Agrometeorologia 2011
Tema 4
(11-18/04/2011)
O Clima e as Plantas Cultivadas
Conceito de tempo e de clima e sua importância para a agricultura. Meteorologia
agrícola; balanço da radiação na biosfera. Transferência de calor nas plantas e
os efeitos da radiação solar no crescimento e desenvolvimento das plantas;
fotoperíodismo; termoperíodismo. Temperatura do solo e rendimento durante as
fases vegetativa e reprodutiva. A geada como fenómeno agrometeorológico;
natureza dos danos e resistência das plantas às geadas; probabilidade de
ocorrência das geadas e o efeito do vento no crescimento das plantas.
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Recapitulando a aula anterior
 Teste 1
 Meteorologia Agrícola
 Ecologia, Biologia e Agricultura
 O Balanço da Energia
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Agrometeorologia 2011
 Conceito de tempo e de clima e sua importância para a
agricultura.
 Conceito de tempo e clima
 O tempo para os meteorologistas tem o significado
de condições meteorológicas momentâneas ou
quase
momentâneas,
diferentemente
do
entendimento mais popular que seria a sucessão
dos meses ou dos anos.
 Sob esse ponto de vista as condições de tempo
podem ser entendidas como as flutuações nas
variáveis atmosféricas que ocorrem de um dia para
outro ou de uma hora para a outra.
 Desta forma, o tempo é descrito por elementos
meteorológicos
como
temperatura,
humidade
relativa, precipitação, vento etc.
 As condições de tempo envolvem fenómenos
naturais que vão desde o céu claro a céu nublado,
uma brisa, entre outros.
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 Segundo a definição da WMO o tempo é o conjunto
das variáveis meteorológicas observadas num curto
espaço de tempo.
 O conceito de clima pode ser entendido como uma
média das condições de tempo, não restrito à
medida
das
variáveis
meteorológicas,
mas
envolvendo a amplitude entre valores extremos.
 A frequência da ocorrência dos fenómenos, alem
da
sua
localização
geográfica
também
é
considerada quando se fala em clima.
 Segundo a definição da WMO o clima é o conjuto
flutuante
das
condições
atmosféricas,
caracterizadas pelos estados de evolução do tempo
numa determinada área.
 Assim a principal diferença nos dois conceitos
reside no facto de o tempo (meteorológico) ser
específico de uma certa região enquanto a noção
de clima considera um horizonte de tempo
(cronológico) maior.
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 Ideias fundamentais do clima:
 Expresssão de comportamento da atmosfera.
 Constituído por flutuações.
 Relacionado com uma região ou local.
 Condições
meteorológicas
(atmosféricas)
representam o conjunto dos valores dos elementos
meteorológicos num dado período e local.
 Importância do tempo e clima para a agricultura
 Com o crescimento da população mundial e a
expansão da indústria, a limitação dos recursos
naturais tem sido uma das maiores preocupações
do Homem.
 Outros factores concorrentes são:
 Destruição das florestas.
 Erosão dos solos.
 Poluição do ar e da água.
 Depósitos minerais empobrecidos.
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 Deste modo há necessidade de:
 Alimentar em níveis mínimos a população
mundial em crescimento.
 Aumentar a produção mundial de alimentos.
 Minimizar as perdas na agricultura e na
actividade de pastagem.
 Evitar
a
exploração
indiscriminada
dos
recursos naturais.
 Conhecer cada vez melhor o ambiente em
que vivemos e usamos (solo, clima, água).
 A climatologia pode contribuir para solucionar o
problema da escolha dos lugares para uma dada
cultura ou de uma cultura para um lugar.
 Os serviços meteorológicos devem estar aptos para
satisfazer pelo menos quatro tipos de exigências
dos agricultores:
1. Previsão de tempo detalhadas na ocasião
exata
e
adaptadas
para
as
operações
agrícolas comuns;
2. Serviços de extensão para ensinar aos
agricultores
a
usar
as
relacionadas com as previsões;
informações
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3. Observações especializadas do clima no
lugar onde as culturas são realizadas;
4. Um sistema de comunicações para difundir as
imformações actualizadas sobre o clima
através da rádio, televisão, jornais, etc.
 Exemplos de previsão de tempo para a agricultura
a. Probabilidade de ocorrência de chuvas.
b. Velocidade e direcção dos ventos.
c. Condições de secagem.
d. Ocorrência de orvalho.
e. Avisos
agrícola
especiais
durante
para
as
a
aviação
épocas
de
pulverização das culturas.
 Dependendo dos casos estas previsões podem ser
de horas ate dias.
