ESTUDO TEMPORAL DO PERFIL DE TEMPERATURA NO SOLO NA EACF DURANTE PERÍODO DE OCORRÊNCIA DO FENÔMENO EL NIÑO ( )

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1 ESTUDO TEMPORAL DO PERFIL DE TEMPERATURA NO SOLO NA EACF DURANTE PERÍODO DE OCORRÊNCIA DO FENÔMENO EL NIÑO ( ) Thalison Lempke da Silva 1, Paulo Roberto Pelufo Foster 2 RESUMO - Este trabalho tem por objetivo avaliar a difusividade térmica do solo onde está instalada estação meteorológica da Estação Antártica Comandante Ferraz (62º05 07 S; 58º23 33 W; 20 m), no período de julho de 1997 a junho de A temperatura do solo, considerando o período avaliado, apresentou diferenças evidentes entre as profundidades durante o período de verão, com destaque nos horários de 15 TMG com a temperatura de superfície bem mais elevada que as demais, ou seja, devido a maior intensidade na radiação solar. Palavras-chaves: temperatura do solo, difusividade térmica, EACF, antártica. ABSTRACT This work has for objective to evaluate the thermal difusividade of soil where is installed the meteorological station of the Antarctica Station Ferraz Commander (62º05'07"S; 58º23'33"W; 20 m), in the period of July, 1997 to June, Considering the evaluated period, the soil temperature presented differences between the depths during the period of summer, with prominence in 15 TMG with the temperature of well more than excessively, or either, had the biggest intensity in the solar radiation. INTRODUÇÃO A complexa interação entre o solo, a vegetação e a atmosfera precisa ser bem entendida para melhorar as previsões meteorológicas e as respostas dos modelos. Neste contexto, a superfície do solo, com ou sem cobertura vegetal, é a principal interface onde ocorre a troca e o armazenamento de energia térmica nos ecossistemas terrestres. É a partir da intensidade da radiação solar na superfície do solo que o mesmo se aquece ou se resfria, no decorrer do dia e do ano, provocando variações térmicas nas camadas subjacentes. Pelo fato da absorção e da perda de energia ocorrerem na superfície, aliado a baixa velocidade de propagação do calor no interior do solo, as variações térmicas se limitam aos horizontes mais superficiais. 1 Bolsista do Programa de Educação Tutorial (MEC/SESU) Grupo PET-Meteorologia. Universidade Federal de Pelotas UFPEL. Campus Universitário Capão do Leão. Caixa Postal 354, CEP Pelotas, RS. thalison_lempske@hotmail.com. 2 Professor Doutor, Departamento de Meteorologia. Universidade Federal de Pelotas UFPEL. Campus Universitário Capão do Leão. Caixa Postal 354, CEP Pelotas, RS. pfoster@ufpel.edu.br.

2 Segundo PREVEDELLO (1996), a capacidade de um solo armazenar e transferir calor são determinados pelas suas propriedades térmicas e pelas condições meteorológicas do local, que, por sua vez, influenciam todos os processos físicos, químicos e biológicos do solo. Em conseqüência, a atividade microbiológica poderá ser interrompida, as sementes poderão não germinar, e as plantas não se desenvolverem caso o solo não se apresente dentro de uma temperatura adequada para a manutenção dos processos fisiológicos envolvidos. Além disso, o calor armazenado próximo à superfície do solo tem grande efeito na evaporação. De acordo com a World Meteorological Organization (Organização Meteorológica Mundial, 1996), as medidas de temperatura abaixo da superfície do solo não são tão imprecisas quanto aquelas acima da superfície. Isto acontece porque as variações rápidas são contra-balanceadas pela grande capacidade de retenção de calor no solo, sendo o tempo de variação da temperatura uma função da variação da radiação solar, ou seja, de aproximadamente uma hora. Dentre as profundidades padrões para medir a temperatura do solo temos 10, 20, 50 e 100 centímetros. Diferentemente do que se pensa nem toda Antártica é coberta por neve. Exceto pelas algas (umas 300 espécies) que se desenvolvem na neve ou no gelo, a flora terrestre antártica concentra-se nos 2% do continente que não são permanentemente recobertos por gelo, como é o caso onde está instalada a Estação Antártica Comandante Ferraz (EACF) na Ilha Rei George. Quando não está coberta por neve ou gelo, a região de entorno da EACF (Figura 1) tem a aparência árida, mas revela um ecossistema complexo, com a adaptação dos seres vivos que lá vivem ou passam algum período do ano (pássaros, pinguins, focas...). Durante este período o ecossistema vegetal é formado, principalmente, pelos líquens e as briófitas (musgos), embora os fungos também sejam encontrados (Figura 1). Figura 1 Imagens do solo existente no local onde está instalada a EACF, com a presença de algas, fungos, musgos e liquens e também por outras vegetações sempre rasteiras.

