ALBERTO DRESCH WEBLER CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DA VARIAÇÃO TEMPORAL DE COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICOS EM UMA ÁREA DE PASTAGEM NO SUDOESTE DA AMAZÔNIA

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1 [ UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA CAMPUS DE JI-PARANÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL ALBERTO DRESCH WEBLER CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DA VARIAÇÃO TEMPORAL DE COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICOS EM UMA ÁREA DE PASTAGEM NO SUDOESTE DA AMAZÔNIA Ji-Paraná 11

2 1 ALBERTO DRESCH WEBLER CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DA VARIAÇÃO TEMPORAL DE COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICOS EM UMA ÁREA DE PASTAGEM NO SUDOESTE DA AMAZÔNIA Trabalho de Conclusão de Curso apresentado ao Departamento de Engenharia Ambiental, Fundação Universidade Federal de Rondônia, Campus de Ji-Paraná, como parte dos requisitos para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental. Orientadora: Renata Gonçalves Aguiar Ji-Paraná 11

3 2 UNIVERSIDADE FEDERAL DE RONDÔNIA CAMPUS DE JI-PARANÁ DEPARTAMENTO DE ENGENHARIA AMBIENTAL TÍTULO: CARACTERIZAÇÃO E ANÁLISE DA VARIAÇÃO TEMPORAL DE COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICOS EM UMA ÁREA DE PASTAGEM NO SUDOESTE DA AMAZÔNIA. AUTOR: ALBERTO DRESCH WEBLER O presente Trabalho de Conclusão de Curso foi defendido como parte dos requisitos para obtenção do título de Bacharel em Engenharia Ambiental e aprovado pelo Departamento de Engenharia Ambiental, Fundação Universidade Federal de Rondônia, Campus de Ji- Paraná, no dia 14 de novembro de 11. Profa. Ms. Renata Gonçalves Aguiar Universidade Federal de Rondônia Profa. Ms. Nara Luísa Reis de Andrade Universidade Federal de Rondônia Prof. Ms. Fernando Luiz Cardoso Universidade Federal de Rondônia Ji-Paraná, 14 de novembro de 11.

4 3 DEDICATÓRIA Dedico esse trabalho aos meus pais Arno João Webler e Agnes Dresch Webler pelo carinho, ânimo e apoio incondicional em todas as minhas decisões e conselhos valiosos, e principalmente pelo exemplo de dignidade. E a minha querida irmã Geovana Dresch Webler e meu cunhado Samuel Teixeira, que sempre me animaram em todos os momentos com incentivos.

5 4 AGRADECIMENTOS A Universidade Federal de Rondônia, especificamente ao Departamento de Engenharia Ambiental pelo ensino valioso que me proporcionou durante esses cinco anos uma formação primorosa. A minha namorada Angélica Salame que me acompanhou por grande parte de minha graduação, que graças a ela conseguimos enfrentar juntos as dificuldades, me animando nos momentos difíceis com seu carinho, amor e seu sorriso. Aos meus amigos inseparáveis Josiane de Brito Gomes e Marcos Leandro Alves Nuñes, pela companhia, apoio e ajuda em todos os trabalhos técnicos, como as saídas divertidas da faculdade. A minha orientadora Renata Gonçalves Aguiar que foi essencial, pois desde o início da graduação me auxiliou tanto na área acadêmica, quanto de forma pessoal, sendo ela um exemplo de profissional da educação e pesquisadora. Ao meu cunhadão Tiago Salame, e a minha cunhada Fernanda Salame que juntamente com meu sogro Fernandes Salame me ensinaram muito durante o meu estágio, tornando essa etapa de suma importância na minha formação. Aos meus amigos de faculdade João P. P. C. Moreira, Thiago E. P. F. Nascimento, Farley de O. Xavier e Wekecley Bianqui, que foram sempre companheiros nas atividades de classe e extraclasse.

6 5 A meus companheiros do Programa LBA, em especial Diego Jatobá dos Santos, Frederico T. Trindade, Bruno Soares de Castro e Kécio Gonçalves Leite. Aos professores Fernando L. Cardoso e Nara L. R. de Andrade, que se mostraram sempre prontos em ajudar, através de comentários e de explicações valiosas na realização do TCC. A professora Ana Lúcia D. Rosa e ao professor Marlos G. de Albuquerque, que apresentam sempre uma animação esplêndida em suas aulas, o que os torna exemplos de professores. Ao professor Leonardo J. G. Aguiar que sempre esteve pronto a ensinar, sempre com ideias inovadoras. Aos professores Gersina N. R. Carmo Júnior, Johannes G. Janzen, Marcelo M. Barroso e Igor G. Fotopoulos que me proporcionaram ensino primoroso, sempre me instigando a melhorar. Ao programa LBA, que me proporcionou um desenvolvimento pessoal e profissional de suma importância, especialmente aos professores Alessandro C. de Araújo e Antônio Manzi, que mesmo em pouco tempo me ensinaram muito.

7 6 RESUMO Atualmente as transformações do planeta devido às mudanças de uso da terra, à urbanização, à queima de combustíveis fósseis e entre outras ações antrópicas tem sido amplamente debatidas e apontadas como os principais fatores para o aquecimento global. Situada na região amazônica, Rondônia está diretamente ligada às atividades de agricultura, de agropecuária e, atualmente, de produção de energia elétrica. Tais atividades possuem intrínseca relação com as profusas perturbações no meio ambiente como, por exemplo, as elevadas taxas de desmatamento, que levam as fronteiras agropecuárias por sobre as florestas amazônicas, estando amplamente inseridas no contexto das mudanças climáticas. Desse modo, este estudo buscou caracterizar e analisar a variação temporal de componentes micrometeorológicos em uma área de pastagem no sudoeste da Amazônia, nos anos de 1999 a 10, com o intuito de verificar se as mudanças no uso do solo amazônico estão alterando o comportamento desses componentes. As medidas foram no sítio experimental pertencente à rede de torres do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (Programa LBA), em Rondônia. O sítio experimental está localizado na Fazenda Nossa Senhora (FNS), os dados de fluxos de calor latente e sensível foram obtidos utilizando o método de covariância de vórtices turbulentos. Os resultados despontaram que houve uma variação temporal nas variáveis estudadas, com aumentos e quedas, a exemplo a temperatura do ar, que obteve um aumento de 0,64 C, por sua vez a umidade específica sofreu uma queda de 1,44g/kg. Essas mudanças são consideradas como preocupações futuras, influenciando diretamente na umidade relativa do ar, uma vez que no período de estudo, teve uma queda de 8,9%. As alterações microclimáticas ocorridas acabam afetando de forma direta e indireta a população de entorno, assim como a própria vegetação, que está fortemente ligada a essas variáveis Desta forma, se deve estabelecer medidas que possibilitem que tais mudanças cessem, ou mesmo, ocorra a recuperação de algumas áreas. Palavras-chave: Aquecimento global, alterações microclimáticas, atividade agropecuária.

8 7 ABSTRACT Currently the transformation of the planet due to changes in land use, urbanization, the burning of fossil fuels and other human activities has been widely discussed and identified as the main factors to global warming. Located in the Amazon, Rondônia is directly linked to the activities of agriculture, livestock, and currently producing electricity. Such activities have a close relationship with the profuse disturbances in the environment, for example, high rates of deforestation, farming frontiers that lead over the Amazon rainforests, is also widely within the context of climate change. Thus, this study sought to characterize and analyze the temporal variation of micrometeorological components in a pasture area in southwestern Amazonia, in the years 1999 to 10, in order to verify that the changes in land use Amazon are changing the behavior of these components. The measures were the experimental site belonging to the network of towers of Large-Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia (LBA Program) in Rondônia. The experimental site is located at Fazenda Nossa Senhora (FNS), the data flow of latent and sensible heat were obtained using the method of eddy covariance data.the results emerged that there was a temporal variation in the variables studied, with increases and decreases, like the air temperature, which was an increase of 0.64 C, specific humidity has dropped by 1.44 g / kg. This evidence shows that water in the atmosphere had a major fall, and the air temperature increased. These changes are being considered as future concerns, directly influencing the relative humidity, where the study period, fell by 8.9%. Microclimatic changes that occurred just affecting directly and indirectly to the surrounding population, such as the vegetation itself, which is closely linked to these variables, making changes on the studied period. Thus, measures must be established that make such changes cease, or even go back the way they were before. Keywords: Global warming, microclimate changes, farming.

9 8 LISTA DE FIGURAS Figura 1 - Estação micrometeorológica do Programa LBA, Fazenda Nossa Senhora, Ouro Preto do Oeste/RO... Figura 2 - Temperatura média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 3 - Umidade relativa do ar média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 4 - Umidade específica (4a) e umidade específica de saturação do ar (4b) média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 5 - Umidade específica e pressão atmosférica média horária nos anos de 1999 a Figura 6 - Calor sensível médio horário e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 7 - Fluxo de calor sensível e temperatura do ar média horária nos anos de 1999 a Figura 8 - Fluxo de calor latente médio horário e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 9 - Fluxo de calor no solo médio horário e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 10 - Fluxo de calor no solo e radiação de onda curta incidente média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a Figura 11 - Temperatura do ar média horária nos meses de janeiro e agosto nos anos de 1999 a Figura 12 - Temperatura do ar média mensal nos anos de 1999 a Figura 13 - Umidade relativa do ar média mensal nos anos de 1999 a

10 9 Figura 14 - Umidade específica e umidade específica de saturação do ar mensal nos anos de 1999 a Figura 15 - Dispersão da radiação líquida e fluxo de calor latente com valores de médias horárias nos anos de 1999 a Figura 16 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período úmido nos anos de 1999 a Figura 17 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período úmido-seco nos anos de 1999 a Figura 18 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período seco nos anos de 1999 a Figura 19 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período seco-úmido nos anos de 1999 a Figura - Temperatura mensal nos anos de 1999 a 10 nos meses de janeiro (a) a dezembro (l) Figura 21 - Umidade relativa do ar mensal nos anos de 1999 a 10 nos meses de janeiro (21a) a dezembro (21l) Figura 22 - Variação da umidade relativa do ar média mensal nos anos de 1999 a 10 e precipitação média de 1999 a 06 (WEBLER; AGUIAR; AGUIAR, 07) Figura 23 - Umidade específica (UE) e umidade específica de saturação (UES) mensal nos anos de 1999 a 10 nos meses de janeiro (24a) a dezembro (24l) Figura 24 - Variação da umidade específica (UE) e umidade específica de saturação (UES) média mensal nos anos de 1999 a 10 e a precipitação média de 1999 a 06 (WEBLER; AGUIAR; AGUIAR, 07) Figura 25 - Mudança de cobertura da vegetação em torno da torre da Fazenda Nossa Senhora, a) imagem do ano de 00 e b) imagem do ano de 10. (Regiões em retângulos branco representam as maiores diferenças). O triângulo é a localização da torre do sítio de pesquisa Fazenda Nossa Senhora... 61

