Classificação Climática Balanço Hídrico Climatológico
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Classificação Climática
Balanço Hídrico Climatológico
Arisvaldo V. Méllo Jr.
2016
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO - USP
Escola Politécnica - POLI
Departamento de Engenharia Sanitária e Ambiental – PHA
1
Classificação Climática
Clima: síntese de todos os elementos climáticos, em uma
combinação singular, determinada pela interação dos controles e dos
processos climáticos
Finalidade: simplificar, esclarecer e compreender os padrões
climáticos no planeta
Atributos: Temperatura, UR, Vento, Precipitação, Radiação
Controles climáticos: fatores que determinam os diferentes climas
Correntes marítimas, Latitude, Altitude, Massas de ar, Continentalidade,
Relevo, Tipo de solo, Circulação Efeito da atividade humana
Modelos
Flohn (1950): zonas globais de vento e característica da precipitação
Strahler (1969): massas de ar dominantes e características da
precipitação
Budyko (1956): balanço de energia
Terjung e Louie (1972): balanço de energia
Koppen e Geiger (1936): temperatura e UR
Thornthwaite (1948) 2
Koppen e Geiger
Código de letras que denota cada Tipo Climático
Primeira letra: 5 grupos (A, B, C, D, E) que denotam a característica
geral do clima
Segunda letra: minúscula e denota particularidades do regime
pluviométrico (quantidade e distribuição da precipitação)
Se B ou E: a segunda letra também será maiúscula (B – precipitação total anual;
E – temperatura média anual do ar)
Terceira letra: minúscula
C ou D - temperatura média mensal do ar dos meses mais quentes
B – temperatura média anual do ar
3
Indicador de Grupo ( Primeira Letra)
4
Indicador de Tipo (Segunda letra)
5
Indicador de Subtipo (Terceira letra)
6
1ª 2ª 3ª Descrição Critério
A Tropical Tcold 18
f - Floresta úmida, sem estação seca definida Pdry 60
m - Monção Não (Af) e Pdry 100 - MAP/25
w - Savana 9chuvas de verão) Não (Af) e Pdry < 100 – MAP/25
B Árido MAP < 10 · Plimite
W - Deserto MAP < 5 · Plimite
S - Estepe MAP 5 · Plimite
h - Quente MAT 18
k - Frio MAT < 18
C Temperado Thot > 10 e 0 < Tcold < 18
s - Verão seco Psdry < 40 e Psdry < Pwwet/3
w - Inverno seco Pwdry < Pswet/10
f - Sem estação seca Não Cs ou Cw
a - Verão quente Thot 22
b - Verão temperado Não a e Tmon10 4
c - Verão frio e curto Não a ou b e 1 Tmon10 < 4
MAP = precipitação média anual; MAT = temperatura média anual;
Thot = temperatura do mês mais quente; Tcold = temperatura do mês mais frio; Tmon10 = número de meses onde a temperatura é
acima de 10;
Pdry = precipitação do mês mais seco; Psdry = precipitação do mês mais seco no verão; Pwdry = precipitação do mês mais seco no
inverno; Pswet = precipitação do mês mais úmido no verão; Pwwet = precipitação do mês mais úmido no inverno; Plimite = varia de
acordo com (se 70% MAP ocorro no inverno então Plimite = 2 · MAT; se 70% MAP ocorre no verão então Plimite = 2 ·MAT + 28; caso
