UNIVERSIDADE ESTADUAL DO NORTE FLUMINENSE CENTRO DE CIÊNCIAS E TECNOLOGIAS AGROPECUÁRIAS LABORATÓRIO DE ENGENHARIA AGRÍCOLA - LEAG COMPARAÇÃO ENTRE MÉTODOS DA ESTIMATIVA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL DE REFERÊNCIA (ETo) PARA A REGIÃO NORTE FLUMINENSE,RJ. Autor : José Carlos Mendonça 1. INTRODUÇÃO EVAPOTRANSPIRAÇÃO EVAPO(TRANSPI)RAÇÃO (Thornthwaite, 1940) Fenômeno pela qual uma substância passa da forma líquida para a forma gasosa (vapor) Controlado pela: Disponibilidade de energia; Demanda atmosférica; Pelo suprimento de água do solo às plantas SISTEMA SOLO-ÁGUA-PLANTA E ATMOSFERA ETo = EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL DE REFERÊNCIA ETpc = EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL DA CULTURA: ETrc: EVAPOTRANSPIRAÇÃO REAL DA CULTURA: ETpc= ETo . Kc ETrc= ETpc . Ks Curva de coeficiente cultural (Kc) 1.3 - Importância da ETo na irrigação: Um planejamento de irrigação requer 04 essenciais componentes: (MELLO, 1988) Uma estimativa da água disponível armazenada na zona radicular; Uma correta medida da água suprida pela precipitação; Uma estimativa correta da quantidade de água aplicada por meio do sistema de irrigação; Uma projeção da taxa de depleção da água armazenada no solo; Buscar alta eficiência no manejo da irrigação 1.1 - Irrigação no Norte Fluminense 220.000 hectares potencialmente irrigáveis; Aproximadamente 20.000 hectares irrigados; 13.000 hectares irrigados por sistema de aspersão; (Azevedo, H.J.;1998) Incremento da Fruticultura (Sistemas de irrigação localizados) COMO SE DETERMINA A ETo ? 1.4 - Métodos de estimativa de ETo 1.4.1: Métodos Diretos Lisimetria Evaporímetros 1.4.2: Métodos Indiretos: Métodos Aerodinâmicos Métodos Empíricos Métodos de Balanço de Energia Método da Correlação dos Turbilhões Métodos Combinados 2. OBJETIVOS DA PESQUISA: 2.1 Comparar valores da Evapotranspiração Potencial de Referência (ETo) estimadas por métodos indiretos e evaporímetros, com valores medidos em um lisímetro de pesagem. 2.2 - Porpor ajustes regionais para a estimativa da ETo pelos métodos indiretos e evaporímetros 3. MATERIAIS e MÉTODOS 3.1: DADOS CLIMATOLÓGICOS: Os dados climatológicos foram coletados na Estação Evapotranspirométrica da UENF (instalada na EEC/Pesagro-RIO), no período de Setembro de 1996 a Dezembro de 2000. 3. Materiais e Métodos 3.2. Métodos: Direto: Lisímetro de Pesagem Indiretos: Penman-Montheith Radiação Solar Makkink Linacre Jensen-Haise Hargreaves-Samani Evaporímetros: Atmômetro SEEI modificado Tanque “Classe A” 3. 