11 10 LISTA DE TABELAS Tabela 1 - Aproveitamento dos dados de temperatura do ar nos anos de 1999 a Tabela 2 - Aproveitamento dos dados da umidade relativa do ar nos anos de 1999 a Tabela 3 - Aproveitamento dos dados da umidade específica do ar e umidade específica de saturação do ar nos anos de 1999 a Tabela 4 - Aproveitamento dos dados do saldo de radiação nos anos de 1999 a Tabela 5 - Aproveitamento dos dados de fluxo de calor no solo nos anos de 1999 a Tabela 6 - Aproveitamento dos dados do fluxo de calor sensível nos anos de 1999 a Tabela 7 - Aproveitamento dos dados de fluxo de calor latente nos anos de 1999 a Tabela 8 - Variação da temperatura do ar ( C): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a Tabela 9 - Variação da umidade relativa do ar (%): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a Tabela 10 - Variação da umidade específica do ar (g/kg): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a Tabela 11 - Variação da umidade específica de saturação do ar (g/kg): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a Tabela 12 - Variação média com IC de 95% das componentes do balanço de energia (W.m -2 ) nos anos de 1999 a Tabela 13 - Variação média da temperatura do ar ( C) nos anos de 1999 a

12 11 Tabela 14 - Variação média mensal da umidade relativa do ar (%) nos anos de 1999 a Tabela 15 - Variação média mensal da umidade específica do ar (g/kg) nos anos de a Tabela 16 - Variação média mensal da umidade específica de saturação do ar (g/kg) nos anos de 1999 a

13 12 SUMÁRIO INTRODUÇÃO REFERENCIAL TEÓRICO ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS NA AMAZÔNIA MUDANÇAS DE USO DA TERRA MATERIAL E MÉTODOS DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO DESCRIÇÃO DOS INSTRUMENTOS E MEDIDAS MICROMETEOROLÓGICAS ANÁLISE DOS DADOS RESULTADOS E DISCUSSÃO CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICOS AO LONGO DO DIA TEMPERATURA DO AR Umidade Relativa do Ar Umidade Específica e Umidade Específica de Saturação do Ar CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES DO BALANÇO DE ENERGIA AO LONGO DO DIA Fluxo de Calor Sensível Fluxo de Calor Latente Fluxo de Calor no Solo CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICAS

14 13 AO LONGO DO ANO Temperatura do Ar Umidade Relativa do Ar Umidade Específica e Umidade Específica de Saturação do Ar CARACTERIZAÇÃO DO BALANÇO DE ENERGIA AO LONGO DO ANO CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICAS INTERANUAL Temperatura do Ar Umidade Relativa do Ar Umidade Específica e Umidade Específica de Saturação do Ar MUDANÇA DE USO DA TERRA CONSIDERAÇÕES FINAIS REFERÊNCIAS... 64

15 14 INTRODUÇÃO Atualmente as transformações do planeta devido às mudanças de uso da terra, à urbanização, à queima de combustíveis fósseis e entre outros efeitos antrópicos tem sido amplamente debatida. Tais fenômenos podem estar agravando o aquecimento global, apesar desses efeitos ainda serem contestados, bem como suas possíveis causas. Desse modo, há uma preocupação não exclusivamente com o aumento da temperatura, mas também devido à crescente ocorrência de eventos extremos do clima, como por exemplo, os tsunamis, as secas, as inundações e os fenômenos La Niña e El Niño. Em 05 a seca no sudoeste da Amazônia, possivelmente umas das mais severas em pelo menos 100 anos (MARENGO et al., 11b) contrastou com a ocorrência de chuvas torrenciais no norte e leste da Amazônia que fizeram transbordar o rio Amazonas e seus afluentes ocasionando a enchente de 09, considerada a maior dos últimos 107 anos (MARENGO et al. 11a). Tendo em vista esses acontecimentos, é perceptível para muitos especialistas que o equilíbrio do planeta está se alterando, sendo que as atividades antrópicas têm sido apontadas como as principais causas desses desastres (FEARNSIDE, 09), dentre elas as queimadas e o desflorestamento. A forma mais presente e detectável de mudanças de uso da terra na Amazônia tem sido a conversão de florestas de dosséis fechados em campos de pastagens e de cultivos, comprometendo a fertilidade do solo, queda na evapotranspiração, diminuição da precipitação, aumento da temperatura e outros efeitos (COHEN et al., 07; CORREIA; ALVALÁ; MANZI, 06; MALHI et al., 02). Rondônia está diretamente ligada à atividade da agricultura, da pastagem e atualmente, da produção de energia elétrica. Tais atividades possuem uma relação intrínseca com as profusas perturbações do meio ambiente, como as elevadas taxas de desmatamento,

16 15 que levam as fronteiras agropecuárias por sobre as florestas amazônicas, estando amplamente inseridas no contexto das mudanças climáticas. Neste contexto, compreender os processos básicos de funcionamento desse novo ecossistema originado pela expansão agropecuária, no caso da pastagem, é de fundamental importância para o entendimento de como essa região interage com a atmosfera, assim como, de que forma ela se comporta frente às mudanças no clima. Desta forma, o presente estudo buscou elucidar a caracterização e análise temporal de componentes micrometeorológicos em uma área de pastagem no sudoeste da Amazônia com o intuito de verificar se as mudanças no uso do solo amazônico estão alterando o comportamento desses componentes. Para tal finalidade, foram analisados dados coletados nos anos de 1999 a 10 e verificadas as variações no ciclo diário, mensal e anual nas componentes de temperatura do ar, de umidade relativa do ar, de umidade específica do ar, de umidade específica de saturação do ar, de fluxo de calor sensível, de fluxo de calor latente e de fluxo de calor no solo.

17 16 1 REFERENCIAL TEÓRICO 1.1 ALTERAÇÕES CLIMÁTICAS NA AMAZÔNIA A partir da revolução industrial encetaram as observações de que as fontes e as principais grandezas do ciclo de carbono mudaram, quando a concentração de dióxido de carbono começou a subir constantemente (SCHIMEL, 1995), passando da concentração global da época pré-industrial que era em torno de 280ppm para 379ppm em 05 (IPCC, 07). O Brasil por sua vez, entra nesse cenário de emissão de poluentes atmosféricos, principalmente através das queimadas dos biomas, com destaque para o bioma Amazônico, que tem sofrido nas últimas décadas significativas mudanças no uso da terra, através de intenso processo de ocupação humana (FEARNSIDE, 04; FUJISAKA et al.,1998; NOBRE et al., 1996). Ao ocorrer o desflorestamento da Amazônia, de acordo com Foley et al. (03) o ecossistema será totalmente modificado, apresentando um alto albedo, diminuição da evapotranspiração, aumento da temperatura da superfície entre outras modificações. A Amazônia apresenta como uma das principais causas de desflorestamento a ocupação desordenada, a utilização de áreas florestadas para pecuária/agricultura, sendo as queimadas o precursor dessas mudanças, pois o gás formado através das reações fotoquímicas dessas emissões gera processos formadores de ozônio (O 3 ), atingindo níveis que podem ser danosos a floresta, visto ser o ozônio fitotóxico, danificando os estômatos das folhas (ARTAXO et al., 05), consistindo o estômato responsabilidade pela transferência de água no solo para a atmosfera por meio da vegetação. Com a recente expansão da agricultura mecanizada em regiões da Amazônia, ocorreu o aumento do tamanho comum de áreas desflorestadas, essas áreas estão concentradas em uma faixa que se estende desde o Maranhão até Rondônia, denominado Arco do Desmatamento, representando uma área de transição entre dois dos maiores biomas brasileiros, a Amazônia e o Cerrado, que contém partes preciosas da biodiversidade das duas regiões (COHEN et al., 07). O Mato Grosso, Pará e Rondônia juntos contribuíram com 84% dos focos de queimadas de 03 a 07 (MORTON et al., 08). Mediante a problemática do aquecimento global, o Brasil, nas últimas décadas vem discutindo políticas públicas para minimizar esses efeitos. A floresta Amazônica vem despontando nesse aspecto, visto que a sua biomassa apresenta cerca de 70 petagramas, 10 a

18 17 15% de toda o biomassa do planeta (HOUGHTON et al., 01) e estudos sugerem que um grande desmatamento na Amazônia é capaz de acarretar um aumento na temperatura, bem como reduções na evapotranspiração e na precipitação em torno de 25% (MALHI et al., 02). Fatos como esses são preditos porque a floresta amazônica representa a maior extensão de florestas tropicais da Terra, exercendo significativa influência no clima local e global, devido aos fluxos de energia e água na atmosfera (COHEN et al., 07). Em 05 a seca no sudoeste da Amazônia mostrou a fragilidade da floresta em eventos de seca, indicando o importante papel da chuva. As nuvens, nesse contexto, têm fundamental importância na precipitação, afetadas por um jogo de fatores ambientais, como disponibilidade de vapor de água, topografia, dinâmica atmosférica e estabilidade, cobertura de terra, e concentração de distribuição de aerossol (MARTINS; SILVA DIAS, 09). A floresta apresenta cerca de 60 a 80% das partículas naturais de aerossóis atuando como núcleos de condensação de nuvens (RISSLER et al., 04; ZHOU et. al., 02), fato que pode advir da atividade microbiana do solo, visto que os microrganismos podem afetar a formação de nuvens sem deixar a superfície, liberando surfactantes biológicos que substituem os aerossóis atmosféricos (EKSTROM et al., 10). Todos os modelos vêm projetando aumento de temperatura, como os modelos SRES B1, A1B e A2 propostos pelo IPCC (07), mas não concordam entre si com respeito às alterações no regime de chuvas, se haverá um acréscimo ou decréscimo na quantidade de chuvas (CANDIDO et al., 07). Em contrapartida, quando se correlaciona os cenários futuros de El Niño e águas relativamente mais quentes no oceano Atlântico Tropical Norte, Candido et al. (07) sugerem que haverá importantes reduções de chuvas e aumento da duração da estação seca em grande parte da Amazônia. Por sua vez, eventos La Niña podem apresentar efeitos opostos ao El Niño, gerando níveis elevados de precipitação sobre a Amazônia, contudo, de acordo com estudos realizados por Marengo et al. (11a) em a hidrologia não teve efeitos devido a La Niña, mas sim ao início prematuro das precipitações. Mesmo diante das constantes incertezas da ciência quanto aos efeitos das mudanças climáticas é fato que a qualidade do ar é fortemente dependente do tempo e é, portanto, sensível a essas mudanças, desse modo ao afetar o clima, haverá um efeito na qualidade do ar, exemplos disso são as análises de perturbação em modelos de transporte químico (CTMs), e

19 18 simulações CTM dirigido por modelo de circulação geral (GCM) de simulações do século 21 para as mudanças climáticas (JACOB; WINNER, 09), o que incita a considerar que qualquer mudança no clima afetará de forma direta e indireta a população. 1.2 MUDANÇAS DE USO DA TERRA Há uma considerável incerteza sobre como os ecossistemas permanecerão mediante os efeitos das mudanças do clima com relação à estrutura e composição da vegetação com o passar do tempo (COCHRANE; BARBER, 09). Esses impactos não são somente negativos, pois muitas formas de mudanças de uso da terra são associadas com aumento na produção de alimento e fibra, juntamente com eficiência de uso de recurso (LAMBIN; HELMUT; LEPERS, 03). De fato, muitas mudanças de uso da terra consistiram principalmente na conversão de florestas primárias para usos agrícolas (desmatamento) ou a destruição de vegetação natural que conduz ao abandono, no qual essas conversões são irreversíveis (LAMBIN; HELMUT; LEPERS, 03). A lógica por atrás da ligação entre agricultura e desmatamento é simples e constrangedora, uma vez que para aumentar produções agrícolas de forma rápida, devem ser removidas predominantemente as áreas de florestas, para constituir gado e soja. Juntamente com os lucros econômicos da agricultura, que são grandes o bastante para armar o setor com influência política, conduzindo investimento do governo na infraestrutura de transporte, para assim escoar produtos agrícolas para diversos mercados (EWERS, LAURANCE, SOUZA, 08). A preocupação inicial com relação às mudanças de uso da terra era como essa transformação da terra poderia influenciar mudanças no clima e reduzir a biodiversidade, contudo, o mais recente foco é entender a sustentabilidade e vulnerabilidade desses ecossistemas e assim conduzir a uma maior ênfase na junção de estudos da dinâmica entre sociedades humanas e os ecossistemas (LAMBIN; HELMUT; LEPERS, 03). Baseado em conhecimento local da região amazônica, as flutuações do desflorestamento foram variadas, sendo atribuída a uma gama de fatores como a expansão de área de pastagem, cultivo de soja, expansão de infraestrutura e proliferação de pavimentos e estradas (EWERS; LAURANCE; SOUZA, 08). Barona et al. (10) elucidam que as mudanças de uso da terra se devem

20 19 predominantemente à expansão da pastagem, e não da soja especificamente, porém, um aumento na plantação de soja aconteceu em regiões previamente usadas para pasto que pode ter deslocado essas áreas de pastagens para o norte nas áreas de florestas, que acaba causando uma forma de desmatamento indireto. Quando um ecossistema natural é destruído ou alterado ele interrompe os ciclos hidrológicos e biogeoquímicos que funcionam em interação mantendo o equilíbrio entre as espécies e o meio (ANDRADE et al., 08).

