Agrometeorologia: Ventos e Chuvas

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Material para P2 de Agrometeorologia 
Parte 1 – Ventos 
 O que são ventos? Os ventos são deslocamentos de ar no sentido 
horizontal, originários de gradientes de pressão. 
A intensidade e a direção dos ventos são determinadas pela variação 
espacial e temporal do balanço de energia na superfície terrestre, que causa 
variações no campo de pressão atmosférica, gerando os ventos. O vento se 
desloca de áreas de maior pressão (áreas mais frias) para aquelas de menor 
pressão (áreas mais quentes), e quanto maior a diferença entre as pressões 
dessas áreas, maior será a velocidade de deslocamento. 
A velocidade do vento é afetada, também, pela rugosidade da 
superfície criada pelos obstáculos (vegetação, construções, relevo 
montanhoso, etc.), e pela distância vertical acima da superfície em que ela é 
medida. Quanto mais próximo da superfície, maior o efeito do atrito com o 
terreno, desacelerando o movimento e diminuindo a velocidade de 
deslocamento do ar. Esse bloqueio imposto pela superfície faz com que 
bolhas de ar de maior velocidade se desloquem para baixo, gerando um 
impulso repentino no ar próximo ao chão. A esse aumento brusco na 
velocidade do vento denomina-se de rajada. 
O que são rajadas? Aumento brusco na velocidade do vento. 
O que é brisa marítima? Vento que sopra do mar em direção ao 
continente durante o dia. 
O que é brisa terrestre? Vento que sopra do continente para o mar 
durante a noite. 
O que é brisa de montanha? Vento que sopra da montanha em 
direção ao vale durante a noite. 
O que é brisa de vale? Vento que sopra do vale em direção a 
montanha durante o dia. 
O que são monções? Ventos sazonais que mudam direção em 
determinada época do ano trazendo chuva ou seca. 
Direção dos ventos: Começa do Norte (0° e gira de 45° em 45° no 
sentido horário). 
Instrumentos de Medição: Anemômetros (Caneca, Conchas ou 
Hélices, Micrometeorológicos), Anemógrafo Universal (registro contínuo), 
Catavento (Tipo Wild), Radiossondagens, Radares, Balões-Pilotos, Satélites 
Agrometeorológicos. 
Efeitos Favoráveis: Transpiração, dispersão de sementes, suprimento 
de CO2 para Fotossíntese, redistribuição de calo. 
Efeitos Desfavoráveis: Desconforto animal, eliminação de insetos 
polinizadores, aumento da transpiração, redução dos estômatos, redução da 
área foliar. 
Velocidade críticas em culturas, animais e solo (m/s): Algodão (5 
m/s), milho (4-5 m/s), sorgo (4 m/s). Suínos (3,6 m/s), ovelhas (5 m/s). Erosão 
do solo (5,4 m/s). 
Escala de Beaufort: 0 (calmo) 1 (quase calmo), 2 (brisa amena), 3 
(vento leve), 4 (moderado), 5 (forte), 6 (muito forte), 7 (fortíssimo), 8 
(ventania), 9 (vendaval), 10 (tornados, furacão, danos generalizados). 
Ciclones: tufão (Ásia), furacão (d: 200-400 km, > 108 km/h), tornado 
(mais forte evento pode chegar a 490 km/h, rápida duração 10-30 min, até 
10 km de diâmetro), willy-willy. 
La Niña: resfriamento das águas do pacífico, pode durar até 2 anos. 
El Niño: aquecimento das águas do pacífico, pode durar de 12 a 18 
meses e intervalos de 2 a 7 anos. 
Parte 2 – Precipitação 
 O que é chuva ou precipitação? Nas regiões tropicais, a chuva, ou 
precipitação pluvial, é a forma principal pela qual a água retorna da 
atmosfera para a superfície terrestre após os processos de evaporação e 
condensação, completando, assim, o ciclo hidrológico. A quantidade e a 
distribuição de chuvas que ocorrem anualmente numa região determinam o 
tipo de vegetação natural e também o tipo de exploração agrícola possível. 