contrário Plimite = 2 · MAT +14)
Verão ( 6 meses mais quente); Inverno (seis meses mais frio)
Koppen
e G
reig
er
7
1ª 2ª 3ª Descrição Critério
D Temperado frio Thot > 10 e Tcold 0
s - Verão seco Psdry < 40 e Psdry < Pwwet/3
w - Inverno seco Não Ds ou Dw
f - Sem estação seca Não (Af) e Pdry < 100 – MAP/25
a - Verão quente Thot 22
b - Verão temperado Não a e Tmon10 4
c - Verão frio e curto Não a, b ou d
d - Inverno muito frio Não a ou b e Tcold < -38
E Polar Thot < 10
T - Tundra Thot > 0
F - Geada Thot 0
MAP = precipitação média anual (mm); MAT = temperatura média anual (mm);
Thot = temperatura do mês mais quente (oC); Tcold = temperatura do mês mais frio (oC); Tmon10 = número de
meses onde a temperatura é acima de 10oC;
Pdry = precipitação do mês mais seco; Psdry = precipitação do mês mais seco no verão; Pwdry = precipitação do
mês mais seco no inverno; Pswet = precipitação do mês mais úmido no verão; Pwwet = precipitação do mês
mais úmido no inverno; Plimite = varia de acordo com (se 70% MAP ocorro no inverno então Plimite = 2 · MAT; se
70% MAP ocorre no verão então Plimite = 2 ·MAT + 28; caso contrário Plimite = 2 · MAT +14)
Verão ( 6 meses mais quente); Inverno (seis meses mais frio)
Koppen e Greiger
8
Aplicação: Santa Maria, RS, latitude 29º42’ S Mês T (oC) Eto (mm) P (mm)
Jan 25,1 141,7 163
Fev 24,8 118,5 144
Mar 23,4 108,3 152
Abr 20,0 69,3 152
Mai 17,0 47,3 143
Jun 14,4 30,9 170
Jul 14,5 32,9 161
Ago 15,7 41,4 131
Set 16,9 50,5 152
Out 19,7 78,1 156
Nov 21,7 98,9 130
Dez 24,1 131,8 146
Total 19,8 949,5 1800
MAP = precipitação média anual (mm); MAT = temperatura média anual (mm);
Thot = temperatura do mês mais quente (oC); Tcold = temperatura do mês mais frio (oC); Tmon10 = número de
meses onde a temperatura é acima de 10oC;
Pdry = precipitação do mês mais seco; Psdry = precipitação do mês mais seco no verão; Pwdry = precipitação do
mês mais seco no inverno; Pswet = precipitação do mês mais úmido no verão; Pwwet = precipitação do mês
mais úmido no inverno; Plimite = varia de acordo com (se 70% MAP ocorre no inverno então Plimite = 2 · MAT; se
70% MAP ocorre no verão então Plimite = 2 ·MAT + 28; caso contrário Plimite = 2 · MAT +14)
Verão (6 meses mais quente); Inverno (seis meses mais frio)
Verão = novembro a abril (23,18 oC)
Inverno = maio a outubro (16,37 oC)
MAP = 1800 mm; MAT = 19,8 oC
P verão = 887 mm; P inverno = 760 mm
Thot = 25,1 oC; Tcold = 14,4 oC
Psdry = 130 mm; Pwdry = 131 mm
Pswet = 163 mm; Pwwet = 170 mm
Clima A: Não (Tcold 18)
Condição: 0,7·1800 = 1260 mm
Plimite = 2·MAT + 14 = 53,6 mm
Clima B: Não (MAP < 10·Plimite = 536 mm)
Clima C: Sim (Thot > 10 e 0 < Tcold <18)
s: Não (Psdry < 40 e Psdry < Pwwet/3)
w: Não (Pwdry < Pswet/10)
f: Sim (Não é s ou w)
a: Sim (Thot 22)
Cfa: Temperado
úmido, com verão
quente
9
ARM
P
O
Ri
DLi
Ro
DLo
AC DP
ET
Considerando-se um volume de controle de solo, o BH apresenta os
seguintes fluxos (variação no intervalo de tempo considerado).