 Os programas de pesquisa necessários para apoiar
os serviços de informação meteorológica para os
agricultores devem incluir:
1. Estudos micro-climáticos detalhados para
determinar
as
interacções
entre
os
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parâmetros meteorológicos medidos e as
respostas das plantas;
2. Estudos do balanço da energia solar que
afecta evaporação da água do solo e
superfícies de água e transpiração das
plantas;
3. Estudos sobre a influencia dos parâmetros
meteorológicos na incidência de doenças e
pragas e consequências epidemiológicas
das infecções;
4. Estudo
das
relações
dos
parâmetros
meteorológicos sobre os problemas pré e
pós-colheitas,
trasnporte
de
armazenamento
produtos
agrícolas
e
em
relação a sua qualidade;
5. Estudo
das
meteorológicos
relações
com
dos
factores
incidência
nos
incêndios de flores, pastagens, temporais,
etc.
 Meteorologia Agrícola – TPC
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 Balanço da radiação na biosfera
 Biosfera (Figura 1) é uma zona descontínua da Terra na
qual se desenvolvem os seres vivos, e que abrange parte
da crosta, da atmosfera e da hidrosfera - TPC.
Figura 1: Biosfera da Terra.
 O Sol é a principal fonte de energia para a superfície da
Terra.
 A intensidade da energia solar (constante solar) é:
2
2 cal cm min .
 Os Processos de transferência de calor na atmosfera
são: Condução, Convecção e Radiação.
 Condução (de uma molécula para outra)
 Metais: bons condutores.
 Ar: mau condutor, menos importante para a
atmosfera.
 Convecção
 Horizontal: advecção (mais importante),
responsável pelas mudanças diárias do
tempo.
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 Vertical (forçada): responsável pelas trocas
de calor para cima da superfície.
 Radiação (através das ondas)
 Relação entre a radiação e a duração do brilho solar
 Muitas estações meteorológicas registam a duração do
brilho solar ou insolação.
 De acordo com Angstron (1924)
Rs
Ro
a b
n
N
 Onde:
 R s é a radiação solar na superfície.
 R o é o total teórico da radiação que chegaria a
superfície na ausência da atmosfera.
 n é a duração actual do brilho solar recebido.
 N é a duração máxima possível do brilho solar ou
duração do dia.
 a e b são constantes.
 Reflectividade da superfície das culturas
 De acordo com Montheith (1959) a reflectividade pode
ser denotada por:
 Albedo: termo exclusivamente usado para a luz
visível.
 Coeficiente de reflexão: termo usado para a
radiação total de onda curta.
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 Radiação emitida pela superfície terrestre (ou radiação de
ondas longas)
R t  T
4
 Onde:
 R t é a radiação terrestre emitida.
  é a emissividade da superfície.
  é a constante de Stefan-Boltzman
4
11
8.17 10 langley T
m 1.
 T é a temperatura absoluta.
=
 Uma grande porção da radiação absorvida pela
atmosfera é reirradiada de volta para a superfície e é
conhecida como contra-radiação.
 A contra-radiação atmosférica impede à superfície da
Terra de um esfriamento excessivo à noite.
 A intensidade da contra-radiação varia com a
temperatura do ar, o vapor de água contido no ar e a
cobertura das nuvens.
 A diferença entre a radiação terrestre emitida e a contraradiação é conhecida como a radiação efectiva.
 Fórmulas de Brunt (1958)
Re  T
4
0.56
0.09 e 
0.1  0.9
n
N
 Onde:
 R e é a radiação efectiva emitida.
 n N é a insolação relativa.
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 As constantes 0.56, 0.09, 0.1 e 0.9 variam de
acordo com as condições climáticas.
 Radiação líquida
 A radiação líquida representa uma medida da energia
disponível na superfície do solo, i.e, é a diferença entre o
total do fluxo de radiação ascendente e descendente.
Rn  1
r Rs  Re
 Onde:
 R n é a radiação líquida.
 r é o coeficiente de reflexão.
 R s é a radiação de onda curta.
 R e é a radiação efectiva emitida em onda
longa.
 Transferência de calor nas plantas e os efeitos da radiação
solar no crescimento e desenvolvimento das plantas
 Os mecanismos usados pelas plantas para atingir uma
óptima eficiência fisiológica são: Radiação, Transpiração
e Convecção.
 Radiação
 É o mecanismo mais importante dos três
processos e existe sob duas formas.
o Radiação Solar: é absorvida pelas
plantas de maneira diferente para cada
comprimento de onda do espectro.
o Radiação térmica: é a energia emitida
por qualquer objecto mais quente que o
zero absoluto.
 Transpiração
 É o mecanismo segundo o qual as plantas
libertam o excesso de calor, convertendo a
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água das folhas em vapor de água que passa
para a atmosfera.
 Convecção
 É o mecanismo que permite a transferência
de energia entre as plantas e o ambiente.
 Muitos processos fisiológicos das plantas dependem
primariamente da temperatura e a temperatura duma
planta é determinada pela sua relação com o ambiente.
 Fotoperíodismo
 Resulta da influência da duração do período diurno
sobre as plantas.
 Sabe-se que alguns ramos de plantas colocadas
junto à janela crescem em direcção à luz.
 Essa reacção chamada fototropismo constitui um
exemplo de como as plantas alteram o seu padrão
de crescimento em resposta à direcção da radiação
incidente.