 O processo de condensação por si só não é capaz de promover a 
precipitação, pois são formadas gotículas muito pequenas, denominadas 
elementos de nuvem, que permanecem em suspensão sustentada pela força 
de flutuação térmica. Para que haja precipitação, deve haver a formação de 
gotas maiores (elementos de precipitação), e isto ocorre por coalescência das 
pequenas gotas, de forma que a ação da gravidade supere a força de 
sustentação promovendo a precipitação. A coalescência é resultado de 
diferenças de temperatura, tamanho, cargas elétricas, e de movimentos 
turbulentos dentro da nuvem. Quanto mais intensa for a movimentação 
dentro da nuvem, maior será a probabilidade de choque entre as gotas, 
resultando em gotas sempre maiores, até o limite da tensão superficial. 
Tipos de chuvas: Frontais (são originárias de nuvens formadas a 
partir do encontro de massas de ar frio e quente), Convectivas (Originam-se 
de nuvens formadas a partir de correntes convectivas (térmicas) que se 
resfriam adiabáticamente ao se elevarem, resultando em nuvens de grande 
desenvolvimento vertical (cumuliformes). As chuvas convectivas se 
caracterizam por forte intensidade, mas curta duração, podendo ocorrer 
descargas elétricas, trovoadas, ventos fortes, e granizo, predominando no 
período da tarde e à noite, quando a força gravitacional supera a força de 
sustentação térmica), Orográficas (ocorrem em regiões montanhosas, onde 
o relevo força a subida da massa de ar úmido). 
Medidas de Chuva: Um índice de medida da chuva é a altura 
pluviométrica, ou seja, é a altura acumulada de água precipitada, expressa 
em milímetros (mm). Essa altura pluviométrica (h) é definida como sendo o 
volume precipitado por unidade de área horizontal do terreno, ou seja: h = 
(1 L / 1 m²) = (1000 cm³ / 10000 cm²) = 0,1 cm = 1 mm de chuva. 
Outro índice de expressão da chuva é a sua intensidade (i), definida 
como a altura pluviométrica por unidade de tempo: i = mm / h. 
Instrumentos de Medida: Pluviômetro, pluviômetro de Ville Paris, 
pluviógrafo e eletrônico. 
Tipos de Precipitação: Chuva, neve e granizo. 
Parte 3 – Evapotranspiração 
 O que é evapotranspiração? É o processo simultâneo de 
transferência de água para a atmosfera por evaporação da água do solo e 
por transpiração das plantas. Dependendo das condições da vegetação, do 
tamanho da área vegetada, e do suprimento de água pelo solo, define-se 
situações bem características, tais como, potencial, real, de oásis, e de 
cultura. 
 O que é ETP ou ET0? Evapotranspiração potencial é a quantidade de 
água que seria utilizada por uma extensa superfície vegetada com grama, 
com altura entre 8 e 15 cm, em crescimento ativo, cobrindo totalmente a 
superfície do solo, e sem restrição hídrica. Conceitualmente, a ETP é limitada 
apenas pelo balanço vertical de energia, ou seja, pelas condições do 
ambiente local, podendo ser estimada por fórmulas teórico-empíricas 
desenvolvidas e testadas para várias condições climáticas. A 
evapotranspiração nessas condições é tomada como referência quando se 
quer conhecer a evapotranspiração de uma cultura, em condições não-
padrão. Logo, a ETP é um valor indicativo da demanda evapotranspirativa da 
atmosfera de um local, num período. 
 ETR: Define-se evapotranspiração real como sendo a quantidade de 
água realmente utilizada por uma extensa superfície vegetada com grama, 
em crescimento ativo, cobrindo totalmente o solo, porém, com ou sem 
restrição hídrica. Quando não há restrição hídrica, ETR = ETP, ou seja, ETR ETP. 