3 - Descrição dos Métodos 3.3.1: Método Penman-Montheith FAO 900 0,408 ( Rn G) U2 (ea ed ) T 273 (10,34 U2 ) 3.3 - Descrição dos Métodos 3.3.2: Método da Radiação Solar ETo c0 cl W Rs 3.3.3: Método de Makkink 0,61 W Rs 0,12 3.3.4: Método de Jensen – Haise Rs (0,0252 T 0,078) 3.3 - Descrição dos Métodos: 3.3.5: Método de Linacre J ( T 0,006h ) 15( T To ) 100 ETo 80 T 3.3.6: Método de Hargreaves - Samani 0,0023 Ra (Tmax-Tmin)0,5 (T+17,8) 3.3 - Descrição dos métodos 3.3.7: Método do Tanque “Classe A” Eto = Kp * EV 3.3.8: Método do Atmômetro ETo = Li - Li-1 3.3.9 : Método do Lisímetro R S 3.4 – Descrição dos Métodos Quadro 01: Variáveis climatológicas necessárias as estimativa de ETo Variável/ Método PM FAO Rad. Solar UR Tar Tmáx Tmin Tméd RS Patm Vv (%) (ºC) (ºC) (ºC) (ºC) (Wm-2) (hPa) (m s-1) x x x x x x x x Makkink Linacre x x x x x x x x Jen.-Haise H.-Samai T.Classe A x x x x x x x x * x x x Atmôm. D i r e t o Lisímetro D i r e t o Radiação Solar no topo da atmosfera, em Wm-2 RESULTADOS 4. Resultados 4.1: LISIMETRO x PM FAO 3 DIAS 8 8 y = 0,8871x + 0,0811 6 ETo LP (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 1 DIA 2 R = 0,5809 4 2 0 y = 0,9395x - 0,1006 6 R2 = 0,7425 4 2 0 0 2 4 ETo PM FAO (mm/dia) 6 8 0 2 4 8 6 8 ETo PM FAO (mm/dia) 7 DIAS 10 DIAS 8 ETo LP (mm/dia) 8 ETo LP (mm/dia) 6 y = 0,9643x - 0,1838 6 2 R = 0,8024 4 2 y = 0,9712x - 0,2046 6 R2 = 0,8239 4 2 0 0 0 2 4 ETo PM FAO (mm/dia) 6 8 0 2 4 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP x ETo PM FAO (mensal) ETo (mm/dia) 8 6 4 2 0 1 2 3 4 5 6 7 Mês LP 1d PM 1d 8 9 10 11 12 4.2 - RADIAÇÃO SOLAR (3 e 7 dias) PM FAO LP 3 DIAS 10 8 6 4 2 0 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (m m /dia) 3 DIAS y = 0,7422x + 0,2239 2 R = 0,7069 0 2 4 6 8 10 10 y = 0,7608x + 0,5257 8 R2 = 0,9648 6 1 4 2 0 0 2 4 ETo RADIAÇÃO SOLAR (mm/dia) ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) y = 0,8035x - 0,0278 2 R = 0,7785 4 2 0 0 2 4 10 8 10 7 DIAS 10 6 8 ETo RADIAÇÃO SOLAR (mm/dia) 7 DIAS 8 6 6 8 ETo RADIAÇÃO SOLAR (mm/dia) 10 10 y = 0,7944x + 0,3967 8 R2 = 0,9697 6 4 2 0 0 2 4 6 ETo RADIAÇÃO SOLAR (mm/dia) 4.3 - MAKKINK (3 e 7 dias) LP PM FAO 3 DIAS 3 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 8 y = 1,0463x - 0,0025 6 R2 = 0,7019 4 2 0 0 2 4 ETo MAKKINK (mm/dia) 6 10 y = 0,7608x + 0,5257 8 R2 = 0,9648 6 4 1 2 0 0 8 2 4 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) y = 1,1247x - 0,2488 2 R = 0,7733 4 2 0 2 4 ETo MAKKINK (mm/dia) 10 8 10 7 DIAS 8 0 8 ETo RADIAÇÃO SOLAR (mm/dia) 7 DIAS 6 6 6 8 10 y = 0,7944x + 0,3967 8 R2 = 0,9697 6 4 2 0 0 2 4 6 ETo RADIAÇÃO SOLAR (mm/dia) 4. 