UNIVERSIDADE ESTADUAL PAULISTA JÚLIO DE MESQUITA FILHO FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CÂMPUS DE BOTUCATU

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1 UNIVERSIAE ESTAUAL PAULISTA JÚLIO E MESQUITA FILO FACULAE E CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CÂMPUS E BOTUCATU POTENCIAL SOLAR AS RAIAÇÕES GLOBAL, IFUSA E IRETA EM BOTUCATU TAIS INÁCIO issertação apresentaa à Faculae e Ciências Agronômicas a UNESP Campus e Botucatu, para obtenção o título e Mestre em Agronomia (Energia na Agricultura). BOTUCATU SP ezembro

2 UNIVERSIAE ESTAUAL PAULISTA JÚLIO E MESQUITA FILO FACULAE E CIÊNCIAS AGRONÔMICAS CÂMPUS E BOTUCATU POTENCIAL SOLAR AS RAIAÇÕES GLOBAL, IFUSA E IRETA EM BOTUCATU TAIS INÁCIO Orientaor: Prof. r. João Francisco Escobeo Co- Orientaor: Prof. r. Euaro Narini Gomes issertação apresentaa à Faculae e Ciências Agronômicas a UNESP Campus e Botucatu, para obtenção o título e Mestre em Agronomia (Energia na Agricultura). BOTUCATU SP ezembro 2009

3 FICA CATALOGRÁFICA ELABORAA PELA SEÇÃO TÉCNICA E AQUISIÇÃO E TRATAMENTO A INFORMAÇÃO SERVIÇO TÉCNICO E BIBLIOTECA E OCUMENTAÇÃO - UNESP - FCA - LAGEAO - BOTUCATU (SP) I35p Inácio, Thais, Potencial solar as raiações global, ifusa e ireta em Botucatu / Thais Inácio. Botucatu : [s.n.], viii, 72 f. : il. color., gráfs., tabs. issertação (Mestrao) - Universiae Estaual Paulista, Faculae e Ciências Agronômicas, Botucatu, 2009 Orientaor: João Francisco Escobeo Co-orientaor: Euaro Narini Gomes Inclui bibliografia. 1. Raiação global. 2. Raiação ifusa. 3. Raiação ireta. 4. Séries e raiação solar. I. Escobeo, João Francisco. II. Gomes, Euaro Narini. III. Universiae Estaual Paulista Júlio e Mesquita Filho (Campus e Botucatu). Faculae e Ciências Agronômicas. IV. Título.

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5 I AGRAECIMENTOS Primeiramente à eus, por estar sempre presente na minha via, iluminano o meu caminho e me ano forças pra seguir sempre em frente e por tornar tuo possível Aos meus pais Julio e Neusa, aos meus irmãos Junior e Igor e a toa minha família que, com muito carinho e apoio, me incentivaram e não meiram esforços para que eu chegasse até esta etapa e minha via. Ao meu orientaor Profº. r. João Francisco Escobeo e ao meu co- orientaor Profº. r. Euaro Narini Gomes, pela oportuniae oferecia, pelo apoio e inspiração no amaurecimento os meus conhecimentos e conceitos que me levaram à execução e conclusão esta issertação. Aos colegas e laboratório Junior, Thiago, Enzo, Ailson e Erico pela espontaneiae e alegria na troca e iéias, conversas e boas risaas e pela amizae que se construiu ao longo esta jornaa. Aos colegas Ricaro Bonometo e Gustavo Lessa, pela troca e informações, realização e trabalhos, conversas, numa rara emonstração e amizae e soliarieae. Ao meu namorao Ricaro que esteve ao meu lao, me apoiano e não me eixano esanimar. Aos professores e funcionários o epartamento e Recursos Naturais, em especial à secretária Silvia, pelas conversas escontraías nos intervalos e trabalho e pelo apoio e serviços prestaos ao longo o curso. A toos os professores o curso e pós-grauação em Energia na Agricultura. A toos os funcionários a FCA/Unesp e Botucatu SP, pela compreensão e pelos serviços prestaos. Em especial às funcionárias a pós-grauação, pela paciência, pelos serviços e por toas as informações oferecias no ecorrer o curso. A Capes (Coorenação e Aperfeiçoamento e Pessoal e Nível Superior) por ter me proporcionao a oportuniae e realizar esta pesquisa, através o apoio financeiro. Para não correr o risco a injustiça, agraeço a toos que e alguma forma passaram pela minha via e contribuíram para a construção e quem sou hoje. E a toos aqueles que ireta ou iniretamente contribuíram para a realização esta issertação, os meus sinceros agraecimentos.

