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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:
Fase da Vaporização
Calefação: mudança de fase líquida para vapor de formaextremamente rápida à temperatura muito maior que a deebulição. O valor é determinado pela pressão:
Fase da Vaporização
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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
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ular
de
calo
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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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Tem
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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:
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Temperatura do solo (oC)
Pro
fun
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cm)
13h
19h
23h
5h
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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:
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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:
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20 25 30 35 40 45 50Temperatura do solo (
oC)
Pro
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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.
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Temperatura do solo (oC)
Pro
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ade
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so
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cm)
13h
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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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Temperatura do ar e do solo
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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TermometriaTipos de termômetros – Temp. do ar
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:
TermometriaTipos de termômetros – Temp. do ar
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
Temperatura do ar e do solo
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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