tanque cilíndrico contendo água líquida exposta à atmosfera E = P – (V2 – V1) Onde: P – precipitação durante um tempo t V1 e V2 – água armazenada no início e no fim de t Necessita de um coeficiente de correlação (Kt): EL = Kt . Et. Kt  entre 0,6 e 0,8 (0,7 mais utilizado) Desvantagem – estações automatizadas Tanque Classe A

31 Método do balanço hídrico
As medidas se resumem à determinação dos termos de uma equação de balanço hídrico, em um dado intervalo de tempo (mm) Onde: E - perda líquida de ETP a partir do volume especificado por unidade de área (mm) P – entrada por precipitação líquida (ou irrigação) para o volume especificado, por unidade de área (mm) VR – volume de água (líquida) que entra ou sai do volume especificado medida como inflow ou outflow acima ou abaixo da superfície (litros) Vs – mudança na água líquida armazenada dentro de um dado volume (litros) A – área da superfície do terreno (m2)

32 Método do balanço hídrico
Ex. 1) Em uma bacia hidrográfica, o total precipitado no mês de janeiro foi de 154mm, enquanto a vazão média de água drenada pelo rio principal, neste mesmo período, foi de 24 m3/s. Sabe-se que este rio contribui com 75% do montante de água que escoa para um reservatório e que, com base nas operações deste reservatório, ocorreu no mês de janeiro uma vazão média de saída da bacia de 49 m3/s. Tendo-se em conta que os volumes armazenados no início e no final do mês eram, respectivamente, de 288 x 106 m3 e 244 x 106 m3, estimar a ETP do reservatório com base na equação do balanço hídrico. Dado: relação entre o volume e a área do espelho d´água no reservatório, conforme tabela a seguir. Reservatório Q I

33 Método do balanço hídrico
Área (Km2) 10 30 60 90 110 Volume x 106 (m3) 155 305 440

34 Equações empíricas Baseia-se na primeira lei de Dalton, que estabelece a relação entre evaporação e pressão de vapor Parâmetro onde é introduzido o efeito do vento (relações empíricas) Pressão de saturação de vapor da superfície de água Pressão de saturação de vapor do ar em uma coluna acima da superfície evaporativa mm/dia

35 Método do balanço de energia
Onde:  - densidade do ar cp – calor específico do ar sob pressão constante - constante psicrométrica e – gradiente de pressão de vapor T – gradiente de temperatura Rn – radiação líquida G – calor armazenado no solo (estações meteorológicas) (1) (2) (3) mm.dia-1 (4) Razão de Bowen Também conhecido como Método de Bowen ou método da radiação

36 Método de Penman Formulação de Penmam
Penman (1948) combinou o método do balanço de energia (radiação disponível) com o método de transferência de massa (transporte turbulento de vapor da superfície evaporativa para a atmosfera – vento) para computar a equação a partir de uma superfície de água livre Onde: Rn – radiação líquida sobre a superfície de água livre - constante psicrométrica Ea = f(u)(es-ea) – função empírica da velocidade do vento, onde es – pressão de saturação de vapor na superfície evaporativa ea – pressão de saturação de vapor no ar acima da superfície (es-ea ) – déficit de saturação de vapor (transferência de massa) - declividade da curva de saturação de vapor à temperatura média de bulbo úmido

37 Método de Penman Fornece bons resultados devido à sua forte base teórica Os parâmetros utilizados podem ser obtidos em estações meteorológicas convencionais

38 Quantificação da ETP Medidas diretas – muito mais difíceis que as medidas de ppt e vazão Lisímetros Medidas indiretas – em geral, funcionam para escalas de tempo maiores Método balanço hídrico Modelos matemáticos (conceituais, empíricos ou semi-empíricos), p.e.: Método de Thorntwaite Método de Penman (1948)* (evaporação) Método de Thorntwaite-Matter (1955) Método da resistência – Monteith (1963) Método de Penman-Monteith* (evapotranspiração) Método de Priestley-Taylor (1972) – semi-empírico Método razão de Bowen - requer medidas de campo Método da correlação de vórtices Correlação dos vórtices turbulentos (eddy covariance) * Indicados pela ASCE e FAO

39 Lisímetros

40 Lisímetros Caixa estanque (volume mínimo de 1m3) inserida no solo e plantada com vegetação dreno de fundo conduz a água para um sistema de medição (D) ETP é determinada pelo balanço hídrico Onde: D – drenagem P – peso w – variação de umidade Restrição – pequena área ou volume que representa Lisímetro de drenagem Lisímetro de balança

