ESTIMATIVA DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL DE REFERÊNCIA COM DADOS DAS NORMAIS
CLIMATOLÓGICAS , PARA 10 ESTAÇÕES METEOROLÓGICAS DO ESTADO DO RIO DE JANEIRO
FELIPE LEONARDO BARBOSA PALMEIRA – ALUNO DEPTO METEOROLOGIA/UFRJ
[email protected]
CÉLIA MARIA PAIVA – PROFA. DEPTO METEOROLOGIA/UFRJ
[email protected]
ABSTRACT
This work presents and compares the results of five differents methods for evaluation of the potential reference
evapotranspiration by using data from Nomais Climatológicas form INMET (period 1961-1990) for 10
meteorological station of Rio de Janeiro so as to determine which methods are more alike amongst themselves. Thus,
it is possible to identify the more appropiate methods for each studied area making possible these data com be fully
used by small and medium farmers.
INTRODUÇÃO
A evapotranspiração é extremamente importante para a determinação da quantidade d’água necessária para a
irrigação, que é um dos principais parâmetros para o correto planejamento, dimensionamento e manejo de qualquer
sistema de irrigação, bem como para avaliação de recursos hídricos. A água necessária é a quantidade d’água
requerida pela cultura, em determinado período de tempo, de modo a não limitar seu crescimento e sua produção,
sob as condições climáticas locais. Quando a quantidade de irrigação necessária for superestimada, têm-se como
consequência um maior custo da irrigação por unidade de área. Por outro lado, quando a quantidade de irrigação
necessária for subestimada, como consequência obtêm-se produções não muito elevadas, ou, como é mais frequente,
incapacidade do sistema para irrigar toda área do projeto.
A medida da evapotranspiração é extremamente difícil e onerosa. Difícil porque exige instalações e
equipamentos especiais; e onerosa porque tais estruturas são de alto custo, justificando-se apenas em condições
experimentais. Um dos objetivos de tais experimentos é encontrar soluções práticas para determinação da
evapotranspiração em condições extensivas, e que geralmente necessitam de irrigações suplementares para a
viabilização econômica da produtividade.
O fenômeno em si já é bastante conhecido teoricamente e já foi modelado por diversos pesquisadores. Tais
modelagens, obtiveram bons resultados em diversos experimentos realizados. Porém a aplicação de um modelo de
estimativa de evapotranspiração para uma dada região deve ser feita de maneira criteriosa, uma vez que um mesmo
modelo pode fornecer boas estimativas para uma dada região e para outras não. Sendo assim, é necessário
experimentar vários métodos para uma mesma região, e avaliar por meio de comparações com medidas in situ, o
método mais adequado para a região de interesse. Porém, para regiões com limitações de dados climáticos onde não
se tem informações suficientes para estimar a evapotranspiração por métodos complexos, uma alternativa seria
utilizar métodos que tenham como input dados das Normais Climatológicas do Instituto Nacional de Meteorologia
(INMET).
Este trabalho tem como proposta comparar os resultados de 5 métodos de estimativa de evapotranspiração
potencial de referência, tendo como input os Dados das Normais Climatológicas do INMET(período 1961-1990),
para 10 Estações Meteorológicas do Estado do Rio de Janeiro, com a finalidade de se determinar quais métodos mais
se assemelham entre si, obtendo assim, uma indicação dos métodos mais adequados as regiões estudadas e que
utilizem dados facilmente encontrados, para poderem ser largamente usados por pequenos e médios agricultores.
METODOLOGIA
A seleção dos métodos para a estimativa da evapotranspiração foi baseada na disponibilidade de dados
normais do INMET. Foram utilizados os seguintes métodos: THORNTHWAITE, THORNTHWAITE MODIFICADO POR
CAMARGO, CAMARGO, LINACRE E HARGREAVES – SAMANI. Através dos resultados obtidos pelos cinco métodos de
estimativa de evapotranspiração, foi feito a diferença percentual entre esses métodos para cada estação e utilizou-se
para comparação a maior diferença percentual.