Fluxos componentes do balanço hídrico para
condições naturais
10
Entradas
P = chuva
O = orvalho
Ri = escoamento (deflúvio) superficial
DLi = escoamento sub-superficial
AC = ascensão capilar
Saídas
ET = evapotranspiração
Ro = escoamento (deflúvio) superficial
DLo = escoamento sub-superficial
DP = drenagem profunda
Equacionando-se as entradas (+) e as saídas (-) de água do
sistema, tem-se a variação de armazenamento de água no solo
ARM = P + O + Ri + DLi + AC – ET – Ro – DLo – DP
11
ARM = P – ET – DP
Ri Ro, DLi DLo, O e AC desprezíveis
Balanço de água no solo é por meio do método Thornthwaite e Mather (1955),
denominado de Balanço Hídrico Climatológico, no qual a partir dos dados de P,
de ETP e da CAD, chega-se aos valores de disponibilidade de água no solo (Armazenamento = ARM), de alteração do armazenamento de água do solo
(ALT = ARM), de evapotranspiração real (ETR), de deficiência hídrica (DEF) e
de excedente hídrico (EXC = DP).
O BHC elaborado com dados médios de P e
ETP de uma região é denominado de BHC
Normal. Esse tipo de BH é um indicador
climatológico da disponibilidade hídrica na
região, por meio da variação sazonal das
condições do BH ao longo de um ano médio
(cíclico), ou seja, dos períodos com
deficiências e excedentes hídricos. As
Informações são de cunho climático e,
portanto, auxiliam no PLANEJAMENTO
AGRÍCOLA.
O BHC elaborado com dados de P e ETP
de um período ou de uma sequência de
períodos (meses, semanas, dias) de um
ano específico para uma certa região é
denominado de BHC Sequencial. Esse tipo
de BH fornece a caracterização e variação
sazonal das condições do BH (deficiências
e excedentes) ao longo do período em
questão. As informações são de grande
importância para as TOMADAS DE
DECISÃO.
Balanço hídrico climatológico Thornthwaite e Mather (1955)
12
Capacidade de água disponível no solo (CAD): representa a lâmina máxima de água
que determinado tipo de solo pode reter em função de suas características físico-
hídricas
• umidade na capacidade de campo - cc
• umidade no ponto de murcha permanente - pmp
• massa específica do solo - dg
• profundidade efetiva do sistema radicular onde se concentram cerca de 80%
das raízes - Zr
(cm3/cm3)
Z
cc sat pmp
Zr
0 0
Água gravitacional Água residual
Capacidade de Água Disponível (CAD)
Balanço hídrico climatológico
13
A partir das características físico-hídricas do solo
CAD = capacidade de água disponível, mm
CC% = umidade na capacidade de campo, %
PMP% = umidade no ponto de murcha, %
dg = massa específica do solo, g/cm3
Zr = profundidade específica do sistema radicular, cm
A partir das características gerais do solo (Doorenbos e Kassam, 1994)
CAD = CADmédia * Zr CADmédia = capacidade de água disponível média, em mm de água por cm
de profundidade de solo
Zr = profundidade específica do sistema radicular, em cm
CADmédia p/ solos argilosos = 2,0 mm/cm
CAD média p/ solos de text. Média = 1,4 mm/cm
CADmédia p/ solos arenosos = 0,6 mm/cm
Determinação da CAD
14
𝐶𝐴𝐷 =𝐶𝐶 − 𝑃𝑀𝑃
100∙ 𝑑𝑔 ∙ 𝑍𝑟 ∙ 10
𝑔
𝑐𝑚3 ∙ 𝑐𝑚 =𝑔
𝑐𝑚2 ∙1𝐿
103𝑔∙104𝑐𝑚2
1𝑚2 = 10𝐿
𝑚2 = 10 𝑚𝑚
A partir das características gerais da cultura – critério prático
Cultura Zr (cm)
Hortaliças 10 a 20
Arroz, batata, feijão 20 a 30
Trigo 30 a 40
Milho e soja 40 a 50
Amendoim 50 a 60
Cana, citrus, cafeeiro 70 a 100
Espécies florestais 150 a 250
Valores médios da profundidade
efetiva dos sistemas radiculares (Zr)
das principais culturas do Estado de
São Paulo. Adaptado de Alfonsi et al.