41 Método do balanço hídrico
Problema – dificuldade de medição da percolação profunda Indicado: Condições semi-áridas estações secas do ano variação do conteúdo de água no solo representa a própria ETp no período considerado Precisão Depende do intervalo considerado não é adequado para períodos curtos Média de vários anos as variações de água armazenada no solo tornam-se desprezíveis ETP sazonal ou anual resultados satisfatórios extensivamente usado em vários experimentos, desde que as condições sejam ideais (raro) Desde que se disponha de uma bacia hidrográfica em condições adequadas, esta pode ser usada para estimativa da ETP através da simples resolução do balanço hídrico: Onde: ET – evapotranspiração P – precipitação (pluviômetros) Q – vazão S – variação do armazenamento da água no solo (sensores)

42 Bacias pareadas Objetivo – identificação das mudanças no uso e cobertura da terra sobre a ETP Bacia Mirim (1,26 km2) Bacia Colosso (1,22 km2) Testemunha ou controle (controle da ppt) Bacia analisada Monica Pereira, 2007

43 Metodo de Thornthwaite
(método da temperatura) Onde: ET – evapotranspiração mensal l – comprimento médio do dia (h) N – número de dias do mês Ta – temperatura média mensal do ar (oC) – mês em questão I – índice de calor, obtido pela relação T – temperatura média anual da região a – função cúbica de I, dada pela relação: Vantagem – requer apenas dados de temperatura e insolação Desvantagem – subestima ET nos meses de máxima radiação líquida (foi desenvolvido para regiões de clima úmido)

44 Método de Penman-Monteith
(método combinado) Na formulação de Penman, as componentes embutidas no fator de proporcionalidade levam em conta apenas as condições atmosféricas. No entanto, quando o solo encontra-se na condição não saturada, o fluxo evaporativo passa a depender também das propriedades do solo; Para considerar essa situação, o método de Penman foi posteriormente adaptado por outros pesquisadores para abranger superfícies vegetadas em solos não saturados (Monteith, 1965; Choudhurry & Monteith, 1988, entre outros) Essas expressões definem o fluxo evapotranspirativo e englobam a utilização de fatores de resistência – resistência aerodinâmica (ra) e resistência da superfície (rs) para considerar a resistência que a superfície evaporativa exerce à perda de água Essas resistências exercem papel chave na determinação da ETP e são determinadas a partir das propriedades físicas do solo e da vegetação

45 Método de Penman-Monteith
Formulação de Penmam-Monteith para superfícies vegetadas Onde: G – fluxo de calor no solo (desprezado na Eq de Penman) a – massa específica média do ar à pressão constante cp – calor específico do ar ra e rs – resistências oferecidas pela superfície

46 Método de Penman-Monteith
Resistência aerodinâmica (ra) Onde: ra – resistência aerodinâmica (sm-1) zm – altura da medida da velocidade do vento (m) zh – altura da medida da umidade (m) d – altura de deslocamento plano zero (m) zom – comprimento da rugosidade, que governa a transferência de calor e vapor (m) k – constante de von Karnan (0,41) uz – velocidade do vento à altura z (ms-1)

47 Método de Penman-Monteith
Resistência de superfície (rs) (para plantas) Onde: rs – resistência de superfície (sm-1) rl – resistência estomatal de uma folha bem iluminada (sm-1). Corresponde à resistência média de uma folha, individualmente. Essa resistência depende da PAR (radiação fotossinteticamente ativa), do déficit de pressão de vapor entre a folha e a atmosfera e do potencial hídrico da folha (que está relacionado à disponibilidade de água no solo) LAIef – índice de área foliar efetivo (m2 de área foliar x m-2 de superfície de solo)

48 Método de Penman-Monteith
Formulação de Penmam-Monteith para solos Onde: ras - resistência aerodinâmica entre a superfície de solo e o ar contido no dossel Rns – radiação líquida que chega ao solo rs – resistência de superfície (sm-1)

49 Método de Penman-Monteith
Resistência de superfície (rs) (para solos) Onde: - fator de tortuosidade (parâmetro adimensional relativo à resistência à difusão do vapor d´água para um meio poroso) l – espessura da camada de solo seco (m) – essa espessura não é constante e varia em função do fluxo de água no solo devido à ação das demais componentes do balanço hídrico (percolação, fluxo lateral e fluxo ascendente) – a espessura da camada de solo seco é calculada através da solução da equação de Richards, a qual considera o fluxo em solo não saturado ps – porosidade do solo Dm difusão molecular do vapor d´água