21 2 MATERIAL E MÉTODOS 2.1 DESCRIÇÃO DA ÁREA DE ESTUDO As medidas foram realizadas nos anos de 1999 a 10 em um sítio experimental pertencente à rede de torres do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia (Programa LBA), em Rondônia. O sítio experimental está localizado na Fazenda Nossa Senhora (FNS), nas coordenadas 10º45ºS e 62º22O, altitude de 293m no município de Ouro Preto do Oeste (Figura 1). O Período úmido é característico de janeiro a março, úmidoseco de abril a junho, seco de julho a setembro e seco-úmido de outubro a dezembro, com precipitação média anual de 1627mm. O sítio encontra-se no centro de uma área desmatada com aproximadamente 50km de raio, tendo como cobertura vegetal predominante a gramínea Brachiaria brizantha, além de pequenas palmeiras dispersas. Figura 1 - Estação micrometeorológica do Programa LBA, Fazenda Nossa Senhora, Ouro Preto do Oeste/RO. A área estudada foi primeiramente desflorestada por queimada em 1971, e desde

22 foi considerada uma área homogênea com a gramínea Brachiaria brizantha. O fetch no sítio experimental é de aproximadamente 1-2 km em todas as direções (VON RANDOW et al., 04). 2.2 DESCRIÇÃO DOS INSTRUMENTOS E MEDIDAS MICROMETEOROLÓGICAS O instrumento utilizado para medir a temperatura e a umidade relativa do ar foi um termohigrômetro HMP35A e o HMP45C (Vaisala Inc., FIN) instalado a 10 metros de altura, que realizava medidas a cada segundos e médias a cada 10 minutos, que eram, posteriormente, armazenadas em um datalogger CR10X (Campbell Scientific Instrument, USA). A umidade específica do ar foi calculada a partir da Equação 1, e a umidade específica de saturação do ar pela Equação 2, no qual a temperatura e umidade do ar foram coletados utilizando os sensores termohigrômetro HMP35A e o HMP45C (Vaisala Inc., FIN) e o sensor de pressão PTB100 (Vaisala Inc., FIN). UE 0,622e P 0,378e (1) UES 0,622es x1000 (2) P 0,378e s no qual e s é a pressão de saturação do vapor d água (mba), e é a pressão atual do vapor d água (mba), UE é a umidade específica do ar (g/kg) e UES é a umidade específica de saturação do ar. As radiações de onda curta de forma incidente e refletida (Sin e Sout) foram medidas pelos sensores piranômetros CM21 (Kipp & Zonen, Delft, NLD), com intervalo espectral de 5 a 2800nm. A radiação de onda longa foi medida utilizando os sensores CG1 (Kipp & Zonen, Delft, NLD) de forma incidente e refletida (Lin e Lout), com intervalo espectral de 4500 a 400nm. Os dados mencionados foram coletados e armazenados pelos datalogger CR10X (Campbell Scientific Instrument, USA), com medidas a cada segundos e médias a cada 10 minutos. O saldo de radiação (R_liq) foi calculado através da Equação 3: R_liq = (Sin Sout) + (Lin Lout) (3)

23 22 sendo R_liq o saldo de radiação; Sin e Sout a radiação de onda curta incidente e refletida respectivamente; Lin e Lout a radiação de onda longa atmosférica e terrestre, respectivamente. O fluxo de calor no solo (G) foi medido a 1cm da superfície do solo por meio do sensor SH1 (Flux plates, Hukseflux, NLD), apresentando sensibilidade de 50uV/W.m -2, com range 00 a -00 W.m -2. As medidas dos fluxos de calor latente (LE), sensível (H) e de fluxo de dióxido de carbono (CO 2 ) foram obtidas por um sistema de medição de alta frequência dos fluxos de superfície, composto por um anemômetro sônico tridimensional e um analisador de gás por infravermelho. Foram utilizados dois anemômetros sônico tridimensional, sendo que, durante o período de 1999 a 06 foi utilizado o Solent 1012R2 (Gill Instruments, UK) e a partir de 07 um CSAT3 (Campbell Scientific, USA). O analisador de gás por infravermelho utilizado no período de 1999 a 06 foi o LICOR-6262 (LI-COR Biosciences, USA) e durante o período de 07 em diante foi utilizado o LICOR 7500 (LI-COR Biosciences, USA). Esses sensores estavam conectados a um microcomputador tipo palmtop durante 1999 a 06 e a partir de 07 foi utilizado um CR1000, que faziam as leituras dos dados com uma frequência de 10Hz e armazenavam os dados brutos em arquivos a cada minutos. Os dados brutos contendo as flutuações em alta frequência dos componentes da velocidade do vento, medidas pelo anemômetro sônico, e da concentração de vapor d água, medidos pelo IRGA, foram processados em um computador com o auxílio do software Alteddy (ELBERS, 1998), desenvolvido pela Alterra Green World Research, a fim de se obter os fluxos turbulentos de energia (fluxo de H e LE) através do sistema de correlação de vórtices turbulentos (Eddy Correlation). 2.3 ANÁLISE DOS DADOS Foram efetuadas filtragens nos dados, utilizando valores mínimos, máximos e de diferenças entre as médias, pré-estabelecidos e utilizados por Von Randow et al. (04), de forma a retirar dados espúrios. Após a filtragem dos dados foram calculadas as médias horárias, mensais e anuais e o intervalo de confiança (IC) de 95%. Devido a problemas nos sensores ou mesmo por erros humanos, durante alguns

24 23 períodos os dados apresentaram falhas, conforme pode ser visualizado nas Tabelas 1 a 7. Baseado no fato de que essas falhas influenciam no balanço total mensal dos dados, as estações que apresentaram menos de 85% de dados foram desconsideradas, mas aproveitadas para outras análises. Tabela 1 - Aproveitamento dos dados de temperatura do ar nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 58% 61% 100% 0% 100% 100% 100% 84% 42% 100% 82% Fev 82% 82% 43% 90% 0% 93% 90% 87% 71% 69% 59% 91% Mar 100% 24% 10% 100% 0% 100% 100% 63% 0% 100% 69% 97% Abr 100% 97% 97% 79% 0% 100% 89% 70% 0% 100% 92% 0% Maio 100% 95% 100% 98% 40% 99% 79% 92% 75% 100% 100% 88% Jun 100% 97% 97% 97% 41% 96% 78% 72% 8% 100% 76% 96% Jul 100% 100% 100% 100% 63% 74% 71% 84% 11% 100% 92% 68% Ago 99% 100% 100% 100% 99% 100% 100% 100% 76% 99% 68% 100% Set 100% 95% 86% 90% 92% 100% 97% 97% 100% 88% 82% 18% Out 86% 100% 98% 65% 97% 100% 100% 100% 93% 100% 100% 81% Nov 98% 97% 97% 0% 97% 92% 79% 98% 31% 90% 91% 74% Dez 99% 47% 100% 0% 100% 94% 0% 82% 52% 100% 0% 0% Tabela 2 - Aproveitamento dos dados da umidade relativa do ar nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 0% 100% 100% 0% 100% 100% 0% 85% 42% 99% 81% Fev 82% 0% 100% 100% 0% 100% 100% 0% 79% 76% 65% 100% Mar 100% % 94% 100% 0% 100% 100% 0% 0% 100% 68% 96% Abr 100% 100% 100% 81% 0% 100% 92% 0% 0% 100% 94% 0% Maio 100% 95% 100% 100% 40% 99% 79% 0% 75% 97% 100% 87% Jun 100% 100% 100% 100% 42% 99% 80% 0% 8% 100% 78% 99% Jul 100% 100% 100% 100% 63% 74% 71% 0% 11% 100% 90% 67% Ago 86% 100% 93% 100% 99% 100% 100% 0% 76% 97% 67% 99% Set 0% 98% 92% 93% 95% 100% 100% 0% 99% 91% 84% 18% Out 0% 100% 98% 92% 97% 100% 100% 0% 93% 100% 100% 81% Nov 0% 100% 100% 0% 100% 95% 82% 0% 32% 93% 92% 76% Dez 0% 47% 100% 0% 100% 94% 53% 0% 52% 100% 0% 0%

25 24 Tabela 3 - Aproveitamento dos dados da umidade específica do ar e umidade específica de saturação do ar nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 58% 48% 98% 0% 100% 100% 100% 0% 42% 99% 0% Fev 82% 91% 48% 97% 0% 100% 100% 97% 0% 39% 65% 0% Mar 100% % 10% 94% 0% 100% 100% 63% 0% 69% 68% 0% Abr 100% 100% 100% 77% 0% 100% 92% 73% 0% 100% 94% 0% Maio 99% 95% 100% 92% 40% 99% 79% 92% 0% 97% 100% 76% Jun 100% 100% 98% 96% 42% 99% 80% 75% 0% 103% 78% 99% Jul 100% 100% 90% 97% 53% 74% 71% 0% 0% 100% 90% 67% Ago 86% 100% 85% 96% 99% 100% 100% 0% 45% 96% 67% 99% Set 0% 98% 89% 0% 95% 100% 100% 0% 99% 86% % 18% Out 0% 100% 98% 0% 97% 100% 100% 0% 93% 96% 0% 81% Nov 0% 100% 99% 0% 100% 95% 82% 0% 32% 93% 0% 76% Dez 0% 47% 100% 0% 100% 94% 53% 0% 52% 100% 0% 0% Tabela 4 - Aproveitamento dos dados do saldo de radiação nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 58% 100% 100% 0% 100% 100% 100% 85% 42% 99% 81% Fev 86% 91% 100% 100% 0% 103% 100% 97% 79% 76% 65% 100% Mar 100% 24% 94% 100% 0% 100% 100% 63% 0% 100% 68% 97% Abr 100% 100% 100% 81% 0% 100% 92% 72% 0% 100% 94% 36% Maio 100% 95% 100% 100% 40% 99% 79% 92% 75% 97% 100% 92% Jun 100% 100% 100% 100% 42% 99% 80% 75% 8% 103% 78% 99% Jul 100% 100% 100% 100% 63% 74% 71% 84% 11% 100% 90% 67% Ago 100% 100% 100% 100% 98% 100% 100% 100% 76% 97% 67% 100% Set 100% 98% 92% 0% 95% 100% 99% 100% 100% 91% 84% 19% Out 100% 100% 98% 64% 97% 100% 99% 100% 93% 100% 100% 84% Nov 100% 100% 100% 0% 100% 95% 82% 100% 32% 93% 92% 76% Dez 75% 47% 100% 0% 100% 94% 53% 84% 52% 104% 0% 84% Tabela 5 - Aproveitamento dos dados de fluxo de calor no solo nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 58% 100% 100% 0% 100% 99% 100% 85% 40% 99% 76% Fev 80% 91% 100% 100% 0% 100% 98% 96% 79% 72% 64% 94% Mar 100% 24% 94% 100% 0% 100% 100% 63% 0% 95% 68% 92% Abr 100% 100% 100% 73% 0% 100% 90% 72% 0% 95% 93% % Maio 100% 95% 100% 15% 40% 99% 79% 91% 75% 92% 99% 86% Jun 100% 100% 100% 23% 42% 99% 80% 75% 8% 98% 77% 93%

