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AC33F - Agroclimatologia Prof. Dr. Frederico Vieira

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TEMPERATURA DO ARE DO SOLO

P R O F . D R .F R E D E R I C O M . C . V I E I R A

A C 3 3 FAGROCLIMATOLOGIA

Temperatura do ar e do solo

Fatores determinantes

Conceito 1: no aquecimento de um corpo, a energia cinética desuas partículas aumenta, aumentando a transferência deenergia térmica:

Temperatura

Conceito 2: a temperatura de um corpo é uma grandezarelacionada ao grau médio de ‘vibração’ (energia cinética) daspartículas que o compõe


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Definição: energia térmica em trânsito. Energia térmicatransferida de um corpo a outro, motivada espontaneamente poruma diferença de temperatura

Calor

Calor

Calor


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Conceito: é a quantidade de calor cedida ou recebida por umcorpo, acarretando a ele uma variação de temperatura, semmudança de fase

Calor Sensível

Conceito: é a quantidade de calor cedida ou recebida por umcorpo, que sofre mudança de sua fase (mudança na forma deligação de suasmoléculas) a temperatura constante:

Calor Latente

Fusão: é a passagem de uma substância da fase sólida paralíquido;

Mudanças de Fase

Solidificação: é a passagem de uma substância da fase líquidapara sólida;

Vaporização: é a passagem de uma substância da fase líquidapara gasosa;

Condensação ou liquefação: é a passagem de uma substânciada fase gasosa para a fase líquida;

Sublimação: é a passagem direta da fase sólida para a fasegasosa e vice-versa;


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Evaporação: mudança de fase líquida para vapor à temperaturaambiente. Acontece à qualquer temperatura, inclusive noinverno. Vento incrementa o processo:

Fase da Vaporização

Ebulição: mudança de fase líquida para vapor de forma rápida àtemperatura constante. O valor é determinado pela pressão:


Calefação: mudança de fase líquida para vapor de formaextremamente rápida à temperatura muito maior que a deebulição. O valor é determinado pela pressão:



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Mudanças de Fase

TemperaturaDefinições – Temp. do ar

Geral: um dos efeitos mais importantes daradiação solar;

Transporte de calor: aquecimento próxima asuperfície terrestre ocorre por transporte decalor devido ao aquecimento da superfície

Meios de transporte: transporte de calorsensível se dá por dois processos básicos:

Condução molecular: processo lento de troca de calorsensível, ocorrendo pelo contato entre as moléculas dear. É necessário uma diferença de carga térmica entre acamada de ar e a superficial

Características: possui extensãoespacial limitada, ficando restritoà camada limite superficial;

Ar frio

Con

duçã

o m

olec

ular

de

calo

r se

nsív

el (H

)

Sup. quente


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Difusão turbulenta: processo rápido de troca de energia,em que parcelas de ar aquecidas pela superfície entramem movimento convectivo desordenado, transportandocalor, vapor, etc., para camadas superiores da atmosfera:

TemperaturaFatores determinantes

Macroclimáticos: latitude, altitude, correntesoceânicas, continentalidade / oceanidade,massas de ar e frentes;

Topoclimáticos: relevo, mais especificamen-te à configuração e exposição do terreno;

Microclimáticos: relacionados à coberturado terreno.

Variação diária: em função da disponibilidade de radiação solar nasuperfície terrestre. O valor máximo ocorre 2 a 3 horas depois dopico de energia e amínima antes de nascer o sol

Tmin = 15,0oC

Tmax = 37,5oC

Diagrama de temperatura do ar


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Variação diária: pode sofrer variações, especialmente com a entradade frentes frias ou dias nublados, quando a temperatura do arpraticamente não varia

Variação anual: também segue a disponibilidade de energia nasuperfície, com valoresmínimos no inverno emáximos no verão

Temperatura mádia mensal - Piracicaba, SP

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12

14

16

18

20

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26

28

Tem

per

atu

ra m

édia

men

sal (

oC

)

2001 2002 2003 2004 2005

Variação espacial: definida pelos fatores determinantes do clima,como latitude, altitude, continentalidade, correntes oceânicas,massas de ar, etc.