50 Correlação dos vórtices turbulentos
(eddy correlation) Mede diretamente os fluxos de ecossistema de uma maneira integrada: quanto CO2 e vapor de H2O entra e sai devido ao vento. Relaciona as mudanças no fluxo de CO2 e vapor de H2O no ar acima do dossel provocado pelo movimento ascendente e descendente do ar. anemometro Método preciso, porém requer instrumentos específicos Sensores podem apresentar problemas de funcionamento Gradientes horizontais podem provocar erros Dificuldade de fechamento do balanço sensor

51 Correlação dos vórtices turbulentos
(eddy correlation) Como a inclinação da reta é menor do que 1, isto indica de que a soma do calor sensível e latente medido pelo método é menor do que a soma da energia disponível. Esta discrepância está relacionada com questões relacionadas com a advecção e restrições na medição dos vórtices.

52 Unidades da ETP Fatores de conversão para ETP (http://www.fao.org)
Perdas por evaporação (mm) – volume de água evaporada por unidade de área horizontal (mm) durante um período de tempo. Taxa de evaporação (mm/h) – é a velocidade com que se processa as perdas por evaporação. Fluxo de energia (MJ m-2 dia-1 ) - calor necessário para vaporizar a água livre Fatores de conversão para ETP ( altura volume por unidade área Energia por unidade de área* mm dia-1 m3 ha-1 dia-1 l s-1 ha-1 MJ m-2 dia-1 1 mm dia-1 1 10 0,116 2,45 1 m3 ha-1 dia-1 0,1 0,012 0,245 1 l s-1 ha-1 8,640 86,40 21,17 1 MJ m-2 dia-1 0,408 4,082 0,047 * Para água com uma densidade de 1000 kg m-3, a 20°C.

53 Considerações sobre a escolha do método
Grandes incertezas na determinação da evapotranpiração Balanço hídrico permite controle apenas para períodos longos Equações matemáticas requerem dados de estações meteorológicas e dados da superfície evaporativa (solo e vegetação) – nem todas fornecem bons resultados Métodos mais modernos utilizam torres com medidas ao longo da vertical – eddy covariance (torres micrometeorológicas)

54 Considerações sobre a escolha do método
Proposta da análise: determinação da quantidade de ETP que realmente ocorre em uma dada situação Incorporação em um modelo hidrológico Projeto de reservatório Avaliação geral das reservas hídricas Disponibilidade de dados Parâmetros meteorológicos foram medidos na área de interesse ou estimados a partir de valores regionais Período de interesse Horas, dias, meses, anos, média climática

55

56 Equações de balanço Balanço de massa Balanço de energia RO = Q + Gout
Dingman, 1993

57 Albedo Superfícies Intervalo de a Florestas coníferas 0,10‑0,15
Florestas temporárias 0,15‑0,20 Cereais 0,10‑0,25 Batatas 0,15‑0,25 Algodão 0,20‑0,25 Campo Superfície de água 0,03‑0,10 Solos escuros 0,05‑0,20 Argila Seca 0,20‑0,35 Solo arenosos (secos) 0,15‑0,45

58 Exercícios Defina ETp e ETr mostrando quais são os fatores que as condicionam. Faça um esquema gráfico para melhor ilustrar. Determine a Etp a partir do Método de Thornthwaite, considerando: Local: Piracicaba (SP) – latitude 22º 42´S Mês: Janeiro – T média = 24,4º C l = 13,4 h N = 31 dias Ta = 21,1º C

59 Exercícios 3) Para uma bacia hidrográfica, estime a Etr a partir dos dados de precipitação (P) e de vazão (Q) apresentados abaixo Ano P mm Q 1971 1988 627 1972 2671 1454 1973 2582 1288 1974 1695 693 1975 1749 647 1976 1802 660 1977 1747 778 1978 1266 359 1079 2048 832 1980 1862 696