ETc: É a quantidade de água utilizada por uma cultura, em qualquer 
fase de seu desenvolvimento, desde o plantio/semeadura até a colheita, 
quando não houver restrição hídrica, e por este motivo ela é também 
chamada evapotranspiração máxima de cultura. A ETc é função da área foliar 
(superfície transpirante), pois quanto maior a área foliar maior será a ETc 
para a mesma demanda atmosférica. O índice que expressa o tamanho da 
área foliar em relação à área do terreno ocupada por uma planta é 
denominado Índice de Área Foliar (IAF, área de um lado da folha/área de 
terreno ocupado pela planta). A ETc pode ser obtida a partirda ETP pela 
relação: ETc = Kc.ETP. Kc é o coeficiente de cultura O valor de Kc varia com 
as fases fenológicas, e também entre espécies e variedades (cultivares), 
sendo função do IAF. 
 
 
Dependência da ET: Radiação líquida (Rn), temperatura, umidade 
relativa do ar, ventos, espécie da planta, albedo, estádio de desenvolvimento 
(IAF), altura da planta, profundidade do sistema radicular, espaçamento do 
plantio, orientação do plantio, capacidade de armazenamento de água, 
impedimentos físicos/químicos. 
Equipamentos de Medição: Tanque classe A, lisímetro, 
evapotranspirômetro. 
Modelos de Estimativa da ETP/ET0: Thornthwaite: Este foi um dos 
primeiros métodos desenvolvidos exclusivamente para se estimar a 
evapotranspiração potencial mensal (Thornthwaite, 1948). 
Método de Camargo: Esse método facilita a estimativa de ETP pois 
não há necessidade de se conhecer a temperatura média anual (normal), e 
ela reproduz bem os valores estimados pela fórmula de Thornthwaite. 
Método do Tanque Classe A: O método do Tanque Classe A para 
estimativa da evapotranspiração de referência foi desenvolvido para se ter 
uma forma prática de estimativa de ETo, aplicada no manejo da irrigação. O 
tanque é de pequena dimensão, com as paredes laterais expostas 
diretamente à radiação solar, e a água no tanque não oferece impedimento 
ao processo evaporativo, estando sempre disponível, mesmo durante os 
períodos secos. Portanto, o valor da evaporação obtido no tanque é 
exagerado em relação à perda efetiva de uma cultura, mesmo estando ela 
em condições ótimas de suprimento de água no solo (ver item 12.3). Logo, o 
valor diário do tanque (ECA, mm/dia) precisa ser corrigido por um fator de 
ajuste, denominado coeficiente de tanque (Kp), para se ter a ETo 
correspondente. O valor de Kp, sempre menor que 1, é função da velocidade 
do vento e da umidade relativa do ar (advecção de calor sensível), e do 
tamanho da bordadura, vegetada ou não, circunvizinha ao tanque. Esse 
método é um dos recomendados pela FAO (Doorenbos & Kassam, 1994), 
sendo Kp fornecido pela Tabela 12.4. 
Método de Hargreaves & Samani: Este método foi desenvolvido por 
Hargreaves & Samani (1985) para as condições semi-áridas da California 
(Davis) a partir de evapotranspiração obtida em lisímetro de pesagem 
cultivado com grama. 
Método de Priestley-Taylor: e no local houver medida do saldo de 
radiação (Rn), pode-se utilizar a fórmula de Priestley & Taylor (1972) para 
estimar a ETP (mm d-1). 
Método de Penman-Monteith (Padrão FAO – 1998): Este é um método 
micrometeorológico, descrito por Monteith (1965), que foi adaptado por 
Allen et al. (1989) para estimativa da evapotranspiração de referência na 
escala diária. Atualmente, este é o método padrão da FAO (Allen et al., 1994), 
sendo ETP (mm d-1). 