26 25 Cont. Mês Jul 100% 100% 100% 0% 63% 74% 71% 84% 11% 95% 90% 62% Ago 100% 100% 100% 33% 99% 100% 100% 100% 76% 92% 67% 95% Set 100% 98% 92% 0% 95% 100% 100% 99% 100% 87% 83% 14% Out 0% 100% 98% 0% 97% 100% 99% 99% 93% 95% 99% 78% Nov 0% 100% 100% 0% 100% 95% 81% 0% 32% 88% 92% 71% Dez 0% 47% 100% 0% 100% 94% 41% 0% 52% 98% 0% 79% Tabela 6 - Aproveitamento dos dados do fluxo de calor sensível nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 6% 71% 47% 49% 26% 84% 67% 0% 0% 29% 0% Fev 59% 15% 90% 47% 4% 85% 94% % 0% 0% 84% 81% Mar 51% 5% 94% 46% 96% 3% 77% 1% 0% 0% 91% 98% Abr 45% 22% 95% 43% 94% 75% 73% 18% 0% 0% 84% 99% Maio 38% 64% 80% 0% 90% 0% 34% 5% 0% 75% 38% 54% Jun 35% 41% 97% 32% 94% 0% 9% 0% 0% 42% 95% 98% Jul 41% 72% 91% 39% 91% 0% 0% 0% 0% 97% 23% 83% Ago 1% 80% 83% 47% 79% 77% 0% 0% 0% 67% 17% 55% Set 8% 91% 82% 41% 2% 3% 0% 0% 0% 65% 0% 74% Out 34% 62% 92% % 92% 0% 0% 0% 0% 65% 0% 94% Nov 27% 89% 96% 43% 80% 0% 0% 0% 0% 43% 0% 45% Dez 18% 94% 95% 47% 96% 86% 0% 0% 0% 0% 0% 0% Tabela 7 - Aproveitamento dos dados de fluxo de calor latente nos anos de 1999 a 10. Mês Jan 0% 6% 60% 99% 49% 26% 74% 66% 0% 0% 25% 0% Fev 61% 10% 98% 100% 4% 81% 89% 31% 0% 0% 74% 63% Mar 52% 5% 84% 100% 96% 3% 73% 1% 0% 0% 83% 75% Abr 46% 23% 81% 90% 94% 74% 66% 18% 0% 0% 80% 79% Maio 39% 66% 43% 0% 90% 0% 31% 5% 0% 72% 36% 48% Jun 36% 26% 98% 65% 94% 0% 9% 0% 0% 39% 91% 87% Jul 43% 71% 97% 81% 91% 0% 0% 0% 0% 98% 25% 82% Ago 1% 66% 93% 93% 79% 60% 0% 0% 0% 82% 17% 52% Set 9% 95% 81% 85% 2% 3% 0% 0% 0% 72% 0% 72% Out 23% 57% 92% 8% 92% 0% 0% 0% 0% 67% 0% 85% Nov 29% 87% 78% 0% 80% 0% 0% 0% 0% 42% 0% 41% Dez 18% 89% 54% 0% 96% 80% 0% 0% 0% 0% 0% 0%

27 26 Para estudar a mudança de cobertura vegetal no sítio em estudo foi utilizado um recorte de ,52ha de uma imagem multiespectral advinda do satélite LandSat 5, em 3 bandas espectrais (vermelho, infravermelho próximo e infravermelho médio), com resolução espacial de metros, datada em e Para a classificação foi utilizado o software Spring 5.1.8, sendo que as classes foram definidas entre área de floresta e não floresta. Para realizar a classificação foi utilizada máxima verossimilhança gaussiana, esse algoritmo avalia a variância e a covariância das categorias de padrões de resposta espectral quando classifica um pixel desconhecido, considerando a distribuição da nuvem de pontos que forma a categoria dos dados de treinamento que é Gaussiana (distribuição normal) (OLIVEIRA, 09).

28 27 3 RESULTADOS E DISCUSSÃO 3.1 CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICOS AO LONGO DO DIA Temperatura do Ar A temperatura média do ar nos anos de 1999 a 10 foi de 24,81±0,14 C (todo valor após o sinal ± corresponderá a um intervalo de confiança da média de 95%) e amplitude diária de 7,92 C, valores próximos ao encontrado por Culf et al. (1996), com valor de 24,5 C no mesmo sítio na campanha Anglo-Brazilian Amazonia Climate Observation Study (ABRACOS). A variação da temperatura durante o dia segue o mesmo padrão da radiação de onda curta, contudo, se observa certo atraso, onde a temperatura máxima média foi de 28,96 C às 14hmin. Esse retardamento entre a radiação máxima é devido ao fato de que há um afastamento entre a superfície do solo e o sensor termohigrômetro, de 8 metros. Desse modo, essa diferença entre a máxima de radiação e a temperatura, ocorreu às 14hmin, sendo comumente de duas horas para locais onde o sensor situa-se a dois metros acima do solo. Áreas de pastagem objetivam produzir biomassa para os bovinos. Fatores como temperatura e radiação possuem uma relação estrita com o crescimento da biomassa, enquanto a disponibilidade de variáveis, tais como, nutrientes e água a limitam. Desse modo, na Figura 2, é mostrada a variação térmica na FNS e o dia médio durante o ano. Na análise da referida figura, se depreende que as temperaturas mínimas e máximas são de 21,04 e 28,96 C, respectivamente. Essa reação fisiológica natural da planta objetiva poupar energia, ocorrendo um decréscimo em seu metabolismo, para tanto há uma menor assimilação de dióxido de carbono e desenvolvimento. Por sua vez, temperaturas menores podem fazer com que a pastagem não se desenvolva, ocasionando um período de dormência.

29 Temperatura do Ar ( C) Hora Local Figura 2 - Temperatura média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a 10. Esse tipo de forrageira apresenta desenvolvimento máximo entre a 35 C, e não crescimento entre 12 a 17 C (CORREIA; ALVALÁ; MANZI, 06), assim foi possível observar que em geral, a FNS apresenta condições favoráveis ao desenvolvimento da vegetação Umidade Relativa do Ar A umidade relativa do ar média nos anos de 1999 a 10 foi de 76,52±2,61%, e amplitude diária de 31,13%, a umidade do ar apresentou valores próximos a de áreas de florestas de transição com 78,98% (VILANI et al., 06), contudo, 7% menores do que encontrados em uma área de floresta primária próxima ao sítio, aproximadamente a 100km, com média de 82% de umidade (AGUIAR, 05). A umidade relativa do ar é um dos parâmetros fundamentais, tanto por aspectos envolvendo a saúde pública, difusão de carbonos orgânicos voláteis, qualidade do ar, quanto por ser essencial para o desenvolvimento da vegetação, pelos aspectos nutritivos e de transporte (AASAMAA; SÕBER, 11; JACOB; WINNER, 09; PIETER; SANDEN; VEEN; 1992; TORRE; FJELD; GISLEROD, 01; XU; ZHANG, 11). Evidenciando uma característica da região, a umidade relativa do ar apresenta acentuada amplitude (FIGURA 3). Isso ocorre devido a sua proporcionalidade com o aumento do gradiente de temperatura, fato que acarreta naturalmente um aumento da umidade durante a noite e um decréscimo durante o dia. É perceptível que a umidade máxima ocorre por volta

30 29 das 6 às 7h, acarretada pela condensação das partículas, fenômeno conhecido como orvalho. 100 Umidade Relativa do Ar ( C) Hora Local Figura 3 - Umidade relativa do ar média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a 10. A pastagem como qualquer vegetação necessita que a umidade apresente um valor ideal. Plantas em ambientes com alta umidade, acima do ponto de saturação, não conseguem perder água para o meio, e como ela necessita disso para o transporte de sais minerais do solo para a planta, ocorrerá insuficiência em seu desenvolvimento. Entretanto, baixos valores de umidade também são maléficos à planta, pois provocará perda demasiada de água durante o processo de fotossíntese e respiração da planta, assim, como forma de proteção haverá diminuição do seu desenvolvimento para evitar perda excessiva Umidade Específica e Umidade Específica de Saturação do Ar A umidade específica do ar (UE) expressa a quantidade de massa de vapor de água em relação à massa total da amostra de ar úmido e a umidade específica de saturação do ar (UES) é a quantidade que a atmosfera precisaria para saturar. A UE apresentou média de 14,9±0,48g/kg (FIGURA 4a), com amplitude de 0,97g/kg. O comportamento da UE se deve à aerodinâmica da pastagem ser suave e devido às fortes inversões de temperatura resultarem em uma mistura menos eficiente com as camadas superiores da atmosfera (MAITELLI; WRIGHT, 1996). Se comparado com áreas cobertas por florestas próximas ao sítio estudado, que apresentaram valores de 15,8g/kg e 17,5g/kg no período seco e úmido respectivamente (RANDOW et al., 04), é possível notar nuances do

31 efeito da mudança de cobertura do solo. A UES apresentou valor médio de,3±0,85g/kg (FIGURA 4b) com amplitude de 9,6g/kg, sendo essa afetada principalmente pela temperatura e umidade do ar. Umidade Específica do ar (g/kg) 16,5 16,0 15,5 15,0 14,5 14,0 13,5 a Umidade Específica de saturação do ar (g/kg) b Hora Local Hora Local Figura 4 - Umidade específica (4a) e umidade específica de saturação do ar (4b) média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a 10. Diferente da UES, que é influenciada principalmente pela temperatura do ar e umidade relativa do ar, a UE apresenta variação do comportamento durante o dia devido à variação da pressão atmosférica (FIGURA 5), a qual é diretamente proporcional. Pressão Atmosférica (mba) Pressão do Ar Umidade Especifica 15,4 15,2 15,0 14,8 14,6 14,4 14, Hora Local 16,0 15,8 15,6 Umidade Específica (g/kg) Figura 5 - Umidade específica e pressão atmosférica média horária nos anos de 1999 a 10. Tanto a umidade relativa do ar como a umidade específica é determinante para que ocorra o fenômeno do orvalho ou da condensação da água. Em diversas vegetações, inclusive a pastagem, o orvalho é importante fator na precipitação de água para o consumo hídrico, sendo em alguns períodos a única fonte de água para a vegetação.