60 Exercícios 4) Na região de florestas naturais de Eucalyptus regnans, Austrália, foi desenvolvido um trabalho em uma bacia hidrográfica experimental de 52,8 ha. A floresta adulta natural da bacia tinha cerca de anos de idade, com árvores de altura variando entre 70 e 80m, DAP médio de 36 cm, sendo sub-bosque, área basal de 30 m/ha e densidade aproximada de 110 árvores/ha. Nestas condições, para uma precipitação anual de 1100 mm, o deflúvio anual da bacia foi de 256mm, com uma perda da interceptação da ordem de 23%. Em 1971/72 realizou-se um corte raso total da floresta em toda a bacia, mantendo-se apenas uma faixa ciliar de proteção (mais ou menos 15% da área). Após a queima da vegetação remanescente, a área foi semeada (semeadura direta e lanço de cerca de 2 kg/dia de sementes). A regeneração foi rápida e vigorosa. Em 1977, a nova floresta apresentava cerca de 10m de altura média, DAP médio de 13cm e densidade de cerca de 3400 árvores/ha. Em 1978, 13,3m de altura e 18m de DAP médio. No primeiro ano após o corte, o aumento no deflúvio da bacia foi de 308mm, em 1978 o aumento havia se reduzido para 48mm. Medições da interceptação realizadas na floresta em desenvolvimento mostraram os dados apresentados na Tabela x. Pede-se: a) Determinar as equações de regressão entre as variáveis independente (x = P) e a dependente (y = Pi) para cada ano. Supor Ps =0 e, portanto, I = P – Pi b) Plotar as respectivas curvas de regressão para cada ano, identificando cada uma delas com as respectivas equações e anotando o valor do coeficiente de regressão (r2) c) Calcular o valor médio de Pi, percentualmente em relação à P, para cada mês e o valor médio anual para cada ano d) Após o corte da floresta natural, quanto do Q (aumento do deflúvio no primeiro ano após o corte) verificado foi devido à interceptação? e) Qual a interceptação média em 1978 (mm) e qual foi a participação deste valor na redução do aumento do deflúvio? f) Faça uma apreciação resumida da variação da interceptação com o desenvolvimento da floresta

61 Exercícios

62 Fluxo de ar, água e vapor ATMOSFERA Vapor de água (ou calor latente)
líquida Radiação Líquida (Rn) Calor sensível SUPERFÍCIE DO TERRENO Fluxo de água líquida Fluxo de vapor ar Calor Solutos SOLO NÃO-SATURADO NÍVEL D’ÁGUA Água líquida Calor Solutos SOLO SATURADO

63 Fluxo de umidade entre o solo e a atmosfera
Processo complexo no qual 3 fatores são dominantes Suprimento e demanda de água impostos pelas condições atmosféricas – precipitação, radiação líquida, velocidade do vento, umidade e temperatura do ar Habilidade do solo de transmitir água – função da condutividade hidráulica e das características de armazenamento e retenção de água Influência da vegetação – o tipo e densidade da vegetação influenciam nas taxas de transpiração, as quais, por sua vez, são condicionadas pela abertura dos estômatos e pela assimilação de água do solo por meio do sistema de raízes Esses fatores não atuam como variáveis independentes, mas como um sistema fortemente acoplado.

64 Conceitos Evaporação e evapotranspiração: água líquida convertida em vapor de água e transferida, neste estado, para a atmosfera Condições de ocorrência: ingresso de energia no sistema proveniente do sol (radiação), da atmosfera (calor e/ou vento) ou de ambos; gradiente de umidade (pressão de vapor) Controles: Resistência da superfície evaporativa à perda d´água Umidade relativa (UR %) - quanto maior for a quantidade de vapor d´água, o maior a umidade relativa do ar e menor a capacidade de evaporação Temperatura (Ta oC) - Quanto maior a temperatura do ar, maior a capacidade de armazenamento de vapor d´água - eleva o valor de es (pressão de saturação de vapor) (Equação e Tabela 1) Vento (ms-1) – atua renovando as condições atmosféricas

65 Conceitos ETp – evapotranspiração potencial - taxa de evaporação que ocorreria se não houvesse resistência da superfície ETr – evapotranspiração real – valor efetivamente evaporado, considerando a resistência do solo e das plantas Superfície de água: ETp = Etr = E Superfície evaporativa Água líquida Vegetação Solo Resistência da superfície

66 Conceitos Na diferença de pressão de vapor estão embutidas as outras variáveis: T e umidade do ar, UR Principais variáveis: Radiação solar Temperatura do ar e da superfície Umidade relativa do ar Vento E = F(e, w) e – diferença de tensão de vapor w – velocidade do vento