(1990)
CAD = CADmédia * Zr
CADmédia = 1,3 mm/cm
OBS: Para fins climatológicos (determinação do BHC apenas para caracterização da
disponibilidade hídrica regional) é muito comum a adoção de valores de CAD variando
de 75 a 125 mm. Dependendo da finalidade, valores mais específicos de CAD podem
ser usados (exemplos: de 25 a 50 mm para hortaliças e olerícolas, de 50 a 100 mm para
culturas anuais, de 75 a 125 mm para culturas perenes e de 150 a 300 mm para
espécies florestais).
15
Exemplo 1:
CC = 32%, PMP = 20%, dg = 1,3 e Zr = 50 cm
CAD = (32 – 20)/100 * 1,3 * 50 * 10 = 78 mm
Exemplo 2:
CC = 25%, PMP = 17%, dg = 1,2 e Zr = 50 cm
CAD = (25 – 17)/100 * 1,2 * 50 * 10 = 48 mm
Exemplo 3:
Solo textura média CADmédia = 1,4 mm/cm
e Zr = 50 cm
CAD = 1,4 * 50 = 70 mm
Exemplo 4:
Critério prático CADmédia = 1,3 mm/cm e
Zr = 50 cm
CAD = 1,3 * 50 = 65 mm
Solo Argiloso
Solo Arenoso
Solo de textura média
Critério prático
Exemplo de determinação do CAD
16
Inicialmente é necessário entender como o método proposto por T&M (1955) considera
a retirada e a reposição de água do solo. Os autores adotaram uma função exponencial
para a retirada de água do solo (ver esquema abaixo), ao passo que a reposição é
direta, simplesmente somando-se ao armazenamento de água do solo o saldo positivo
do balanço entre P e ETP [(P – ETP)+].
ARM/CAD
|Nac/CAD|
1
0 0
RETIRADA DE ÁGUA DO SOLO
Nac = negativo acumulado = (P-ETP) < 0
Sempre que houver valor de (P-ETP) < 0, esse
valor deve ser acumulado e em função dele se
calcula o ARM, usando-se a seguinte expressão:
ARM = CAD · e-|NAc/CAD|
Retirada se (P – ETP) < 0
Rep
osiç
ão
s
e (
P –
ETo
)
0
REPOSIÇÃO DE ÁGUA NO SOLO
Sempre que houver valor de (P-ETP) 0, esse valor
deve ser somado ao ARM do período anterior e em
função desse novo valor de ARM, calcula-se o novo
NAc usando-se a seguinte expressão:
Nac = CAD · Ln (ARM/CAD)
Elaboração do BH Climatológico
17
Algoritmo de cálculo de BH Climatológico (ano cíclico normal)
1. Calcular ETP: método mais adequado
2. Dado de P: médias mensais
3. Calcular (P – ETP)
4. Determinação do Nac e do ARM
Se (P – ETP) < 0 calcular Nac = | (P-ETo)|
ARM = CAD e-Nac/CAD
Se (P – ETP) 0 calcular primeiro ARMi = ARMi-1 + (P – ETo)
Naci = - CAD · Ln(ARMi/CAD)
5. Cálculo da Alteração (ALT = ARM)
ALT = ARMi – ARMi-1 ALT > 0 reposição; ALT < 0 retirada de água do solo
6. Determinação da ETR
Se (P – ETo) < 0 ETR = P + ALT