32 CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES DO BALANÇO DE ENERGIA AO LONGO DO DIA Fluxo de Calor Sensível O fluxo de calor sensível (H) se apresenta como um dos principais componentes do balanço de energia, analisado em diversos trabalhos (AGUIAR et al., 06; CASTELLV; SNYDER, 09). No presente estudo os valores médios de H foram de 33,27±11,92W.m-², sendo que o valor máximo foi observado às 11hmin (FIGURA 6). 160 Fluxo de calor sensível (W.m -2 ) Hora Local Figura 6 - Calor sensível médio horário e IC de 95% nos anos de 1999 a 10. O H expressa a energia utilizada para o aquecimento da superfície, tendo fundamental destaque para o desenvolvimento dos seres vivos, como plantas e animais. O aumento dessa variável pode indicar que a superfície está se aquecendo, ou mesmo, sua diminuição pode minorar esse efeito. Dessa maneira, é possível visualizar na Figura 7 essa relação, de forma que no período noturno o valor de H se aproxima de zero, chegando a ocorrer valores negativos, sobrevindo assim o resfriamento.

33 Fluxo de Calor Sensível (W.m -2 ) Calor Sensível (W.m -2 ) Calor Sensível Temperatura do AR Temperatura do Ar ( C) Hora Local Figura 7 Fluxo de calor sensível e temperatura do ar média horária nos anos de 1999 a Fluxo de Calor Latente O fluxo de calor latente apresentou valores médios de 56,51±16,56W.m -2 com valor máximo de 198,92 W.m -2 às 12hmin (FIGURA 8). A média para essa parcela da radiação líquida esteve abaixo da apresentada por Randow et al. (04), 73,45W.m -2, para a mesma área de estudo. Vale salientar que o período de pesquisa desse autor compreende um menor período de estudo, ou seja, três anos. No entanto, o valor médio encontrado por Randow et al. (04) se apresenta consideravelmente próximo ao limite superior do intervalo de confiança de 95% visto neste estudo, possibilitando presumir que se fosse analisado uma amostragem de dados em maior número, esse valor poderia ser mais próximo ao encontrado. 0 Fluxo de Calor Latente (W.m -2 ) Hora Local Figura 8 Fluxo de calor latente médio horário e IC de 95% nos anos de 1999 a 10.

34 33 O LE é o principal componente do balanço de energia encontrado em diversos ecossistemas (TEIXEIRA, 00), sendo responsável pela transformação de água no estado líquido em vapor de água. Essa variável também representa um fator fundamental para a planta, visto que para cada grama de matéria orgânica produzida pela planta, aproximadamente 500g de água são absorvidos pelas raízes, transportados através do corpo da planta e perdidos para atmosfera (TAIZ; ZEIGUER, 06). Desse modo, o LE representa um importante indicador do quanto de energia está sendo utilizada para evapotranspiração, assim regiões com menos água em seu sistema apresentarão valores menores de LE, e regiões com maiores níveis de água apresentarão maiores valores de LE. Assim, ao estudar os efeitos da mudança de cobertura, essa variável deve ser entendida, uma vez que a mudança de floresta tropical para pastagens e áreas agrícolas implica na diminuição da evapotranspiração e, consequentemente, do LE. Diversos autores mostram diferenças na mensuração de LE em variados ecossistemas. Rocha et al. (09) por exemplo, verificaram as condições climáticas de diversos sítios, o LE variou desde 63W.m -2 no sítio Pé de Gigante no Cerrado a 108W.m -2 no sítio K83 na área de floresta Amazônica em Santarém/PA. Uma região localizada a 100km da área abordada no presente estudo, a REBIO Jaru, apresentou média de 78,5W.m -2, sendo essa área um ecossistema de floresta Amazônica primária. Desta forma, é possível observar que ao comparar a FNS com o sítio da REBIO Jaru, constata-se que quando ocorre a mudança de cobertura vegetal de floresta por pastagem o LE é atenuado em %, evidenciando que a pastagem apresenta menor disponibilidade hídrica em seu sistema Fluxo de Calor no Solo O fluxo de calor no solo (G) representa a energia destinada para o aquecimento do solo, onde valores positivos indicam aquecimento e negativos indicam um resfriamento. O valor médio no sítio em estudo foi de 0,78±3,33W.m -2 com valores máximo de 45,03W.m -2 (FIGURA 9). O aquecimento do solo ocorre no período compreendido entre 6hmin às 17hmin, esse aquecimento apresenta fator relevante para o crescimento e desenvolvimento de microrganismos presentes no solo, sendo ele importante para retirada de nutrientes básicos como nitrogênio do ar e decomposição de matérias orgânicas do solo. Apesar do nitrogênio

35 34 representar 78% da composição da atmosfera, as plantas e animais não conseguem retirá-lo do ar, assim, graças aos microrganismos esse composto é transformado em nitratos que são assimilados pelas plantas e utilizados pelos demais seres da cadeia alimentar. 60 Fluxo de calor no solo (W.m -2 ) Hora Local Figura 9 - Fluxo de calor no solo médio horário e IC de 95% nos anos de 1999 a 10. Mediante análise da Figura 10 é possível observar que ocorre um atraso entre o início da radiação emitida pelo sol em forma de radiação de onda curta (Sin) e o aquecimento do solo. Esse fenômeno é decorrido primordialmente por dois fatores: a vegetação que impede a entrada de radiação diretamente pelo solo e a diferença de altura entre a superfície do solo e o sensor, que é de 2cm. Esse retardo advém também por dois fatores: devido à transferência de energia do ar para o solo ocorrido pela convecção e dentro do solo pela condução, sendo o segundo mais eficiente. No final da tarde ocorre o inverso, pois o solo continua aquecendo mesmo com valores de Sin próximos a zero, devido ao atraso existente pela distância entre o sensor e a superfície. Porém, altos valores podem ser prejudiciais ao sistema vegetativo, visto que altos fluxos indicam basicamente que o solo está aquecendo, facilitando a desidratação das plantas, o que acarreta diminuição da atividade microbiana.

36 35 Fluxo de calor no solo (W.m -2 ) Fluxo de calor no solo Radiação de onda curta Hora Local Radiação de onda curta incidente (W.m -2 ) Figura 10 - Fluxo de calor no solo e radiação de onda curta incidente média horária e IC de 95% nos anos de 1999 a 10. A variação do G é fundamental para a compreensão de como a pastagem protege o solo da radiação direta, e como ela fornece energia, visto que essa variável é altamente dependente do índice de área foliar (IAF), assim, menor cobertura de folhas apresentará valores maiores de G (GALVANI; ESCOBEDO; PEREIRA, 01). Lopes et al. (11) realizaram um estudo evidenciando que áreas preservadas apresentam menores valores de G, por sua vez, vegetações com dosséis menores apresentam valores maiores. Como a área de estudo apresenta altura da vegetação abaixo de 80cm ocorre picos maiores de G, evidenciando que esse tipo de ecossistema é mais suscetível a radiação de onda curta, ao se comparar com sistemas preservados, de forma que apresentaram uma maior quantidade de raios próximos a superfície. 3.3 CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICAS AO LONGO DO ANO Temperatura do Ar A variabilidade da temperatura do ar durante o ano é essencial para compreensão de como a pastagem interage e se modifica durante o ano, evidencia em que período essa

37 36 vegetação apresenta melhor desenvolvimento ou mesmo o tempo próximo ao ideal para plantio/renovação da Brachiaria brizantha. As temperaturas do ar média, mínima, máxima e a amplitude média estão apresentadas na Tabela 8. A sazonalidade durante o ano é atribuída à precipitação e à cobertura de nuvens afetarem diretamente o balanço de radiação e energia. Tabela 8 - Variação da temperatura do ar ( C): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a 10. Mês Média Mínima Máxima Amplitude Média Jan 24,7 ± 0,70 17,4 34,4 5,6 Fev 24,5 ± 0,68 16,7 33,1 4,9 Mar 24,8 ± 0,71 10,9 34,4 5,6 Abr 24,7 ± 0,83 14,7 33,2 6,5 Maio 24,1 ± 0,95 10,1 33,0 7,4 Jun 23,8 ± 1,15 11,3 37,6 9,6 Jul 24,1 ± 1,33 9,7 36,5 11,0 Ago 25,6 ± 1,36 11,3 36,0 11,8 Set 25,7 ± 1,17 12,7 35,5 9,4 Out 25,7 ± 0,96 10,1 39,8 8,0 Nov 25,2 ± 0,84 14,4 35,7 6,4 Dez 24,9 ± 0,59 19,7 33,0 5,3 Apesar de as diferenças entre as médias não serem maiores do que 2 C, mesmo contrastando meses mais chuvosos com mais secos, na Figura 11 é possível verificar que a diferença do comportamento é atribuída ao fato de os meses de maiores precipitações apresentarem uma amplitude menor do que os meses mais secos, caracterizados por temperaturas diurnas menores e noturnas maiores. Assim, os meses de janeiro e agosto apresentam precipitação média respectivamente de 334,98mm e 10,81mm, com amplitudes de temperatura de 5,6 C e 11,8 C. Nos meses de maio e junho é verificada uma característica da região onde ocorre a diminuição da temperatura média do ar, visto serem esses os meses mais frios do ano, com temperatura mínima em torno de 10 C, fenômeno conhecido como friagem, decorrentes de entradas de ar frio oriundas do sul, discutidas por diversos autores que mostram as consequências desses eventos (CULF et al., 1996; LONGO; CAMARGO; DIAS, 04; RIGUI et al., 09). Na Figura 12 pode ser avaliada a variação da temperatura durante o ano, onde é perceptível a ocorrência de friagens afetando a temperatura local.

38 Janeiro Agosto Temperatura do Ar ( C) Hora Local Figura 11 - Temperatura do ar média horária nos meses de janeiro e agosto nos anos de 1999 a Temperatura do Ar ( C) Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês do Figura 12 - Temperatura do ar média mensal nos anos de 1999 a Umidade Relativa do Ar Os valores médios da umidade relativa do ar com IC de 95%, mínimos, máximos e amplitude média durante os doze meses do ano estão representados na Tabela 9. O período que apresentou a menor média, juntamente com a menor umidade e maior amplitude foi o mês de agosto, com valor médio de 59,54±3,29%, sendo esse mês característico na região por

39 38 apresentar os menores valores. A Organização Mundial da Saúde (OMS) adota alguns parâmetros para identificar quando os valores da umidade podem apresentar algum perigo para os seres humanos. Assim, quando a umidade do ar está entre % e %, é considerado estado de atenção, entre 12% e % é determinado estado de alerta, e abaixo de 12% é estado de emergência ( Desse modo, o único período que apresentou estado de alerta foi o mês de agosto, com 12,66%, enquanto os meses de junho, julho, agosto, setembro e outubro apresentaram estado de atenção. Esses valores são referências para ações públicas, pois esses dados de umidade representam perigo para todos, principalmente para crianças e idosos. Tabela 9 - Variação da umidade relativa do ar (%): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a 10. Mês Média Mínima Máxima Amplitude Média Jan 82,40±2,17 41,91 95,50 23,50 Fev 84,56±2,11 43,72 95,80 21,34 Mar 83,90±1,97 46,62 95,80 24,05 Abr 82,84±2,09 40,86 95,70 26,91 Maio 79,39±2,70 33,72 97,70 29,93 Jun 75,98±2,51 28,33 97,90 38,87 Jul 67,12±3,03,90 95,80 43,70 Ago 59,54±3,29 12,66 94,40 44,80 Set 67,03±3,86 22,55 95,50 36,86 Out 74,27±2,66 28,79 94,90 34,91 Nov 79,17±2,61 35,69 100,00 27,75 Dez 82,06±2,28 42, 95,50 23,37 O comportamento distinto da umidade relativa entre os meses, exposto na Figura 13, está relacionado à precipitação, consequentemente, a presença de maior ou menor cobertura de nuvens afeta diretamente a entrada da radiação solar, com o acréscimo e decréscimo da temperatura do ar. Essa variabilidade apresenta expressiva influência no sistema de pastagem, pois indica que está havendo uma menor ou maior quantidade de água no ambiente, resultados relevantes para os pecuaristas e para a população, onde ambos podem mitigar possíveis efeitos tanto na gramínea como na saúde pública.