4 - LINACRE (3 e 7 dias) LP PM FAO 3 DIAS 3 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 8 y = 2,0305x - 4,2826 6 2 R = 0,689 4 2 0 0 2 4 6 8 8 y = 1,8893x - 3,4413 R2 = 0,7824 6 4 2 0 0 2 ETo LINACRE (mm/dia) 4 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) y = 2,1512x - 4,727 2 R = 0,7909 4 2 0 2 4 ETo LINACRE (mm/dia) 6 8 7 DIAS 8 0 8 ETo LINACRE (mm/dia) 7 DIAS 6 6 6 8 8 y = 1,9084x - 3,5101 6 R2 = 0,8023 4 2 0 0 2 4 ETo LINACRE (mm/dia) 4. 5 - JENSEN-HAISE (3 e 7 dias) LP PM FAO 3 DIAS 3 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 10 y = 0,5985x + 0,3073 2 R = 0,7341 8 6 4 2 0 0 2 4 6 ETo JENSEN-HAISE (mm/dia) 8 10 10 y = 0,6251x + 0,4964 R2 = 0,9649 8 6 4 2 0 0 2 4 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) y = 0,6293x + 0,158 2 R = 0,8002 6 4 2 0 2 4 10 8 10 7 DIAS 10 0 8 ETo JENSEN-HAISE (mm/dia) 7 DIAS 8 6 6 ETo JENSEN-HAISE (mm/dia) 8 10 10 y = 0,6359x + 0,444 8 R2 = 0,9726 6 4 2 0 0 2 4 6 ETo JENSEN-HAISE (mm/dia) 4.6 -HARGREAVES-SAMANI (3 e 7 dias) LP PM FAO 3 DIAS 3 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 8 y = 0,9615x - 0,6139 6 2 R = 0,6764 4 2 0 0 2 4 6 ETo HARGREAVES-SAMANI (mm/dia) 8 8 y = 1,0061x - 0,6257 R2 = 0,8089 6 4 2 0 0 2 4 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) y = 0,9978x - 0,7676 R2 = 0,7674 4 2 0 2 4 6 8 7 DIAS 8 0 8 ETo HARGREAVES-SAMANI (mm/dia) 7 DIAS 6 6 6 ETo HARGREAVES-SAMANI (mm/dia) 8 8 y = 0,995x - 0,6018 6 R2 = 0,8549 4 2 0 0 2 4 ETo HARGREAVES-SAMANI (mm/dia) 4.7 - ATMÔMETRO (3 e 7 dias) LP PM FAO 3 DIAS 3 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 8 6 4 y = 1,2103x + 0,394 2 R2 = 0,5197 0 0 2 4 6 8 6 4 y = 1,4188x + 0,5671 2 R2 = 0,5952 0 8 0 2 6 4 y = 1,4549x - 0,1191 2 R = 0,6584 0 4 6 ETo ATMÔMETRO (mm/dia) 8 ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 8 2 8 7 DIAS 7 DIAS 0 6 ETo ATMÔMETRO (mm/dia) ETo ATMÔMETRO (mm/dia) 2 4 8 6 4 y = 1,6641x + 0,039 2 R2 = 0,7086 0 0 2 4 6 ETo ATMÔMETRO (mm/dia) 8 4. 8 - TANQUE “CLASSE A”(3 e 7 dias) LP PM FAO 3 DIAS 3 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) 10 y = 0,6893x + 0,3465 8 2 R = 0,5671 6 4 2 10 6 4 2 0 0 0 2 4 6 ETo TANQUE "CLASSE A" (mm/dia) 8 y = 0,7494x + 0,4075 R2 = 0,7952 8 0 10 2 4 6 ETo TANQUE "CLASSE A" (mm/dia) 7 DIAS ETo PM FAO (mm/dia) ETo LP (mm/dia) y = 0,7522x + 0,082 2 R = 0,6304 6 4 2 0 0 2 4 10 8 10 7 DIAS 10 8 8 6 8 ETo TANQUE "CLASSE A" (mm/dia) 10 10 y = 0,8144x + 0,1256 8 R2 = 0,8562 6 