EvapotranspiraçãoEvapotranspiração

Evapo-transpiration

Transpiration

Evaporation

Rain

Runoff

Drainage

Root ZoneWater Storage

Irrigation

Below RootZone

Conservação de EnergiaConservação de Energia

A equação da conservação quando aplicada para a energia, ou conservação de energia, é conhecida como balanço de energia;

Quando a precipitação é dividida em infiltração, escoamento, evapo-transpiração, similarmente, nós podemos olhar a luz proveniente do sol e da atmosfera em diferentes fluxos de energia (onde o termo fluxo denota taxa de transferência) por unidade de área (por exemplo, massa, energia e momento).

Relações entre Água e EnergiaRelações entre Água e Energia Existe uma forte ligação entre a água e o balanço de

energia; A divisão da energia radiante em vários fluxos de

energia (para ET, para aquecer a atmosfera e o solo) depende do balanço hídrico e quanto da água é presente no solo e disponível para evapotranspiração;

Da mesma forma que as mudanças no balanço hídrico foram refletidas em mudanças na quantidade da água armazenada (umidade do solo em uma zona de raiz de planta; nível de um lago) mudanças no balanço de energia são refletidas em mudanças na temperatura.

EvapotranspiraçãoEvapotranspiração

ΔS= Variação de armazenagem na bacia (mm): Sfinal–Sinício

P = Precipitação (mm)

Q = Vazão (mm)

ΔD = Infiltração saída – infiltração entrada (mm)

ET = Evaporação e transpiração (mm)

ETET = P = P –– Q Q –– ΔΔS - S - ΔΔDD

EvapotranspiraçãoEvapotranspiração Mais que 95% de 300mm no

Arizona > 70% precipitação annual

nos EUA Em geral: ET/P é

– ~ 1 para condições secas– ET/P < 1 para climas úmidos

ET é governada pela disponibilidade de energia antes que pela disponibilidade de água

Para climas úmidos a cobertura vegetal afeta a magnitude da ET e, portanto a vazão.

Em climas secos, os efeitos da cobertura vegetal sobre a ET é limitada.

Balanço de energia para uma Balanço de energia para uma superfície idealsuperfície ideal

Balanço de Energia é: Rn = H + LE + G Onde Rn é a net radiation na

superfície; H é a troca de calor sensível com a

atmosfera; LE é a troca de calor latente com a

atmosphere; e G é a troca de calor com a superfície

do solo.

Três principais fatores afetam E ou T proveniente das superfícies:

Fornecimento de energia para fornecer o calor latente de evaporação

Radiação SolarVento e umidade

Evaporação na Superfície de Água

Evaporação do solo

Evaporação a partir da superfície do solo

Disponibilidade da Água no SoloDisponibilidade da Água no Solo

TranspiraçãoEvaporação da água proveniente do sistema vascular da planta. Processos: 1. absorção em raízes, 2. deslocamento para as cavidades dos estômatos, 3. evaporação

Transpiração

Transpiração

Transpiração

Evapotranspiração sumariza todos os processos que retorna a água líquida em vapor.

- evaporação (E): transferência da água proveniente de corpos de água ou superfícies do solo

- transpiration (T): transferência indireta de água a partir do sistema raíz-estômato é retornada para a atmosfera através do estômato da planta (apenas 5% é transformado em biomassa)• da água utilizada pela planta, ~95% é retornada

Evapotranspiração

Movimento da água nas plantasMovimento da água nas plantas

Ilustração da energia diferencial a qual dirige o movimento da água proveniente do solo, nas raízes, nas folhas até a atmosfera. A água se movimenta da menor tensão negativa existente no solo até a tensão mais negativa existente na atmosfera.

Estimando a Evaporação e ET

Estimativa da Evapotranspiração Atual e da Evapotranspiração Potencial

No good direct measurement method Methods

– Pan– Water balance– Mass transfer approach– Energy balance approach– Combination – Penman Monteith– Eddy correlation– Temperate index – Thornthwaite– Radiation index – Priestley Taylor

Observe changes in water “level”

Calculate from weather data

Relate to an index

Tanque evaporímetro

Class A PanStandard at advanced weather stations

Must relate actual evaporation to pan with a coefficient

Pan Evaporation

Soil Water Balance

Calcular o Balanço de Massa no SoloCalcular o Balanço de Massa no Solo

Os lisímetros são constituídos de instrumentos para pesar e um sistema de drenagem o qual permite medidas contínuas, do excesso de água e da drenagem abaixo das raízes e nas plantas permitindo avaliar a evapotranspiração. • Lisímetros tem alto custo e podem não fornecer medidas confiáveis

do balanço de água no campo.

• Existem diferentes maneiras de estimar a drenagem no solo.• O método direto é chamado lisímetro.

Estimativa da Evapotranspiração a partir de

dados climatológicos

Método de Thornthwaite

O Método de Thornthwaite foi desenvolvido com

base em dados de evapotranspiração medidos e

dados de temperatura média mensal, para dias com

12 horas de brilho solar e mês com 30 dias.

Método de ThornthwaiteO método de Thorntwaite é calculado da seguinte forma:

a

c

TFETP

I1016

Onde:

ETP = Evapotranspiração potencial (mm/mês)

Fc = Fator de correção em função da latitude e mês do ano;

a = 6,75 . 10-7 . I3 – 7,71 . 10-5 . I2 + 0,01791 . I + 0,492 (mm/mês)

I = índice anual de calor, correspondente a soma de doze índices

mensais;

T =Temperatura média mensal (oC)

12

1

514,1

5i

iTI

Método de Thornthwaite

Para corrigir os valores da evapotranspiração para cada tipo de cultura é só multiplicar a ETP pelo coeficiente de cultura Kc:

ETPcultura = Kc . ETP

Onde:

ETPcultura = Evapotranspiração potencial da cultura (mm/mês);

ETP = evapotranspiração potencial (mm/mês).

Kc = coeficiente de cultura.

Método de Thornthwaite

Coeficiente de CultivoOs valores de Kc são tabelados para diferentes culturas nos seus vários estágios de desenvolvimento.

Exercício

1. Para uma latitude de 7º C , calcule o valor da ETP pelo Método de Thornthwaite para cada mês, sabendo que a bacia é coberta por pasto.

Fator Jan Fev Mar Abr MA Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

T (°C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1

Método de Blaney-Criddle

Foi desenvolvido originalmente para estimativas de uso consutivo em regiões semi-áridas, e utiliza a seguinte equação:

ETP = (0,457 . T + 8,13) . p

Onde:

ETP = evapotranspiração mensal (mm/mês);

T = temperatura média anual em oC

p = percentagem de horas diurnas do mês sobre o total de horas diurnas do ano

Método de Blaney-Criddle