40 Umidade relativa do Ar (%) Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês do ano Figura 13 Umidade relativa do ar média mensal nos anos de 1999 a Umidade Específica e Umidade Específica de Saturação do Ar Os valores de umidade específica (UE) e umidade específica de saturação (UES) em diferentes meses do ano estão apresentados nas Tabelas 10 e 11, respectivamente. A umidade específica média variou de 11,80±0,80g/kg em agosto a 16,49±0,26g/kg em março, coincidindo com a ocorrência dos valores mínimo e máximo, respectivamente. A principal componente que determina essa variação é a precipitação, apesar de março não ser o mês de maior precipitação, apresentou um acúmulo de água no sistema, uma vez que no mês de abril as precipitações diminuem a incidência, juntamente com a umidade específica. Esses valores médios encontrados apresentam uma diferença próxima a 2% do que o encontrado por Culf et al. (1996). Porém, o resultado que mostrou maior diferença entre os estudos foi a medida encontrada no mês com menor UE. Culf et al. (1996) encontraram UE de 11,9g/kg no mês de julho, e não agosto, embora não mostre a precipitação no período. Talvez o início das precipitações possa ter ocorrido no mês de agosto. Contudo, esse valor encontrado por Culf et al. (1996) se encontra dentro do IC de 95% do mês de julho.

41 40 Tabela 10 - Variação da umidade específica do ar (g/kg): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a 10. Mês Média Mínima Máxima Amplitude Média Jan 16,03±0, 15,37 16,50 0,62 Fev 16,13±0,39 14,47 17,77 0,71 Mar 16,49±0,26 15,43 17,79 0,79 Abr 16,33±0,47 15,33 17,57 1,11 Maio 15,13±0,62 12,82 16,33 1,14 Jun 13,83±0,56 12,88 15,56 1,58 Jul 12,41±0,65 10,80 14,05 2,10 Ago 11,80±0,80 09,28 14,27 2,51 Set 13,41±0,79 12,05 14,76 1,53 Out 15,19±0,36 14,60 15,75 1,25 Nov 15,90±0,32 15,48 16,18 0,70 Dez 16,15±0,27 15,74 16,69 0,65 A umidade específica de saturação do ar apresentou o maior valor médio em novembro,,79±0,75g/kg e menor valor médio em junho, 19,22±0,85g/kg. A UES apresenta menores valores de maio a julho, sendo esse período característico por haver eventos de friagem, fazendo com que a temperatura do ar diminua, assim afetando a UES (CULF et al., 1996). Tabela 11 - Variação da umidade específica de saturação do ar (g/kg): média com IC de 95%, mínima, máxima e amplitude média nos anos de 1999 a 10. Mês Média Mínima Máxima Amplitude Média Jan 19,96± 0,74 19,04,78 6,84 Fev 19,49± 0,79 17,83,68 6,19 Mar,00± 0,64 18,70,70 6,88 Abr,26± 0,79 19,32 21,26 8,25 Maio 19,55± 0,82 18,07,79 9,11 Jun 19,22± 0,85 17,54,33 11,37 Jul 19,77± 1,03 17,82,78 13,17 Ago 21,55± 1,04,44 23,14 15,48 Set 21,47± 1,26,44 22,66 12,60 Out 21,± 0,84,31 22,34 10,76 Nov,79± 0,75,25 21,37 8,77 Dez,13± 0,69 18,99,77 6,77 Na Figura 14, é possível notar o comportamento da UE e da UES, porém os comportamentos são inversamente proporcionais, implicando na diminuição da UE e aumento da UES nos períodos mais secos. O aumento da UES ocorre principalmente na amplitude, com valores no mês de agosto de 15,48g/kg, sendo essa afetada pela amplitude térmica, que é de 11,8 C no mesmo período.

42 41 A UES apresentou aumento contínuo até abril, quando a precipitação média foi próximo a 210mm. Mas, com a diminuição das chuvas, a UE começou a diminuir, contudo, com o início das chuvas em setembro, principia novamente a aumentar (WEBLER; AGUIAR; AGUIAR, 07). 33 Umidade específica (g/kg) Umidade Específica Umidade Específica de Saturação 6 Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês do ano Figura 14 Umidade específica e umidade específica de saturação do ar mensal nos anos de 1999 a 10. Deste modo, a vegetação da pastagem apresenta período onde ocorre uma maior ou menor facilidade de perda de água, ocasionando que suas atividades sejam reguladas de acordo com o ambiente atmosférico. 3.4 CARACTERIZAÇÃO DO BALANÇO DE ENERGIA AO LONGO DO ANO A variabilidade do comportamento das componentes do balanço de energia apresentaram valores distintos entre os diferentes meses do ano (TABELA 12), exibindo maior valor médio de R_liq e LE no mês de novembro com 125,65±27,83W.m -2 e 64,92±18,70W.m -2, respectivamente. Por sua vez, os fluxos de H e G apresentaram maior valor médio em agosto, com 46,70±13,74W.m -2 e 6,22±2,84W.m -2, respectivamente. Em média, a energia disponível destinada para o LE foi de 50,50±14,7%, 29,62±10,6% ao H e 0,7±2,96% ao G, representando um total 80,82% destinado a essas três componentes. A maior quantidade de energia disponível no sistema foi utilizada para o LE, como visto acima, seguida pelo H, no qual a partição de R_liq em LE influi diretamente na

43 42 determinação do ciclo hidrológico, no desenvolvimento da camada limite, no tempo e no clima, influenciando diretamente na precipitação (ANDRADE et al., 09). Tabela 12 - Variação média com IC de 95% das componentes do balanço de energia (W.m -2 ) nos anos de 1999 a 10. Mês R_liq LE H G Jan 118,17±31,24 48,16±19,65 25,13±12,87-0,58±3,64 Fev 106,01±29,96 49,01±16,63 25,55±10,85-0,68±3,95 Mar 126,±33,06 63,16±15,62 24,96±09,71-1,15±8,50 Abr 114,26±25,27 55,53±17,61 28,48±11,04-2,10±3,02 Maio 101,77±,95 60,01±15,19 31,99±13,29-1,46±3,34 Jun 102,48±16,78 63,16±15,62 34,87±11,67 0,53±3,72 Jul 107,33±15,14 59,±12,52 42,24±12,21 4,07±2,65 Ago 106,99±13,71 54,22±14,26 46,70±13,74 6,22±2.84 Set 96,13±17, 49,75±17,19 40,±12,83 2,67±3,78 Out 126,42±24,26 64,92±18,70 38,12±12,49 1,99±3,34 Nov 125,65±27,83 61,12±18,70 33,09±12,16 1,46±3,69 Dez 116,68±,88 49,74±17,19 27,99±10,14 1,56±3,83 O LE apresentou variabilidade média durante o ano de 9,62%, com média anual de 56,5W/m². A R_liq é o principal fator dessa variabilidade, pois ao analisar a regressão dessas variáveis o coeficiente de determinação foi de 0,9568 (FIGURA 15) y = 0,4323x R 2 = 0,9568 Radiação Líquida (W.m -2 ) Fluxo de Calor Latente (W.m -2 ) Figura 15 - Dispersão da radiação líquida e fluxo de calor latente com valores de médias horárias nos anos de 1999 a 10. No período úmido que compreende os meses de janeiro a março, a R_liq apresentou

44 43 média de 116,79±31,41W.m -2, LE com 53,44±17,29W.m -2, H com 25,16±11,14W.m -2 e G com -0,80±3,59W.m -2, gerando um fechamento de 66,62% (FIGURA 16). É perceptível que o LE foi superior ao H e G, um dos fatores preponderantes para a elucidação de tal fato é a expressiva quantidade de água disponível no solo, que propicia que maior parte da energia disponível seja destinada à evapotranspiração e menor para o aquecimento do ar. Componentes do Balanço de Energia (w.m -2 ) Radiação Líquida Fluxo de Calor Latente Fluxo de Calor Sensível Fluxo de calor no Solo Hora Local Figura 16 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período úmido nos anos de 1999 a 10. Os valores de LE, H e G no período úmido-seco (FIGURA 17) denotam que apesar desse período apresentar menor pluviosidade que o úmido, o LE e o H aumentaram em média 11,5% e 26,3%, respectivamente. O G e o R_liq apresentaram quedas de 21% e 10%, respectivamente. Desta forma, foi possível observar que apesar de H e LE ter aumentado, a R_liq apresentou queda. Esse fenômeno ocorre devido a abundante disponibilidade de água no solo, e como a cobertura de nuvens é atenuada, favorece o aumento de LE e H. Tal fato se explica devido ao fechamento do balanço de energia ter apresentado uma melhoria de 18,5%, evidenciando um fechamento de 85,09%. Diversos trabalhos mostram que o fechamento do balanço de energia gira em torno de 80%, como Von Randow et al. (04) que observaram o fechamento com 74,04% ao analisar o balanço de energia da mesma região estudada e Priante Filho et al. (04) que encontraram um fechamento de 85% também em uma área de pastagem. Foken (08) apresenta uma ampla discussão sobre os problemas no fechamento no balanço de energia. Desta forma, os sistemas de coleta de dados apresentam melhoria na qualidade,

45 44 principalmente do LE, uma vez que o sensor que calcula a concentração de água é altamente influenciado pelas precipitações e por condensações. Sendo assim, como ressaltado no parágrafo anterior, pelo fato do índice de precipitação ser atenuado, há menos erros nas medidas, suscitando valores mais coesos. Componentes do Balanço de Energia (w.m -2 ) Radiação Líquida Fluxo de Calor Latente Fluxo de Calor Sensível Fluxo de Calor no Solo Hora Local Figura 17 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período úmido-seco nos anos de 1999 a 10. No período seco houve uma diminuição de 2,5% do R_liq em relação ao período úmido-seco, e o LE apresentou o mesmo comportamento, gerando uma queda de 9%, de 59,56±16,1W.m -2 para 54,42±14,7W.m -2, o LE representou 52,3% do particionamento total do balanço de energia (FIGURA 18). Em contrapartida, houve um aumento de 35,5% no H, passando de 29,94%, no período úmido-seco, para 41,63% da radiação líquida no período seco. A média de G, antes com valores negativos, apresentou valores positivos, indicando o seu aquecimento, com média de 4,31±3,1W.m -2, e representou 4,17% da radiação líquida disponível. Desse modo, o período seco apresentou um fechamento de 98,4%, valor superior ao encontrado em diversos trabalhos (AGUIAR et al., 06; CASTELLV; SNYDER; BALDOCCHI, 08; VON RANDOW et al., 04). Não obstante, é possível notar que LE e H apresentam curvas mais aproximadas no período seco, devido a um aumento considerável de H. Isso ocorre devido ao défice de precipitação característico dessa época do ano, ocasionando estresse hídrico na gramínea Brachiaria brizantha, diminuindo assim a abertura dos seus estômatos e evitando a perda de