4 2 0 0 2 4 6 ETo TANQUE "CLASSE A" (mm/dia) 4.9: Coeficientes de ajustamento para 1 e 10 dias (r2): LP x PM FAO: 0,58 e 0,82 LP x RS: 0,54 e 0,80 LP x MAK: 0,54 e 0,79 LP x LIN: 0,48 e 0,82 LP x J-H: 0,57 e 0,82 LP x H-S: 0,49 e 0,79 LP x ATM: 0,32 e 0,71 LP x TCA: 0,43 e 0,66 PM FAO x RS: 0,95 e 0,98 PM FAO x MAK: 0,94 e 0,98 PM FAO x LIN: 0,75 e 0,80 PM FAO x J-H: 0,96 e 0,97 PM FAO x H-S: 0,74 e 0,87 PM FAO x ATM: 0,39 e 0,76 PM FAO x TCA: 0,69 e 0,88 Variação dos valores médios mensais da evapotranspiração potencial de referência (ETo), em mm-dia-1. Mês/Método LP Jan RS Mak LIN J-H H-S ATM TCA 4,6 PM FAO 5,2 6,0 4,5 4,5 7,5 5,8 2,9 6,0 Fev 5,4 5,1 5,9 4,4 4,5 7,4 5,5 2,6 5,9 Mar 4,1 4,2 4,7 3,6 4,2 6,0 4,7 1,9 4,9 Abr 3,4 3,4 3,9 3,0 3,9 4,9 3,8 1,9 4,0 Mai 2,5 2,6 3,0 2,4 3,5 3,6 3,1 1,7 3,3 Jun 2,9 2,8 2,7 2,5 3,4 3,8 3,3 1,5 2,7 Jul 2,0 2,4 2,7 2,1 3,2 3,2 2,8 1,4 2,9 Ago 2,4 3,0 3,6 2,7 3,4 4,1 3,5 1,6 3,9 Set 3,3 4,0 4,5 3,4 3,7 5,3 4,1 1,9 4,6 Out 3,6 4,0 4,5 3,3 3,8 5,1 4,5 1,8 4,6 Nov 3,4 4,2 4,7 3,6 3,7 5,7 4,7 2,3 4,9 Dez 4,5 5,0 6,0 4,3 4,2 7,1 5,4 2,5 5,9 ETo média 3,5 3,8 4,4 3,3 3,8 5,3 4,2 2,1 4,5 Dif. Relativa % 9,7 25,7 -4,2 15,9 51,3 23,5 -38,3 30,0 Diferença relativa percentual entre os valores médios diários da evapotranspiração potencial de referência (ETo). Mês/Método RS MAK LIN J-H H-S ATM TCA Jan PM FAO 13,1 30,6 -2,8 -3,7 62,5 24,8 -37,1 29,2 Fev -4,1 10,3 -18,2 -15,9 37,4 1,7 -51,4 9,6 Mar 2,6 15,7 -11,0 6,1 48,6 14,6 -52,9 21,4 Abr -0,1 14,7 -11,4 14,6 42,8 9,8 -44,0 17,0 Mai 4,1 21,2 -5,8 39,2 43,6 23,6 -33,9 30,4 Jun 6,3 22,3 -3,5 46,8 43,1 30,1 -35,9 25,9 Jul 21,1 36,4 7,3 62,0 59,7 41,3 -30,1 48,0 Ago 19,2 39,2 5,8 32,4 58,8 37,5 -24,4 50,8 Set 17,6 36,0 0,9 11,8 56,5 26,0 -34,0 38,9 Out 5,3 17,9 -12,0 -0,5 38,7 19,6 -44,8 22,3 Nov 22,7 38,6 6,3 8,0 67,6 37,8 -33,2 43,6 Dez 8,7 25,9 -5,8 -10,5 56,0 14,7 -37,5 23,3 CONCLUSÕES: 5. Conclusões: Com exceção do Atmômetro, todos os métodos atendem de forma satisfatória à estimativa da ETo na região, principalmente em períodos superiores a 7 dias. O método de Penman-Montheith FAO se ajustou satisfatoriamente ao método do lisímetro de pesagem, com melhores ajustamentos em períodos maiores que 3 dias. Dentre os métodos comparados com o LP, o método de Makkink foi o que apresentou a menor diferença relativa, seguido pelo método de Penman-Montheith FAO Quando só se dispõe de dados de temperatura máxima e mínima, pode-se utilizar o método de Hargreaves-Samani para se estimar a ETo na região, com adequada precisão. FIM