Se (P – ETo) 0 ETR = ETo
7. Determinação da DEF
DEF = ETo - ETR
8. Determinação do EXC
Se ARM < CAD EXC = 0
Se ARM = CAD EXC = (P – ETo) - ALT
18
Mês T oC
P
mm
ETo
mm
P-ETo
mm
Nac
mm
ARM
mm
ALT
mm
ETR
mm
DEF
mm
EXC
mm
Jan 23,6 234 124 110
Fev 23,5 196 107 89
Mar 23,1 137 114 23
Abr 21,1 59 79 -20
Mai 18,4 41 68 -27
Jun 17,0 40 60 -20
Jul 16,7 23 67 -44
Ago 18,5 27 87 -60
Set 20,4 46 96 -50
Out 21,5 121 125 -4
Nov 22,5 138 132 6
Dez 23,2 195 131 64
Ano 20,8 1257 1190 67
Nac e ARM
Se (P–ETP)<0; Nac= | (P-ETo)|; ARM = CAD e-Nac/CAD
Se (P–ETP)0; ARM = ARMi-1 + (P – ETo); Nac = - CAD·Ln(ARM/CAD) para (P-Eto)j+1< 0
ALT = ARMi – ARMi-1
ETR: Se (P – ETo) < 0 ETR = P + ALT; senão ETR = Eto
DEF = ETo – ETR
EXC
Se ARM < CAD EXC = 0; senão EXC = (P – ETo) - ALT
100
100 0 0 107 0
Balanço Hídrico Climatológico para Piracicaba (SP), com médias de 50 anos e CAD = 100 mm
89
Aplicação
19
Mês T oC
P
mm
ETo
mm
P-ETo
mm
Nac
mm
ARM
mm
ALT
mm
ETR
mm
DEF
mm
EXC
mm
Jan 23,6 234 124 110 100
Fev 23,5 196 107 89 0 100 0 107 0 89
Mar 23,1 137 114 23 0 100 0 114 0 23
Abr 21,1 59 79 -20
Mai 18,4 41 68 -27
Jun 17,0 40 60 -20
Jul 16,7 23 67 -44
Ago 18,5 27 87 -60
Set 20,4 46 96 -50
Out 21,5 121 125 -4
Nov 22,5 138 132 6
Dez 23,2 195 131 64
Ano 20,8 1257 1190 67
Nac e ARM
Se (P–ETP)<0; Nac= | (P-ETo)|; ARM = CAD e-Nac/CAD
Se (P–ETP)0; ARM = ARMi-1 + (P – ETo); Nac = -CAD·Ln(ARM/CAD) para (P-Eto)j+1< 0
ALT = ARMi – ARMi-1
ETR: Se (P – ETo) < 0 ETR = P + ALT; senão ETR = Eto
DEF = ETo – ETR
EXC
Se ARM < CAD EXC = 0; senão EXC = (P – ETo) - ALT
20 81,9
Balanço Hídrico Climatológico para Piracicaba (SP), com médias de 50 anos e CAD = 100 mm
-18,1 77,1 1,9 0
20
Mês T oC
P
mm
ETo
mm
P-ETo
mm
Nac
mm
ARM
mm
ALT
mm
ETR
mm
DEF
mm
EXC
mm
Jan 23,6 234 124 110 100
Fev 23,5 196 107 89 0 100 0 107 0 89
Mar 23,1 137 114 23 0 100 0 114 0 23
Abr 21,1 59 79 -20 20 81,9 -18,1 77,1 1,9 0
Mai 18,4 41 68 -27 47 62,5 -19,4 60,4 7,6 0
Jun 17,0 40 60 -20 67 51,2 -11,3 51,3 8,7 0
Jul 16,7 23 67 -44 111 33,0 -18,2 41,2 25,8 0
Ago 18,5 27 87 -60 171 18,1 -14,9 41,9 45,1 0
Set 20,4 46 96 -50 221 11,0 -7,1 53,1 42,9 0
Out 21,5 121 125 -4 225 10,5 -0,4 121,4 3,6 0
Nov 22,5 138 132 6
Dez 23,2 195 131 64
Ano 20,8 1257 1190 67
Nac e ARM
Se (P–ETP)<0; Nac= | (P-ETo)|; ARM = CAD e-Nac/CAD
Se (P–ETP)0; ARM = ARMi-1 + (P – ETo); Nac = - CAD·Ln(ARM/CAD) para (P-Eto)j+1< 0
ALT = ARMi – ARMi-1
ETR: Se (P – ETo) < 0 ETR = P + ALT; senão ETR = Eto