6 II SUMÁRIO Página RESUMO 1 SUMMARY 3 1 INTROUÇÃO 5 2 REVISÃO E LITERATURA Raiação Solar Raiação no Topo a Atmosfera Componentes a Raiação Solar ao interagir na atmosfera 10 3 MATERIAL E MÉTOOS escrição o Clima Características o Local Instrumentação Métoo o Anel e Sombreamento Controle e Qualiae os aos escrição a Base e aos Base e aos iária e Méia Mensal Cálculo as Méias Mensais iárias Cálculo as Frações 26 4 RESULTAOS E ISCUSSÕES Raiações Global, ifusa e ireta Méia Anual iária Raiação Global Raiação ifusa Raiação ireta Séries Temporais as Raiações Global, ifusa e ireta as Méias Mensais 33 iárias Raiação Global Raiação ifusa Raiação ireta 54

7 III 4.3 Séries Anuais as Raiações Global, ifusa e ireta Acumulaas Mensais 61 5 CONCLUSÕES 66 6 REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS 70

8 IV LISTA E TABELAS Tabela Página 1 Valores méios mensais (MJ/m²), mínimos, máximos e méias anuais e 12 Raiação Solar Global para ciaes o Amapá/Brasil. 2 Características operacionais os etectores a raiação global e ifusa Variáveis meteorológicas e sensores e meias Energia Méia Mensal iária (MJ/m²) e esvio Relativo a Raiação Global (%) 28 5 Energia Méia Mensal iária (MJ/m²) e esvio Relativo a Raiação ifusa (%) 30 6 Energia Méia Mensal iária (MJ/m²) e esvio Relativo a Raiação ireta (%) 31 7 Valores méios mensais (MJ/m²) e esvio Percentual (%) a Raiação Global 34 G, no períoo 1996 a Valores méios mensais (MJ/m²) e esvio Percentual (%) a Raiação ifusa 49, no períoo e 1996 a Valores méios mensais (MJ/m²) e esvio Percentual (%) a Raiação ireta, no períoo e 1996 à

9 V LISTA E FIGURAS Figura Página 1 Intensiae e energia no topo a atmosfera em locais e iferentes latitues. 9 2 a) Evolução anual a temperatura e umiae méias mensais e 35 anos. b)evolução anual a precipitação e número e horas e brilho solar acumulaos méios anuais (35 anos). 3 Evolução a nebulosiae méia mensal a série e 10 anos no períoo e 1996 à Aparelhos utilizaos para o monitoramento a raiação solar no Laboratório e Raiometria Solar a UNESP/Botucatu/SP. a) Piranômetro com anel e sombreamento ME que mee a irraiância ifusa. b) Piranômetro que mee irraiação global. 5 Evolução a energia méia anual iária a raiação global (MJ/m²) e b) esvio relativo a raiação global (%). 6 a) Evolução a energia méia anual iária a raiação ifusa (MJ/m²) e b) esvio relativo a raiação ifusa (%). 7 a) Evolução a energia méia anual iária a raiação ireta (MJ/m²) e b) esvio relativo a raiação ireta (%). 8 a) Raiação Global e 1996 à 2005 b) Raiação Global c) Raiação no Topo a Atmosfera e Raiação Global ) Ínice Raiométrico 9 Evolução as méias mensais iárias e raiação global em Abu habi e outras 39 quatorze ciaes a Arábia Sauita e Botucatu (Brasil). 10 Evolução as méias mensais iárias e raiação global para as ciaes e 40 ama, amascus, eir Al-Zor e Lattakia (Síria), e Botucatu (Brasil) 11 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para Ankara, 41 Istanbul e Izmir, Turquia) e Botucatu (Brasil). 12 Evolução as méias mensais iárias e raiação global em Aana (Turquia) e 42 Botucatu (Brasil) 13 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para 20 ciaes o 44 K t