 O fototropismo é um exemplo do uso da luz como
um sinal ambiental (Figura 2).
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Figura 2: Girasol.
 Existem três tipos de plantas:
 Plantas
de
dia
curto
–
florescem
com
fotoperíodos inferiores ao fotoperíodo crítico.
Exemplo da maioria das hortícolas.
 Plantas
de
dia
longas
–
florescem
com
fotoperíodos superiores ao fotoperíodo crítico.
Exemplo da maioria dos cereais.
 Plantas neutras ou indiferentes - florescem
independentemente do fotoperiodo ou que não
respondem a um determinado fotoperíodo, como
o tomateiro.
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 Termoperíodismo
 É a influência das variáveis de temperatura, mais
especificamente as temperaturas frias, sobre o
comportamento das plantas.
 Alguns vegetais como o trigo, por exemplo,
necessitam de temperaturas frias para florescer e
se desenvolver.
 Esse processo, de submeter a planta para receber
o frio necessário é chamado de vernalização.
 Existem três tipos de termoperiodismo: o anual, o
diário e o aperiódico.
 Cada
tipo
equivale
aos
períodos
termoperiodicidade anual, diária ou aperiódica.
de
 O termoperiodismo é importante na distribuição
geográfica das culturas.
 Temperatura do solo e rendimento durante as fases vegetativa
e reprodutiva
 Em muitas oportunidades, a temperatura do solo é de
maior significação ecológica para a vida vegetal do que a
temperatura do ar.
 A temperatura do solo responde mais aos efeitos de
insolação, topografia e outros efeitos semelhantes,
podendo diferir muito da temperatura do ar.
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 A temperatura do solo particularmente extremas, influem
na:




Germinação de sementes.
Actividade funcional das raízes.
Velocidade e duração do crescimento das plantas.
Ocorrência e severidade das doenças.
 A temperatura do solo mede-se com termómetros de
profundidade, por exemplo:
 10cm
 20cm
 50cm
 100cm
 200cm
 300cm.
 O calor da superfície do solo é propagado para baixo na
forma de ondas com amplitude decrescendo rapidamente
com a profundidade.
 A amplitude de temperatura para qualquer ponto abaixo
de superfície é dada pela equação:
Rz  R 0 e
z

Kh P
 Onde:
 R 0 e R z = amplitudes de temperatura na superfície.
e na profundidade z , respectivamente.
 P = período de oscilação.
 K h = difusibilidade térmica do solo.
 O ciclo de calor num dia ou ano se retarda e debilita com
o aumento da profundidade.
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 O tempo de retardamento ( t 1 e t 2 ) do máximo e do
mínimo do ciclo de calor no solo é dado pela seguinte
equação:
t1 t2 
P
Kh 
 Onde:
 t1 e t2 =
horas em que as temperaturas máximas
e mínimas são observadas nas profundidades z 1 e
z 2 , respectivamente.
 Diversos factores climáticos, como temperatura, radiação
solar e precipitação, afectam a taxa de crescimento e
desenvolvimento das plantas, influenciando nas
actividades fisiológicas e interferindo directamente na
produção de grãos e matéria seca.
 A temperatura exerce um efeito maior na taxa de
crescimento da cultura e nos processos de expansão e
extensão.
 Temperaturas muito altas ou muito baixas podem
retardar o desenvolvimento das plantas.
 A luz também determina a taxa de crescimento destas,
principalmente em alguns estádios de desenvolvimento,
quando este será reduzido se houver pouca luz.
 Após a emergência das plantulas, temperatura e luz
influenciam no rendimento, sendo a produção de matéria
seca quase proporcional a radiação interceptada durante
o crescimento vegetativo.
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 Os processos de desenvolvimento, sensíveis
temperatura, podem ser divididos em duas categorias:
e
 A primeira inclui a iniciação e o aparecimento de
folhas, processos que são independentes de luz e,
portanto, com taxa de crescimento mínimo quando
plantas são expostas a luminosidade normal no
campo.
 A segunda categoria inclui os processos
reprodutivos, que determinam o potencial de
rendimento,
expressado
pelo
número
de
espiguetas.
 Nos ambientes de campo e condições controladas, o
número final de unidades reprodutivas depende tanto da
taxa de crescimento da planta (e, portanto, normalmente
da irradiância) quanto da temperatura.
 O número final de folhas e o tempo para antese (abertura
das inflorescências) estão relacionados com o tempo
termal (acúmulo térmico) e das fases de duração dos
primeiros estádios de desenvolvimento.
 Em contraste, a segunda categoria não é tão definida,
embora sua importância agronómica seja óbvia.
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 A geada como fenómeno agrometeorológico; natureza dos
danos e resistência das plantas às geadas; probabilidade de
ocorrência das geadas e o efeito do vento no crescimento das
plantas.
 Apresentação retirada da seguinte website:
 http://www.ufpel.edu.br/faem/agrometeorologia/gea
da.pdf
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 Prática 3
 21/04/2011
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