Critério para Escolha do Método: A escolha de um método de 
estimativa da evapotranspiração potencial depende de uma série de fatores. 
O primeiro fator é a disponibilidade de dados meteorológicos, pois métodos 
complexos, que exigem grande número de variáveis, somente terão 
aplicabilidade quando houver disponibilidade de todos os dados 
necessários. O método de Penman - Monteith não poderá ser empregado 
em local que só disponha de dados de temperatura do ar. 
O segundo fator é a escala de tempo requerida. Normalmente, 
métodos empíricos, como os de Thornthwaite e de Camargo, estimam bem 
a ETP na escala mensal, ao passo que os métodos que envolvem o saldo de 
radiação apresentam boas estimativas também na escala diária. 
Por fim, no caso dos métodos empíricos, é necessário que se conheça 
as condições climáticas para as quais foram desenvolvidos, pois 
normalmente não são de aplicação universal. Desse modo, métodos como 
os de Thornthwaite e de Camargo aplicam-se a regiões de clima úmido, não 
apresentando boas estimativas para regiões de clima seco (semi-árido), onde 
eles tendem a subestimativas. Nessa situação, o método de Hargreaves & 
Samani adapta-se melhor, pois foi desenvolvido para esse tipo de clima. 
Parte 4 – Balanço Hídrico 
 O balanço hídrico é a contabilização da água do solo, resultante da 
aplicação do Princípio de Conservação de Massa num volume de solo 
vegetado. A variação de armazenamento de água no volume considerado 
(deltaARM), por intervalo de tempo, representa o balanço entre o que entrou 
e o que saiu de água do volume de controle. Como a chuva é expressa em 
milímetro, isto é, em litro (ou quilograma) de água por metro quadrado de 
superfície, para facilitar a contabilidade do balanço hídrico, adota-se também 
uma área superficial de 1 m2 para o volume de controle. Portanto, o volume 
de controle torna-se uma função apenas da profundidade do sistema 
radicular das plantas. Admite-se que esse volume de controle seja 
representativo de toda a área em estudo, e no caso do balanço hídrico 
climatológico, essa área é aquela representada pelo ponto de medida dos 
elementos climáticos, principalmente a chuva. 
 
Determinação do CAD: Na elaboração do balanço hídrico 
climatológico, o primeiro passo é a seleção da CAD, ou seja, a lâmina de água 
correspondente ao intervalo de umidade do solo entre a capacidade de 
campo (CC%) e o ponto de murcha permanente (PMP%). Como o balanço 
hídrico, segundo Thornthwaite & Mather (1955), é mais utilizado para fins de 
caracterização da disponibilidade hídrica de uma região em bases 
climatológicas e comparativas, a seleção da CAD é feita mais em função do 
tipo de cultura ao qual se quer aplicá-lo do que do tipo de solo. Justifica-se 
isso comparando-se um solo arenoso e um argiloso: se no primeiro o valor 
de (CC% - PMP%) é menor, a profundidade efetiva do sistema radicular (Z) 
para uma cultura é maior, de maneira que há uma compensação, tornando 
a CAD aproximadamente igual para os dois tipos de solo. Assim, 
independentemente do tipo de solo, pode-se adotar valores de CAD entre 25 
e 50mm, para hortaliças; entre 75 e 100mm, para culturas anuais; entre 100 
a 125mm, para culturas perenes; e entre 150 e 300mm, para espécies 
florestais. 
 
 
Tipos de Classes de Estação Meteorológica: 
 Primeira Classe: Possuem instrumentos para medidas de todos 
elementos meteorológicos, possibilitando caracterização detalhada. 
 Segunda Classe: Não medem pressão atmosférica, velocidade e 
direção dos ventos e irradiância solar global, não possuem 
(barômetro/barógrafo, anemômetro/anemógrafo, actinógrafo). 
 Terceira Classe: Medem apenas temperatura e chuvas.