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Variação espacial:

TemperaturaDefinições – Temp. do solo

Geral: determinado pelo aquecimento dasuperfície pela radiação solar

Transporte de calor - dia: por condução decalor sensível para seu interior

Transporte de calor - noite: o resfriamentoda superfície (por ondas longas), inverte osentido do fluxo, que passa a ser do interiorpara a superfície

Tautócronas: variação da temperatura do solo ao longodo dia (temporal) e da profundidade (espacial) que éestudada a partir da elaboração dos perfis de variação datemperatura:

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

015 20 25 30 35 40 45

Temperatura do solo (oC)

Pro

fun

did

ade

do

so

lo (

cm)

13h

19h

23h

5h

9h


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Variação temperatura do ar e do solo:

Balanço de radiação, considerando ar e solo:

TemperaturaFatores determinantes – Temp. do solo

Fatores externos: irradiância solar global,temperatura do ar, nebulosidade, vento echuva;

Fatores intrínsecos: tipo de cobertura nasuperfície, relevo, composição (tipo de solo);


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Tipo de solo:

0

10

20

30

40

50

60

70

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Hora

Tem

per

atu

ra d

o s

olo

(oC

)

Arenoso Argiloso

Relevo:

Ar frio

Exposição e configuração do terreno

Faces sul e sudoeste

Face norte

Cobertura no terreno:

Sistema convencional solo exposto

Sistema plantio-direto solo com mulch

Mato na entrelinha do cafezal


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Cobertura no terreno:

0

5

10

15

20

25

20 25 30 35 40 45 50Temperatura do solo (

oC)

Pro

fund

idad

e (c

m

0t/ha(6h) 14t/ha(6h) 28t/ha(6h)0t/ha(14h) 14t/ha(14h) 28t/ha(14h)

Variação diária: varia com a profundidade. Nas camadas maissuperficiais, varia de acordo com a incidência de radiação solar,entre 12 e 14 horas. Em profundidade, as máximas ocorrem maistarde.

-50

-45

-40

-35

-30

-25

-20

-15

-10

-5

015 20 25 30 35 40 45

Temperatura do solo (oC)

Pro

fun

did

ade

do

so

lo (

cm)

13h

19h

23h

5h

9h

Variação anual: variação da temperatura do solo em climatemperado, onde durante o inverno, o solo fica coberto com neve.


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Termometria

TermometriaTipos de termômetros – Temp. do ar

Dilatação de líquido: capilar de vidro, ondeuma coluna de líquido (álcool ou mercúrio)se dilata/contrai com aquecimento ou resfri-amento;

Termômetro de máxima: usa mercúrio comosensor; possui uma constrição na coluna devidro para impedir o retorno quando atemperatura diminui

Funcionamento: a coluna se dilata quando há aumentoda temperatura até a máxima e é mantida até que aleitura seja feita:


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Termômetro de máxima: usa mercúrio comosensor; possui uma constrição na coluna devidro para impedir o retorno quando atemperatura diminui

Termômetro de mínima: tem o álcool comosensor, sendo seu tubo em forma de U parapermitir maior contato com a atmosfera

Funcionamento: dentro da coluna de álcool tem umpequeno halter que somente se movimenta quando acoluna retrocede em direção ao bulbo. Para leitura, ohalter deve ser ajustado com o menisco nas horas maisquentes do dia:


Termômetro de máxima e mínima tipo Six:menos precisos que os termômetrosmeteorológicos, colocados verticalmente eem forma de U

Composição: contém mercúrio na parte debaixo do U e álcool acima, em cada lado. Umlado marca amáxima e outro a mínima


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Funcionamento: o lado da máxima termina num reservatórioparcialmente cheio com álcool e o de mínima num reservatóriocompletamente com álcool. Quando eleva a temperatura, hádilatação do mercúrio e do álcool; quando diminui, o álcool secontrai mais e amovimentação se dá no lado damínima:

TermometriaTipos de termômetros – Temp. do solo

Geotermômetros: são de vários tamanhos,dependendo da profundidade que se quermedir a temperatura (2, 5, 10, 20, 30 e 50cm):

Funcionamento: como o bulbo sensor fica enterrado, a colunacontendo a escala de leitura é inclinada para facilitar a leitura. Deve-se voltar a escala de leitura para a face sul, evitando incidência deraios solares diretos:


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TermometriaTipos de termômetros – Temp. do ar/solo

Dilatação de sólido: um sólido quando aque-ce sofre dilatação proporcional ao aqueci-mento;

Tipos: termógrafos e geotermógrafos, com-posto por um sistema de dilatação, sistemasde alavancas, sistema de relojoaria, permitin-do registro contínuo

Geotermógrafo Termógrafos

Tubo bimetálicoTubo metálico

com álcoolMercúrio em

aço

TermometriaTipos de termômetros – Temp. do ar/solo

Pares termoelétricos: a junção de dois me-tais diferentes gera uma tensão elétrica (oud.d.p.)

Funcionamento: a diferença de temperaturaentre as duas junções gera uma f.e.m.proporcional a ela, com ótima precisão


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Termopares


Cálculo da temperaturamédia do ar e solo

Temperatura do arFórmulas para estimação da temperatura média do ar

• INMET:

• IAC:

á í 2 ∙5

• Estações Automáticas:

2 ∙4∑ • Amplitude e máxima/mínima...

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