DEF = ETo – ETR
EXC
Se ARM < CAD EXC = 0; senão EXC = (P – ETo) - ALT
Balanço Hídrico Climatológico para Piracicaba (SP), com médias de 50 anos e CAD = 100 mm
179,9 16,5 6,0 132 0 0
21
Mês T oC
P
mm
ETo
mm
P-ETo
mm
Nac
mm
ARM
mm
ALT
mm
ETR
mm
DEF
mm
EXC
mm
Jan 23,6 234 124 110 100
Fev 23,5 196 107 89 0 100 0 107 0 89
Mar 23,1 137 114 23 0 100 0 114 0 23
Abr 21,1 59 79 -20 20 81,9 -18,1 77,1 1,9 0
Mai 18,4 41 68 -27 47 62,5 -19,4 60,4 7,6 0
Jun 17,0 40 60 -20 67 51,2 -11,3 51,3 8,7 0
Jul 16,7 23 67 -44 111 33,0 -18,2 41,2 25,8 0
Ago 18,5 27 87 -60 171 18,1 -14,9 41,9 45,1 0
Set 20,4 46 96 -50 221 11,0 -7,1 53,1 42,9 0
Out 21,5 121 125 -4 225 10,5 -0,4 121,4 3,6 0
Nov 22,5 138 132 6 179,9 16,5 6,0 132 0 0
Dez 23,2 195 131 64 21,6 80,5 64 131 0 0
Ano 20,8 1257 1190 67
Nac e ARM
Se (P–ETP)<0; Nac= | (P-ETo)|; ARM = CAD e-Nac/CAD
Se (P–ETP)0; ARM = ARMi-1 + (P – ETo); Nac = - CAD·Ln(ARM/CAD) para (P-Eto)j+1< 0
ALT = ARMi – ARMi-1
ETR: Se (P – ETo) < 0 ETR = P + ALT; senão ETR = Eto
DEF = ETo – ETR
EXC
Se ARM < CAD EXC = 0; senão EXC = (P – ETo) - ALT
Balanço Hídrico Climatológico para Piracicaba (SP), com médias de 50 anos e CAD = 100 mm
0 19,5 124 0 90,5
22 1054,5 135,5 202,5
P = ETo + (P-ETP)
1257 = 1190 + 67 = 1257
P = ETR + EXC
1257 = 1054,5 + 202,5 = 1257
ETo = ETR + DEF
1190 = 1054,5 + 135,5 = 1190
ALT = 0
Aferição do BH
0
Posse, GO (1961-1990) - CAD = 10mm
-100
-50
0
50
100
150
200
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Posse, GO (1961-1990) - CAD = 10mm
-100
-50
0
50
100
150
200
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
Deficiência Excedente Retirada Reposição
Representação gráfica do BHC
Simplificada (EXC e DEF) Completa (EXC, DEF, ALT) 23
24
Petrolina, PE (1961-1990) - CAD = 100mm
-150
-100
-50
0
50
100
150
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Petrolina, PE (1961-1990) - CAD = 100mm
-150
-100
-50
0
50
100
150
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
Deficiência Excedente Retirada Reposição
Passo Fundo, RS (1961-1990) - CAD = 100mm
-150
-100
-50
0
50
100
150
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Passo Fundo, RS (1961-1990) - CAD = 100mm
-150
-100
-50
0
50
100
150
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
Deficiência Excedente Retirada Reposição
Aplicações do BH Climatológico
Caracterização
regional da
disponibilidade
hídrica