178
1. MÉTODO DE THORNTHWAITE:
ETPp = 16 (10 . Ti / I)a ,
Ti > 0º C
a = 6,75 . 10-7 . I3 – 7,71 . 10-5 . I2 + 1,7912 . 10-2 . I + 0,49239
12
I = Σ (0,2 . Ti)1,514 ,
Ti > 0º C
i=1
ETP = ETPp (N/12 . ND/30)
onde:
ETPp, evapotranspiração potencial média mensal padrão (mm.mês-1);
Ti, temperatura média mensal (ºC);
I, índice de calor da região;
i, mês do ano;
ND, número de dias do mês;
N, fotoperíodo médio mensal;
ETP, evapotranspiração potencial mensal (mm.mês-1).
2. MÉTODO DE THORNTHWAITE MODIFICADO POR CAMARGO:
ETP = ETPp . CORR . ND
CORR = N . ND / (12 . 30)
onde:
ETP, evapotranspiração potencial mensal (mm.mês-1);
ETPp, evapotranspiração tabular diária (mm.d-1);
CORR, correção da ETPp;
ND, número de dias do mês;
N, fotoperíodo médio mensal.
3. MÉTODO DE CAMARGO:
ETP = F . Qo . T . ND
onde:
ETP, evapotranspiração potencial mensal (mm.mês-1);
F, fator de ajuste;
Qo, radiação solar extraterrestre diária (mm.d-1) - Tabelado;
T, temperatura média do período;
179
ND, número de dias do período.
D) MÉTODO DE LINACRE:
ETc = ND {[500 (T + 0,006 . h) / (100 - Φ)] + 15 (T – To)} / (80 – T)
T – To = 0,0023 . h + 0,37 . T + 0,53 (Tmax – Tmin) + 0,35 . R – 10,9
onde:
Etc, evapotranspiração mensal média (mm.mês-1);
ND, número de dias do período;
T, temperatura média mensal (ºC);
h, altitude local (m);
Φ, latitude local (º);
To, temperatura média mensal do ponto de orvalho (ºC);
Tmax, temperatura média mensal máxima (ºC);
Tmin, temperatura média mensal mínima (ºC);
R, diferença entre as temperaturas médias dos meses mais quente e mais frio (ºC).
E)
MÉTODO DE HARGREAVES - SAMANI
Eto =ND [0,0023 . Qo (Tmax – Tmin)0,5 . (T + 17,8)]
Onde:
ND, número de dias do período;
Qo, radiação solar extraterrestre diária (mm.d-1) – Tabelado;
Tmax, temperatura média mensal máxima;
Tmin, temperatura média mensal mínima;
T, temperatura média mensal.
RESULTADOS E DISCUSSÃO
Como resultados tem-se a Tabela 1 e os gráficos (figura 1 e 2), como exemplo, de evapotranspiração de
referência para 2 das 10 estações do estado do Rio de Janeiro. Pela tabela 1, pode-se obter, as menores e as maiores
diferenças percentuais entre as maiores ocorridas.
Comparando os cinco métodos, tem-se que as menores e as maiores diferenças percentuais entre as maiores
ocorridas, são respectivamente 7,38% (entre os métodos de Thornthwaite e Thornthwaite modificado por Camargo
para a estação Ilha Guaíba) e -134,1% (entre os métodos de Thornthwaite e Linacre , e Thornthwaite modificado
por Camargo e Linacre para a estação Piraí).
Observa-se que os métodos de Thornthwaite e Thornthwaite modificado por Camargo tem as menores
diferenças percentuais entre as maiores ocorridas, e os métodos de Thornthwaite e Camargo, Thornthwaite
modificado por Camargo e Camargo se assemelham bastante.
180
Tabela1 – Maior diferença percentual entre os métodos para cada estação
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Angra dos Reis
Thorn.
0
10,35
14,57
Thorn. mod. por Camargo
0
-17,11
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Cabo Frio
Thorn.
0
-10,35
18,57
Thorn. mod. por Camargo
0
26,43
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Cordeiro
Thorn.
0
-10,23
-15,82
Thorn. mod. por Camargo
0
-14,24
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Ecol. Agrícola
Thorn.
0
13,13
11,57
Thorn. mod. por Camargo
0
-14,51
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Ilha Guaíba
Thorn.
0
7,38
16,73
Thorn. mod. por Camargo
0
-20,72
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Itaperuna
Thorn.
0
11,27
-12,75
Thorn. mod. por Camargo
0
-15,06
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Nova Friburgo
Thorn.