10 VI Zimbabwe (África) e Botucatu (Brasil). 14 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para 7 ciaes no Sueste a Anatólia (Turquia) e para Botucatu (Brasil). 15 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global para 12 ciaes na Anatólia Central (Turquia) e Botucatu (Brasil). 16 Evolução as méias mensais iárias e raiação solar global em Maceió e Botucatu (Brasil). 17 a) Raiação ifusa e 1996 à 2005 b) Raiação ifusa c) Raiação no Topo a Atmosfera, Raiação ifusa e Raiação Global ) Ínice Raiométrico K e K. 18 Evolução as méias mensais iárias e raiação ifusa para as ciaes e ama, amascus, eir Al-Zor e Lattakia (Síria), e Botucatu (Brasil). 19 a) Raiação ireta e 1996 à 2005 b) Raiação ireta c) Raiação no Topo a Atmosfera, Raiação ireta e Raiação Global ) Ínice Raiométrico K e K. 20 Evolução as méias mensais iárias e raiação ireta para as ciaes e ama, amascus, eir Al-Zor e Lattakia (Síria), e Botucatu (Brasil). 21 Séries Anuais as Raiações Global, ifusa e ireta Acumulaos Mensais em MJ/m² e kwh

11 VII LISTA E SÍMBOLOS I sc Eo z n N FC F p (n/ N) I O I G I I G O G Constante Solar (1367 W/m²) Fator e correção a excentriciae a órbita a terra (u.a.) eclinação solar (graus) Latitue Local (graus) Ângulo orário Ângulo Zenital Número e horas e Brilho Solar (horas) Fotoperíoo (horas) Fator e correção isotrópico Fração e pera a raiação evio ao anel e sombreamento Razão e Insolação Irraiância no topo a atmosfera (W/m²) Irraiância global (W/m²) Irraiância ifusa (W/m²) Irraiância ireta (W/m²) Irraiação Global na superfície horizontal méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação ifusa na superfície horizontal méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação ireta na superfície horizontal méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação no topo a atmosfera méia mensal iária (MJ/m²/ia) Irraiação Global méia mensal (MJ/m²/mês) Irraiação ifusa méia mensal (MJ/m²/mês) Irraiação ireta na superfície horizontal méia mensal (MJ/m²/mês) [ ] Irraiação Global méia anual (MJ/m²/ano) G

12 VIII [ ] Irraiação ifusa méia anual (MJ/m²/ano) [ ] G Irraiação ireta na superfície horizontal méia anual (MJ/m²/ano) Irraiação Global méia entre meses (MJ/m²/mês) Irraiação ifusa méia entre meses (MJ/m²/mês) Irraiação ireta na superfície horizontal méia entre meses (MJ/m²/mês) Kt K K K Ínice e Clariae méio mensal iário Fração ifusa a raiação global méia mensal iária Fração ireta a raiação global méia mensal iária Fração ifusa a raiação no topo a atmosfera méia mensal iária K Fração ireta a raiação no topo a atmosfera méia mensal iária 3 PM 10 Material Particulao gm