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
-200
-100
0
100
200
300
400
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
-180
-160
-140
-120
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
-100
-80
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
-100
-50
0
50
100
150
200
250
300
350
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
-50
0
50
100
150
200
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
0
20
40
60
80
100
120
140
160
180
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
Extrato do Balanço Hídrico Mensal
-150
-100
-50
0
50
100
150
200
Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
mm
DEF(-1) EXC
25
A caracterização regional da disponibilidade hídrica do solo possibilita:
A comparação dos climas de diferentes localidades
A caracterização dos períodos secos/úmidos
O planejamento agrícola (áreas aptas, época mais favorável de
semeadura, sistema de cultivo, etc), baseado no zoneamento
agroclimático
Aplicações do Balanço Hídrico Climatológico
26
Balanço Hídrico Sequencial
Utiliza-se dados de um período ou de uma sequência de períodos específicos (mensal,
decendial -10 dias ou quinquidial - 5 dias)
Iniciar o balanço somente quando houver uma seqüência de períodos com (P-ETP) > 0
que seja suficiente para garantir ARM = CAD
Ex: se deseja-se determinar o BHC sequencial a partir de janeiro de 2005, é conveniente iniciar os
cálculos em algum momento de 2004 para garantir que o ARM de janeiro/2005 seja o correto
Possibilita o acompanhamento de AMR, DEF e EXC para tomada de decisão em relação
às práticas agrícolas: manejo do solo (0,4 < ARM/CAD < 0,9), semeadura (ARM/CAD >
0,8)
27
Piracicaba, SP (2004) - CAD = 100 mm
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
J F M A M J J A S O N D
DE
F E
XC
EXC
DEF
Piracicaba, SP (2004) - CAD = 100 mm
-60
-40
-20
0
20
40
60
80
100
120
J1 J3 F2 M1 M3 A2 M1 M3 J2 J1 J3 A2 S1 S3 O2 N1 N3 D2
DE
F E
XC
EXC
DEF
BHC Seqüencial Mensal BHC Seqüencial Decendial
Thornthwaite (1948)
28
𝐼𝑢 =𝐸𝑋𝐶𝑇𝐸𝑇𝑜𝑇
∙ 100
Índice de Umidade
𝐼𝑎 =𝐷𝐸𝐹𝑇𝐸𝑇𝑜𝑇
∙ 100
Índice de Aridez
Iu – %
EXCT - excedente hídrico total anual (mm/ano)
EToT – mm/ano
Ia – %
DEFT – déficit hídrico total anual (mm/ano)
Im – positivo (clima úmido) e negativo (clima seco)
𝐼𝑚 = 𝐼𝑢 − 0,6 ∙ 𝐼𝑎
Índice Hídrico
Thornthwaite, C.W. An Approach toward a Rational Classification of Climate. Geographical Review, v. 38, n. 1, p. 55-94, 1948.