0
-19,68
-17,28
Thorn. mod. por Camargo
0
17,42
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Piraí
Thorn.
0
-19,15
-14,92
Thorn. mod. por Camargo
0
-28,9
Camargo
0
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn. Thorn. mod. por Camargo Camargo
Rio de Janeiro
Thorn.
0
11,27
18,05
181
Linacre
-66,67
-62,87
-88,32
0
Linacre
-32,89
-36,28
-63,19
0
Linacre
-125,56
-82,41
-111,35
0
Linacre
-30,85
-39,74
-60,67
0
Linacre
-38,12
-40,6
-57,52
0
Linacre
-89,83
-88,85
-94,48
0
Linacre
-85,68
-80,74
-82,54
0
Linacre
-134,1
-134,1
-127,62
0
Linacre
-37,18
Hargreaves -Samani
-23,65
17,14
-20,53
27,61
0
Hargreaves -Samani
19,53
25,58
10,85
36,52
0
Hargreaves -Samani
-84,98
-77,04
-65,99
23,71
0
Hargreaves -Samani
-44,12
-46,15
-42,41
-48,06
0
Hargreaves -Samani
-25,98
-32,17
-12,71
33,78
0
Hargreaves -Samani
-54,31
-53,52
-49,66
24,88
0
Hargreaves -Samani
-36,46
-28,43
-25,66
33,47
0
Hargreaves -Samani
-87,41
-87,41
-73,88
26,61
0
Hargreaves -Samani
20,82
Tabela 1 (Continuação)...
Thorn. mod. por Camargo
Camargo
Linacre
Hargreaves -Samani
Vassouras
Thorn.
Thorn. mod. por Camargo
Camargo
Linacre
Hargreaves -Samani
Thorn.
0
0
23,44
0
-39,78
-61,44
0
Thorn. mod. por Camargo
8,9
0
Camargo
-15,34
-15,2
0
Linacre
-116,56
-117,21
-110,71
0
23,55
20,52
33,7
0
Hargreaves -Samani
-76,86
-68,28
-62,69
24,67
0
Angra dos Reis - RJ
ETo(mm/mês)
200
Thornthwaite
150
Thorn.Mod.Camargo
100
Camargo
Linacre
50
Hargreaves-Samani
Dez
Nov
Out
Set
Ago
Jul
Jun
Mai
Abr
Mar
Jan
Fev
0
Meses
Figura 1 – Evapotranspiração potencial de referência para a estação Angra dos Reis.
ETo(mm/mês)
Rio de janeiro - RJ
180
160
140
120
100
80
60
40
20
0
Thorn.
Thorn. Mod. Camargo
Camargo
Linacre
Hargreaves-Samani
Jan
Fev
Mar
Abr
Mai
Jun
Jul
Ago
Set
Out
Nov
Dez
Meses
Figura 2 – Evapotranspiração potencial de referência para a estação Rio de Janeiro.
182
CONCLUSÃO
Pela análise dos resultados pode-se concluir que:
1. Deve-se testar melhor cada método para cada região.
2. Como os 3 primeiros métodos se assemelham em termos de resultados para todas as estações, é mais
provável que estes representem melhor a realidade.
REFÊNCIA BIBLIOGRAFIA
Burman R.and Pochop L.O., 1994. Evaporation, Evapotranspiration and Climatic Data. University of Wyoming,
Wyoming.
Mantovani E.C., 1993. Desarrollo y Evaluacion de Modelos para el Manejo del Riego: Estimation de la
Evapotranspiration y Efectos de la Uniformidad de Aplicacion del Riego Sobre la Produccion de los Cultivos. Tese
de Doutorado. Esccuela Tecnica Superior de Ingenieros Agronomos, Universidade de Cordoba, Cordoba.
INMET, 1992. Normais Climatológicas (1961-1990). Brasília: Instituto Nacional de Meteorologia. 84p.
Pereira A.R., Vila Nova N. A. e Sediyama G.C., 1997. Evapo(transpi)ração. Piracicaba: FEALQ. 183p.:il.
Rosenberg N.J., Blad B.L., Verma S.B., 1983. Microclimate: the Biolgical Environment. University of Nebrasca,
Lincoln.
Sediyama C.G., 1988. Necessidades de água para os cultivos. ABEAS, Brasília.
183