13 1 RESUMO No presente trabalho é apresentao o estuo o potencial a energia solar isponível no município e Botucatu, através as análises as séries temporais méias anuais iárias, méias mensais iárias e séries anuais os acumulaos mensais as raiações global, ifusa e ireta na horizontal o períoo e 1996 à As irraiações, em MJ/m 2, foram calculaas a partir as integrações iárias as irraiâncias global I, irraiância ifusa, irraiância ireta na horizontal I e no topo a atmosfera I, eterminano-se as irraiações iárias:, e ; e méias mensais: G mensais, eterminou-se o ínice e clariae atmosfera), e as emais frações as raiações: G, e O I G. A partir as méias K t (razão a irraiação global pela o topo a K (razão a irraiação ifusa pela global), K (razão a irraiação ifusa pela o topo a atmosfera), K (razão a irraiação ireta pela global), K (razão a irraiação ireta pela o topo a atmosfera). Realizou-se uma análise estatística os aos e raiação solar, e forma a se obter os valores méios, esvios, máximos, mínimos, variação e acumulaos, mensais e anuais. E apresentaram-se e forma gráfica os resultaos estatísticos obtios para compará-los com os valores méios mensais iários a precipitação, nebulosiae e insolação, para que se possam explicar os fenômenos que causam as variações nos valores a série temporal e raiação solar na superfície terrestre e Botucatu. Os valores méios mensais iários a raiação global variaram e 21,0 MJ/m² em novembro até 12,6 MJ/m² em junho. A fração K meia anual foi e 53,0%. Os valores t

14 2 méios mensais iários a raiação ifusa variaram e 10,0 MJ/m² em ezembro até 3,7 MJ/m² em junho. A fração K méia anual foi e 37% e a fração K méia anual foi e 19,7%. Os valores méios mensais iários a raiação ireta variaram e 11,8 MJ/m² em novembro até 8,9 MJ/m² em janeiro e junho. A fração K K méia anual foi e 62% e a fração méia anual foi e 3,37%. Nas séries anuais acumulaas mensais, a energia méia acumulaa anual a raiação global foi e 6440,054 MJ/m². A energia méia ifusa acumulaa anual foi e 2472,658 MJ/m² e a energia méia acumulaa anual a raiação ireta foi e 3938,955 MJ/m².

15 3 POTENTIAL OF SOLAR RAIATION GLOBAL, IFFUSE AN IRECT IN BOTUCATU. Botucatu, p. issertação (Mestrao em Agronomia/Energia na Agricultura) Faculae e Ciências Agronômicas, Universiae Estaual Paulista. Author: TAIS INÁCIO Aviser: JOÃO FRANCISCO ESCOBEO Co-Aviser : EUARO NARINI GOMES SUMMARY The present work presents the potential of solar energy available in the city of Botucatu, by analyzing time series of annual average aily, monthly averages of aily an cumulative monthly series of annual global raiation, iffuse an horizontal irect in the perio of 1996 to The irraiation in MJ/m2 were calculate from aily integrations of the global irraiance I, iffuse irraiance I, horizontal irect irraiance I an at the top I O G of the atmosphere, by proviing aily the aily irraiation:, an ; an G monthly averages: G, an. From the monthly averages, it was etermine the clearness inex K t (global/top of the atmosphere irraiation), an other fractions of raiation: K (iffuse/global irraiation), K (iffuse/top of the atmosphere irraiation), K (irect/global irraiation), K (irect/top of the atmosphere irraiation). Was hel a statistical analysis of ata on solar raiation in orer to obtain the average values, eviation, minimum, maximum, variation an cumulative, monthly an yearly. An it showe in graphic statistical results obtaine to compare them with the monthly average aily values of precipitation, clouiness an sunshine, so that can explain the phenomena that cause variation in the values of time series of solar raiation on the Earth's surface of Botucatu. The values aily monthly average global raiation varie from 21.0 MJ/m² in november to 12,6 MJ/m² in june. The average annual K t fraction was 53,0%. The values aily monthly average iffuse