46 45 água em demasia pela planta. Quando os estômatos estão abertos, durante as trocas de dióxido de carbono e de oxigênio com a atmosfera, também é permitida a passagem de vapor de água, processo conhecido como transpiração, contudo, a eficiência desse processo depende de diversos fatores, sendo o principal a disponibilidade de água no solo, que ao apresentar um défice, ocasiona o fechamento ou diminuição da abertura dos estômatos, a fim de reduzir a perda de água (JACOBSEN; LIU; JENSEN, 09). Na transpiração ocorre simultaneamente a refrigeração das folhas e o processo de distribuição dos nutrientes nas plantas. Todavia, no período seco, a baixa disponibilidade de água favorece o fechamento dos estômatos das plantas, impedindo a transpiração e distribuição de elementos essenciais ao seu desenvolvimento. A gramínea diminui seu desenvolvimento no período seco, entretanto, nesse período há maior disponibilidade de radiação fotossintéticamente ativa, mas o fator limitante se torna a água no sistema, reduzindo a atividade fotossintética. 500 Componentes do Balanço de Energia (w.m -2 ) Radiação Líquida Fluxo de Calor Latente Fluxo de Calor Sensível Fluxo de Calor no Solo Hora Local Figura 18 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período seco nos anos de 1999 a 10. No período seco-úmido (FIGURA 19) principia as chuvas, o que aumenta consideravelmente a concentração de água no solo. A partir desse evento, uma maior parcela da energia volta a ser destinada para o fluxo de calor latente, com um aumento de 7,6%. O H e G apresentam queda de % e 68,7%, valores esses, contrastados ao período seco (FIGURA

47 46 18). Com o aumento da parcela de energia destinada ao LE, há uma diminuição da energia destinada ao H e ao G. O decréscimo apresentado pelo G foi provocado pelo aumento de água no solo, que facilita a perda de energia do sistema. Componentes do Balanço de Energia (w.m -2 ) Radiação Líquida Fluxo de Calor Latente Fluxo de Calor Sensível Fluxo de Calor no Solo Hora Local Figura 19 - Componentes do balanço de energia representando o ciclo diurno médio do período secoúmido nos anos de 1999 a 10. O estudo dos fluxos de calor evidenciam que o principal fator de diferença em seus valores durante o ano se deve basicamente a presença ou não de água no sistema, desse modo a diminuição ou aumento das atividades das plantas e a menor disponibilidade de água faz com que a umidade do solo também se altere, interferindo na evapotranspiração, ocasionando sua variação. O mesmo comportamento foi observado por Pezzopane e Pedro Junior (03) e Santos et al. (09) ao analisarem o balanço de energia em plantações de banana e uva Niágara, respectivamente. 3.5 CARACTERIZAÇÃO DAS COMPONENTES MICROMETEOROLÓGICAS INTERANUAL Temperatura do Ar As variações da temperatura do ar dos doze meses referentes aos doze anos em estudo estão apresentadas nas Figuras a a l, vale ressaltar que alguns meses de determinados anos não apresentam dados, alguns apresentaram uma tendência de aumento,

48 47 outros próximos à neutralidade e os demais evidenciam características de queda. O mês onde houve o maior aumento foi o mês de agosto, 1,84 C, comportamento contrário ocorreu em maio, onde houve um resfriamento de 0,35 C, ocasionado, principalmente pelos eventos de friagens que chegam à região. Temperatura do Ar ( C) a Janeiro 0,0017x+24,151 Temperatura do Ar ( C) b Fevereiro 0,0003x+24, Temperatura do Ar ( C) c Fev Março 0,0003x+24,648 Temperatura do Ar ( C) d Abril -0,0003x+24,

49 48 Temperatura do Ar ( C) e Maio -0,0006x+24,270 Temperatura do Ar ( C) f Junho 0,0013x+23, Temperatura do Ar ( C) g Julho 0,0023x+23,393 Temperatura do Ar ( C) Agosto h 0,0032x+24, Setembro 0,0026x+24, Outubro 0,0006x+25,497 Temperatura do Ar ( C) i Temperatura do Ar ( C) j

50 49 Temperatura do Ar ( C) Novembro 0,0011x+24,879 k Temperatura do Ar ( C) Dezembro 0,0008x+24,698 l Figura - Temperatura mensal nos anos de 1999 a 10 nos meses de janeiro (a) a dezembro (l). As equações mostradas na Figura estão descritas na Tabela 13 juntamente com os valores de aumento ou queda no período estudado. Vale ressaltar, que apesar desses aumentos e quedas, os dados apontam que há variação na temperatura do ar. Desse modo, durante os doze anos houve um aumento da temperatura do ar de 0,64 C, e o mês de agosto se destaca por apresentar o maior aumento, conforme mencionado de 1,84 C. Tabela 13 - Variação média da temperatura do ar ( C) nos anos de 1999 a 10. Mês Equação Aumento/Queda Jan 0,0017x+24,151 ( C) 0,98 Fev 0,0003x+24,408 0,17 Mar 0,0003x+24,648 0,17 Abr -0,0003x+24,807-0,17 Maio -0,0006x+24,270-0,35 Jun 0,0013x+23,410 0,75 Jul 0,0023x+23,393 1,32 Ago 0,0032x+24,639 1,84 Set 0,0026x+24,945 1,50 Out 0,0006x+25,497 0,35 Nov 0,0011x+24,879 0,63 Dez 0,0008x+24,698 0,46 Média 0,64 Em um estudo similar desenvolvido em seis regiões do planeta, entre os anos de 1989 e 08, Viola, Paiva e Savi (10) verificaram um aumento de 2,22 C em Montreal,

51 50 0,64 C em Londres, 1,18 C em Johannesburg, 0,10 C em Pequim, 0,95 C em Tóquio e 0,11 C na Albânia. Em outras regiões o autor percebeu uma queda na temperatura. Nas cidades de Los Angeles e Rio de Janeiro foi constatada uma diminuição de 0,09 C e 0,55 C, respectivamente. Algumas evidências sugerem ser real o fenômeno do aquecimento global, como este trabalho que mostra um aumento de 0,64 C da temperatura do ar de uma área de pastagem. Esse fenômeno é extremamente discutido por diversos grupos de pesquisa no mundo, uns ratificando que o aquecimento é ocorrido de forma antrópica (IPCC, 07), outros corroborando que esses efeitos de aquecimento são naturais (MOLION, 08). Todos os grupos se baseiam em dados e modelos sobre o aquecimento, e apresentam argumentos fortes para embasar tais conclusões. Porém, o aquecimento que possivelmente está ocorrendo tem como origem a junção de fatores naturais e antrópicos, todavia, essas e outras conclusões apresentam fragilidades pela falta de séries temporais longas e confiáveis em diversos pontos do mundo. Apesar desses dados não serem conclusivos, pode-se verificar que esta área de pastagem apresenta tendência de aumento da temperatura do ar, talvez não necessariamente por fatores globais, e sim locais, como a própria mudança do uso da terra, discutido no tópico 3.7. Atualmente vem crescendo o conhecimento sobre o clima e como e porque ele está variando, porém, não há consenso a respeito do que fazer e nem conhecimento sobre o grau de perturbação sobrevirá caso a ocorrência desses eventos persista. Na literatura brasileira e mundial, observamos relatos de que ocorrem mudanças no clima, como o crescimento da elevação das temperaturas mínimas em algumas regiões como São Paulo, SP (BLAIN; PICOLI; LULU, 09), e o próprio IPCC (07) mostra tendências de aumento da temperatura do ar. Apesar das dúvidas, Lonngren e Bai (08) esclarecem que o aquecimento global é de responsabilidade do dióxido de carbono, e por sua vez é devido à queima de combustíveis fósseis feitas pela população. Hoje, devido ao fato de alguns grupos divulgarem que o aquecimento global é natural e cíclico, e apresentem pontos importantes para a discussão, pode ser que a população crie uma forma de descrédito posterior, caso fique confirmado que o aquecimento global é totalmente antrópico. Diante disso, Ferguson e Branscombe (10) mostram que quando moradores de uma região se preocupam e acreditam no aquecimento global, há uma tendência de práticas mais limpas, possibilitando assim uma qualidade de vida melhor e satisfatória de ponto de

52 51 vista social e ambiental. O aquecimento que ocorre tanto na esfera global, quanto local, afeta a biodiversidade do solo, da flora e da fauna. Esses efeitos são poucos pesquisados na região de estudo, contudo, é provável que organismos que faziam a manutenção do clima, foram substituídos por outros, menos adaptáveis às questões locais, ocorrendo dessa forma a diminuição de chuvas, lixiviação do solo, entre outros fatores, advindo dessa mudança de cobertura do solo. Atualmente, quase de forma geral, a economia sempre deve ser levada em consideração em qualquer empreendimento e mesmo na atividade agropecuária, dessa forma Sangui e Mendelsohn (08) preveem em seus estudos uma perda do valor da terra de 8% a % no estado de Rondônia, caso ocorra um aumento da temperatura do ar de 2 C e aumento da precipitação de 8%. Mediante o exposto, tais mudanças ocorridas na região podem gerar problemas econômicos importantes e principalmente ambientais, por isso é importante realizar medidas mitigadoras, para que não ocorra esse problema em um futuro próximo Umidade Relativa do Ar O comportamento da umidade do ar durante os anos de 1999 a 10, nos doze meses do ano, estão evidenciados nas Figuras 21a a 21l. Como se constata por meio da linha de tendência nas figuras, há uma queda da temperatura do ar durante o período estudado em todos os meses. Durante o ano a variação da queda da umidade relativa do ar não se manteve uniforme, variando de 3,5% em janeiro para 17,9% em agosto. O principal fator dessa diferença entre os meses se deve pela presença ou não de níveis mais altos de precipitação, como se nota na Figura 22.