Tipo Climático Definição Índice Hídrico
A Superúmido > 100
B4
Úmido
80 a 100
B3 60 a 80
B2 40 a 60
B1 20 a 40
C2 Sub-úmido 0 a 20
C1 Sub-úmido seco -20 a 0
D Semiárido -40 a -20
E Árido -60 a -40
Thornthwaite (1948)
29
Clima Úmido
(A, B e C2) Definição
Índice de
Aridez (Ia)
r Pouco ou nenhum déficit hídrico 0 a 16,7
s Déficit hídrico moderado no verão 16,7 a 33,3
w Déficit hídrico moderado no inverno 16,7 a 33,3
s2 Déficit hídrico grande no verão > 33,3
w2 Déficit hídrico grande no inverno > 33,3
Clima Seco
(C1, D e E) Definição
Índice de
Umidade Iu)
d Pouco ou nenhum excesso hídrico 0 a 10
s Excesso hídrico moderado no inverno 10 a 20
w Excesso hídrico moderado no verão 10 a 20
s2 Excesso hídrico grande no inverno > 20
w2 Excesso hídrico grande no verão > 20
Prefixo
ETo (mm) Tipo
TE Definição SC (%) Tipo
> 1140 A’ Megatérmico < 48 a’
997 a 1140 B’4
Mesotérmico
48 a 51,9 b’4
885 a 997 B’3 51,9 a 56,3 b’3
712 a 885 B’2 56,3 a 61,6 b’2
570 a 712 B’1 61,6 a 68 b’1
427 a 570 C’2 Microtérmico
68 a 76,3 c’2
285 a 427 C’1 76,3 a 88 c’1
142 a 285 D’ Tundra > 88 d’
< 142 E’ Polar
Sufixo
TE – Eficiência Térmica; SC – Concentração de Verão
𝑆𝐶 = 𝐸𝑇𝑜𝑖7𝑖=5
𝐸𝑇𝑜𝑇∙ 100 HN
𝑆𝐶 =𝐸𝑇𝑜11 + 𝐸𝑇𝑜12 + 𝐸𝑇𝑜1
𝐸𝑇𝑜𝑇∙ 100 HS
𝐷𝐸𝐹𝑖 = 𝐷𝐸𝐹5 + 𝐷𝐸𝐹6 + 𝐷𝐸𝐹7 𝐷𝐸𝐹𝑣 = 𝐷𝐸𝐹11 + 𝐷𝐸𝐹12 + 𝐷𝐸𝐹1
HN Se A, B, C2 e DEFi < DEFv então w ou w2
Se A, B, C2 e DEFi DEFv então s ou s2
Se C1, D, E e DEFi < DEFv então s ou s2
Se C1, D, E e DEF DEFv então w ou w2
HS Se A, B, C2 e DEFi < DEFv então s ou s2
Se A, B, C2 e DEFi DEFv então w ou w2
Se C1, D, E e DEFi < DEFv então w ou w2
Se C1, D, E e DEFi DEFv então s ou s2
Aplicação
30
Classificação de Thorthwaite (1948) para Piracicaba (SP), com médias de 50 anos e CAD = 100 mm
Dados do Balanço Hídrico:
EXCT = 202,5 mm; DEFT = 135,5 mm; EToT = 1190 mm; ETo11 = 132 mm; ETo12 = 131 mm; ETo1 = 124 mm
𝐼𝑢 =𝐸𝑋𝐶𝑇𝐸𝑇𝑜𝑇
∙ 100 =202,5
1190∙ 100 = 17,02 %
𝐼𝑎 =𝐷𝐸𝐹𝑇𝐸𝑇𝑜𝑇
∙ 100 =135,5
1190∙ 100 = 11,39 %
𝐼𝑚 = 𝐼𝑢 − 0,6 ∙ 𝐼𝑎 = 17,02 − 0,6 ∙ 11,39 = 10,19 % C2 – Sub-úmido (0 a 20%)
r – Pouco déficit hídrico (0 a 16,7 %)
𝑆𝐶 =𝐸𝑇𝑜11 + 𝐸𝑇𝑜12 + 𝐸𝑇𝑜1
𝐸𝑇𝑜𝑇∙ 100 =
132 + 131 + 124
1190∙ 100 = 32,52 %
ETo = 1190 mm A’ – Megatérmico (> 1140 mm)
a’ (< 48%)
Clima C2 r A’ a’ – Sub-úmido, pouco DEF, megatérmico, pouco concentrado
Exercício
Calcule o Balanço Hídrico climatológico normal para Santa Maria
(RS)
Classifique o clima de Santa Maria (RS) pelo método de Thorthwaite
(1948) e de Piracicaba (SP) pelo método de Koppen-Geiger (1936)
Compare e discuta os resultados
31
OBS: Utilize pelo menos dois artigos para discutir os resultados.
Fim
32