3 Devido às baixas temperaturas, quanto mais ao sul e maior a altitude, menor é o número de espécies e plantas. Em termos de clima e tempo a Antártica se relaciona ao Brasil de duas formas: no contexto do planeta, é a região continental e oceânica de onde partem as massas de ar frio que vão se misturar com as massas quentes oriundas das regiões equatoriais e tropicais mais aquecidas. Desta interação resulta o padrão de circulação atmosférica e o clima geral do planeta; em termos regionais, são as massas de ar da região do mar de Weddell que em alguns casos trazem frio e precipitação no inverno para o sul e sudeste do país. A corrente oceânica das Malvinas, no sentido sul-norte também afeta a costa do país, deslocando águas frias e ricas em nutrientes ao longo da costa, e chegando inclusive até Cabo Frio, RJ. DADOS Os dados meteorológicos utilizados neste trabalho correspondem ao período compreendido de julho de 1997 a junho de 1998, totalizando um ano de dados. Estes dados foram coletados pela estação meteorológica automática situada na Estação Antártica Comandante Ferraz (62º05 07 S; 58º23 33 W; 20 m acima do NMM). A EACF está localizada na Península Keller, Baia do Almirantado, Ilha Rei George (Figura 2). Figura 2 Localização da EACF. As temperatura do solo utilizadas neste estudo correspondem aos valores diários obtidos em intervalos de três horas (0, 3, 6, 9, 12, 15, 18 e 21TMG) para as profundidades de 0, 5, 10, e 20 cm, coletados por sensores Campbell TS-107-B enterrados na área central da torre norte (Torre dos Ingleses) (figura 3). Estes sensores são conectados num DataLogger 21X (Micrologger Campbell Scientific Inc.).

4 Figura 3 Torre dos Ingleses (Meteorologia). RESULTADOS A figura 4 mostra a evolução da temperatura do solo de julho de 1997 até julho de Percebe-se que, em todos os horários, e para todas as profundidades, os valores da temperatura do solo são menores durante o inverno de 1997 quando comparado ao mesmo período de A análise dos gráficos de temperatura do solo nas profundidades de 0, 5, 10 e 20 cm, mostram que a diferença entre as temperaturas das diferentes profundidades é maior durante o avançar do dia (figura 4) alcançando um máximo entre 12 e 15 TMG. Torna-se mais acentuado durante a estação do verão, principalmente no mês de dezembro. Mesmo havendo uma maior presença de nuvens durante o dia sobre a estação, é possível dizer que essa variação de temperatura, principalmente, entre a superfície e as demais profundidades se devem ao fato de quase não haver precipitação e principalmente pelo fato da radiação solar ser intensa, mantendo o calor na superfície. No horário das 09 TMG, as curvas do perfil de temperatura do solo à diferentes profundidades são semelhantes entre si, com uma certa elevação no período de verão, melhor visualizada em janeiro de Às 12 TMG, as curvas de temperatura do solo apresentam uma diferença mais intensa entre si. Este aumento inicia no período de primavera/verão, devido ao início de radiação solar mais intensa, mas com um tempo de resposta maior para o aumento da temperatura a 10cm de profundidade. Observando o gráfico correspondente ao horário das 15 TMG, nota-se que a diferença de temperatura entre as diferentes profundidades é bastante acentuada, com uma elevação muito rápida de temperatura ao nível da superfície, atingindo o valor médio de 15,7º no mês de dezembro, voltando a ser semelhante as demais profundidades no início de março de Essa diferença resulta, provavelmente, devido ao início do período de derretimento da neve, e do elevado nível de radiação solar neste horário. A análise das observações correspondentes a 18 e 21 TMG mostra que as curvas de temperaturas são semelhantes entre si e que suas médias mensais aumentam

5 gradativamente, desde o início do período de primavera/verão e voltam a ter um declive em março de TMG 12 TMG TMG TMG TMG Figura Evolução temporal da temperatura do solo (ºC) para as profundidades de 0, 5, 10 e 20 cm, para os horários 09, 12, 15, 18 e 21TMG.

6 O conjunto de dados mostra, também, que as temperaturas do solo em diferentes profundidades no início do período estudado (julho de 1997) são baixas, e se elevam conforme a temperatura do oceano se eleva. Essa elevação de temperatura do oceano é ocorrência do início do período do El Niño (fenômeno cíclico, que não possui um período regular, podendo reaparecer no intervalo de 3 a 5 anos, e esta sua ocorrência (1997/1998) foi bem acentuada, deixando bem vistas, como podemos ver pelas figuras, a sua passagem sobre a superfície terrestre), que se inicia em setembro de 1997 e se estende ao longo de As temperaturas do solo antártico também passam a se elevar gradativamente junto com a temperatura dos oceanos, com grande destaque a temperatura da superfície que se eleva acentuadamente diferenciando-se das outras profundidades. CONCLUSÃO O estudo da temperatura do solo durante um evento de El Niño na EACF mostra que existe uma diferença de temperatura no solo nas diferentes profundidades estudadas sendo maior durante o período do dia. Mesmo havendo grande presença de nuvens durante o dia sobre a estação, é possível dizer que essa variação de temperatura que ocorre entre a superfície e as demais profundidades se devem ao fato de quase não haver precipitação e principalmente pelo fato da radiação solar ser intensa, mantendo o calor na superfície. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS CPTEC. Acesso em julho de PREVEDELLO, C. L. Física do solo com problemas resolvidos. Curitiba: Salesward-Discovery, WORLD METEOROLOGICAL ORGANIZATION. Guide to meteorological instruments and methods of observation. WMO nº 8, Geneve, 1996.