53 Janeiro -0,0061x+84, Fevereiro -0,0088x+87,339 Umidade do Ar (%) Umidade do Ar (%) a b Março -0,0113x+87, Abril -0,0094x+85,223 Umidade do Ar (%) Umidade do Ar (%) c d Umidade do Ar (%) Maio -0,0181x+84,611 Umidade do Ar (%) Junho -0,0183x+81,060 e f

54 Julho -0,0262x+74, Agosto -0,04x+68,315 Umidade do Ar (%) Umidade do Ar (%) g h Setembro -0,0311x+75, Outubro -0,0068x+76,404 Umidade do Ar (%) Umidade do Ar (%) i j Novembro -0,0088x+81, Dezembro -0,0097x+84,617 Umidade do Ar (%) Umidade do Ar (%) k Figura 21 - Umidade relativa do ar mensal nos anos de 1999 a 10 nos meses de janeiro (21a) a dezembro (21l). l

55 54 Ao analisar a Tabela 14 pode ser notado que o período úmido (janeiro a março) e o seco-úmido (outubro a dezembro) apresentaram uma menor tendência de queda de umidade relativa do ar, por volta de 5,03% e 4,86%, respectivamente. As precipitações interferem nessa variável, visto que eventos de precipitação propiciam um aumento natural da umidade, e como cerca de 50% da chuva se deve a fatores locais (SILVA DIAS; COHEN; GANDU; 05), e o restante a macroescala e mesoescala, mesmo que haja interferência nesse sítio no período mais chuvoso, não será percebida em médio prazo. Tabela 14 - Variação média mensal da umidade relativa do ar (%) nos anos de 1999 a 10. Mês Equação Aumento/Queda Jan -0,0061x+84,526-3,5% Fev -0,0088x+87,339-5,1% Mar -0,0113x+87,360-6,5% Abr -0,0094x+85,223-5,4% Maio -0,0181x+84,611-10,4% Jun -0,0183x+81,060-10,5% Jul -0,0262x+74,408-15,1% Ago -0,04x+68,315-17,5% Set -0,0311x+75,993-17,9% Out -0,0068x+76,404-3,9% Nov -0,0088x+81,969-5,1% Dez -0,0097x+84,617-5,6% Média -8,9% No período úmido-seco e seco a umidade relativa do ar, na maior parte dos dias, apresentou menor influência dos fatores de mesoescala e macroescala, sendo verificado uma queda em seus valores de 8,8% e 16,8% em ambos os períodos, respectivamente. A umidade relativa do ar exerce ampla influência na vida dos seres vivos, tanto do ponto do vista da saúde pública como do conforto ambiental. Desse modo, seus valores extremos afetam diretamente os seres humanos, além de afetar diretamente a pastagem. A respeito disso, há o caso de ambientes de alta umidade e saturados que dificultam a transpiração, inibindo o resfriamento da superfície vegetal e corporal dos animais, incluindo o homem. A dificuldade em perder água pelo corpo do ser humano, bem como, pela própria vegetação impede que ocorra de forma eficiente o controle da temperatura corporal e vegetal, um aspecto negativo da umidade alta, efeito esse conhecido como desconforto ambiental. Referente a ambientes de trabalho fechado com alta umidade, acima de 70%,

56 Umidade Relativa do Ar (%) 55 Tsutsumi et al. (07) esclarecem que tais condições favorecem a fadiga dos funcionários, prejudicando sua produtividade. Outra desvantagem de ambientes úmidos está ligada a proliferação de fungos, desde bolores e mofos, possíveis indutores de problemas alérgicos na população Umidade relativa do Ar Precipitação Umidade relativa do Ar (%) Precipitação (mm) Jan Fev Mar Abr Maio Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 0 Mês do 0 Figura 22 - Variação da umidade relativa do ar média mensal nos anos de 1999 a 10 e precipitação média de 1999 a 06 (WEBLER; AGUIAR; AGUIAR, 07). Da mesma forma que a alta umidade pode ser problemática, a baixa umidade do ar também representa um risco para a agricultura e para a saúde pública. Na agricultura pode ocorrer a perda da água presente nos tecidos vegetais das plantas para o ambiente, através do processo de transpiração, fazendo com que apresente estresse ao realizar a fotossíntese. Quanto à saúde pública, em períodos de baixa umidade há elevação dos casos de irritabilidade e inflamações das vias respiratórias, como irritações no nariz com o seu entupimento, coriza, tosse, asma, além de irritação nos olhos, aperto no peito, fadiga, dor de cabeça, erupção cutânea e outras enfermidades (SOOKCHAIYA; MONYAKUL; THEPA, 10). A diminuição de 8,9% da umidade relativa do ar no período de doze anos estudados agrava o efeito da presença de partículas totais em suspensão na atmosfera, intensificando a poluição química do ar (LEITTE et al., 09; SOOKCHAIYA; MONYAKUL; THEPA, 10). No entanto, medidas mitigadoras como a pré-hidratação do corpo induzida por uma bebida contendo carboidratos e eletrólitos atenuam o problema da poluição química (OOZAWA et al., 11), o que não configura uma solução propriamente dita.

57 Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) 56 Outra consequência negativa da queda da umidade do ar está no fato de que tais condições favorecem o crescimento e disseminação de bactérias, vírus, ácaros e fungos (SOOKCHAIYA; MONYAKUL; THEPA, 10), podendo gerar doenças mais frequentes na cultura de pastagens e afetar a população de entorno Umidade Específica e Umidade Específica de Saturação do Ar Nas Figuras 23a a 23l estão expostos o comportamento da umidade específica e de saturação do ar durante 1999 a 10, nos doze meses do ano, como pode ser analisado através da linha de tendência nas figuras. Houve de forma geral uma queda, entretanto, o mês de janeiro foi o único que ressaltou um aumento de 0,04g/kg. Por sua vez, a umidade específica de saturação apresentou um comportamento constante de aumento. A variação de aumento e queda da US e UES, durante os meses, estão apresentadas nas Tabelas 15 e 16, no qual a UE variou entre 0,04g/kg a -2,88g/kg, em janeiro e setembro, respectivamente, e a UES variou de -0,86g/kg a 3,74g/kg, em fevereiro e setembro, respectivamente. Janeiro 0,00007x+16,008 Fevereiro -0,0011x+16, g/kg g/kg 15 a 0,0016x+19, b -0,0015x+,

58 57 Março -0,0032x+17,421 Abril -0,0031x+15, g/kg Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) g/kg 15 c -0,0006x+,17 15 d -0,0013x+, Maio -0,0031x+15,976 Junho -0,0025x+14, g/kg g/kg ,0001x+19, e 10 0,0018x+18, f 35 Julho -0,0036x+13, Agosto -0,0043x+13, g/kg g/kg g -0,0036x+13, h -0,0043x+13,

59 58 Setembro 35 Outubro -0,0014x+15, g/kg g/kg Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) Umidade (g/kg) 35 i j ,0014x+15, ,0014x+15, Novembro -0,0010x+16,0 Dezembro -0,0019x+16, g/kg g/kg k -0,0010x+16, Figura 23 - Umidade específica (UE) e umidade específica de saturação (UES) mensal nos anos de 1999 a 10 nos meses de janeiro (24a) a dezembro (24l). 10 l -0,0019x+16,659 O fator principal da diferença entre os meses, onde alguns apresentaram maiores quedas ou mesmo aumento, é que a UE e UES oscilam de acordo com a variabilidade de outras variáveis que podem influenciar no comportamento durante o ano. A precipitação é a principal componente para explicar a variabilidade (Figura 24), visto que ao ocorrer as chuvas incide o favorecimento da queda de temperatura, fazendo com que a UES diminua. As precipitações também aumentam a quantidade de água no sistema de pastagem, favorecendo o aumento da UE.

60 59 Tabela 15 - Variação média mensal da umidade específica do ar (g/kg) nos anos de 1999 a 10. Mês Equação Aumento/Queda Jan 0,00007x+16,008 0,04 Fev -0,0011x+16,506-0,63 Mar -0,0032x+17,421-1,84 Abr -0,0029x+17,068-1,67 Maio -0,0031x+15,976-1,79 Jun -0,0025x+14,517-1,44 Jul -0,0036x+13,367-2,07 Ago -0,0043x+13,027-2,48 Set -0,0050x+14,983-2,88 Out -0,0014x+15,641-0,81 Nov -0,0010x+16,0-0,58 Dez -0,0019x+16,659-1,09 Média -1,44 Desse modo, com as chuvas ocorre uma regulação dessas variáveis, visto que ao precipitar em ambientes com valores baixos de UE ocorre maior evapotranspiração (retorno da água para a atmosfera). Porém, se a atmosfera estiver com valores elevados de UE, a água precipitada retornará em menor quantidade para a atmosfera, se comparado a ambientes secos, e os volumes de água não evaporados infiltram no solo e/ou serão incorporados pela vegetação. Tabela 16 - Variação média mensal da umidade específica de saturação do ar (g/kg) nos anos de 1999 a 10. Mês Equação Aumento/Queda Jan 0,0016x+19,471 0,92 Fev -0,0015x+,225-0,86 Mar -0,0006x+,175-0,35 Abr -0,0013x+,590-0,75 Maio 0,0001x+19,512 0,06 Jun 0,0018x+18,726 1,04 Jul 0,0029x+18,986 1,67 Ago 0,0042x+,350 2,42 Set 0,0065x+19,560 3,74 Out 0,00x+,655 1,15 Nov 0,0022x+,151 1,27 Dez 9E-05+,106 0,05 Média 0,86

61 UE UES Precipitação Umidade (g/kg) Precipitação (mm) Jan 1 Fev 2 Mar 3 Abr 4 Maio 5 Jun 6 Jul 7 Ago 8 Set 9 Out 10 Nov 11 Dez Mês do Figura 24 - Variação da umidade específica (UE) e umidade específica de saturação (UES) média mensal nos anos de 1999 a 10 e a precipitação média de 1999 a 06 (WEBLER; AGUIAR; AGUIAR, 07). Assim, caso a atmosfera esteja mais seca a precipitação fará com que a UE aumente, no entanto, precipitações em locais com elevada UE origina uma menor evapotranspiração e a água não evaporada será destinada para alimentar as reservas de água subterrânea e a vegetação. O comportamento da UES não se difere da UE, contudo, seu efeito ocorre em decorrência da mudança de pressão e de temperatura ocorrida nesses horários. 3.6 MUDANÇA DE USO DA TERRA A análise temporal da área do entorno da FNS pode ser observada na Figura 25, onde a Figura 25a refere-se ao ano de 00 e a 25b ao ano de 10. O objetivo da análise foi verificar mudanças no uso e na ocupação da terra na região. No estudo de ambas foi possível observar algumas alterações nas áreas no decorrer da década, principalmente na cobertura vegetal, de forma que os maiores mudanças foram representados por retângulos. Nesse interstício houve uma subtração de 1457 hectares de áreas florestadas, ou seja, redução de aproximadamente 29,1% de floresta em torno do sítio experimental (triângulo preto).

62 61 a b Figura 25 - Mudança de cobertura da vegetação em torno da torre da Fazenda Nossa Senhora, a) imagem do ano de 00 e b) imagem do ano de 10. (Regiões em retângulos branco representam as maiores diferenças). O triângulo é a localização da torre do sítio de pesquisa Fazenda Nossa Senhora. Uma parcela significativa das áreas antes ocupadas por vegetação foi substituída por pastagens. Como salienta Roy e Avissar (02), as áreas de florestas, às margens da BR-364, sofrem expressiva pressão do setor pecuário, e muitas vezes, sede espaço para a ampliação de pastagens e/ou fornece matéria-prima para a construção de cercas e piquetes. Foi observado também, entre esses anos, uma tendência de aumento do número de represas na região e o uso preponderante de suas águas se destina, principalmente, para a dessedentação de animais e a piscicultura. Como visto, houve uma expressiva diminuição da vegetação de floresta, fator que pode se refletir nas variáveis microclimáticas. Nesse contexto, Malhi et al. (02) explicam que mudanças de cobertura vegetal faz com que ocorram alterações nas variáveis microclimáticas, e os estudos sugerem que um grande desmatamento na Amazônia é capaz de acarretar um aumento na temperatura, bem como reduções na evapotranspiração e na precipitação em torno de 25%. No entanto, talvez apenas essa mudança de cobertura não explique totalmente os efeitos sobre a região estudada. Mas tal análise demonstra um indicador importante para elucidar as mudanças ocorridas, no qual a temperatura teve aumento superior ao apresentado pelo IPCC (07), 0,2 C por década, sendo que nesse estudo apresentou valor de 0,53 C em uma década e de 0,64 C se for considerado todo o período estudado de 1999 a 10.