16 4 raiation varie from 10,0 MJ/m² in ecember to 3,7 MJ/m² in june. The average annual fraction was 37% an the average annual K K fraction was 19,7%. The values aily average monthly irect raiation varie from 11,8 MJ/m² in november to 8,9 MJ/m² in january an june. The average annual K fraction was 62% an the average annual K fraction was 3,37%. In the monthly accumulate annual series, the energy annual accumulate average of global raiation was 6440,054 MJ/m². The energy annual accumulate iffuse average was 2472,658 MJ / m² an the energy annual accumulate average raiation irect was 3938,955 MJ / m². Keywors: Global, irect an iffuse solar raiation, series of solar raiation

17 5 1 INTROUÇÃO A raiação solar é a energia raiante emitia pelo Sol sob a forma e raiação eletromagnética, seno a maior fonte e energia para a Terra, bem como o principal elemento meteorológico, pois é ela que esencaeia too o processo meteorológico afetano toos os outros elementos: temperatura, pressão, vento, chuva, umiae, etc. (PEREIRA et al., 2002). Após inciir no topo a atmosfera, a raiação solar interage com os elementos atmosféricos (gases, nuvens, partículas em suspensão, etc.), até atingir a superfície terrestre, por meio e processos e absorção e espalhamento. A raiação solar que atinge a superfície terrestre encontra-se iviia em uas componentes: ifusa e ireta. A raiação ifusa é ecorrente os processos e espalhamento a raiação solar na atmosfera e, portanto, é oriuna e toas as ireções o céu. A raiação ireta é a componente que atinge a superfície e não sofre interações com a atmosfera. A soma as uas componentes resulta na raiação global. O conhecimento a variabiliae a raiação solar global, ifusa e ireta e um eterminao local é base para muitos estuos climáticos, seno importante para o bom aproveitamento a energia solar, apresentano aplicações na meteorologia, climatologia, agricultura, biologia, engenharia, arquitetura (aquecimento e iluminação natural e ambientes), planejamento urbano, projetos ambientais e setor e energia, entre outros.

18 6 Os Estaos Unios, Japão e iversos países a Europa encontram-se em pleno esenvolvimento tecnológico na área e raiação solar e suas aplicações, principalmente após a crise o petróleo e com o aquecimento global e outros problemas ambientais, que atualmente tornaram-se muito relevantes. O Brasil, por sua vez, também vem ganhano importância no mercao as fontes limpas e alternativas e energia. Entretanto, iversos são os problemas enfrentaos na ree solarimétrica brasileira para a eterminação o potencial e energia solar na superfície terrestre: poucas são as localiaes que meem a raiação solar; o alto custo instrumental e a necessiae e pessoal especializao ificultam a implantação e operação e uma ree e estações e raiometria solar; existe grane ificulae e se encontrar séries e raiação solar normais e 30 anos, encontrano-se apenas bases e aos inferiores à 10 anos. e forma a se solucionar a problemática acima apontaa, os objetivos este trabalho são: 1) Realizar um estuo o potencial a energia solar para o município e Botucatu, por meio a análise a série temporal e 10 anos e meia as raiações global, ifusa e ireta iárias e ínices raiométricos K t, K, K, K e K ; 2) Realizar uma análise estatística os aos e raiação solar, e maneira a se obter os valores méios, esvios, máximos, mínimos, variação e acumulaos, mensais e anuais; 3) Apresentar e forma gráfica os resultaos estatísticos obtios e compará-los com os valores méios mensais iários a precipitação, nebulosiae e insolação, para que se possam explicar os fenômenos que causam as variações nos valores a série temporal e raiação solar na superfície terrestre e Botucatu. A Estação e Raiometria Solar a UNESP e Botucatu/SP monitora a raiação solar global, a raiação ifusa e a raiação ireta na horizontal ese 1996, apresentano uma base e aos suficientemente longa para geração e séries temporais mais curtas (10 anos). Estas informações são e grane importância para viabilizar a instalação e sistemas térmicos e fotovoltáicos para aquecimento e fluíos e ambientes, para geração e potência mecânica ou elétrica, para uma eterminaa região com características climáticas semelhantes à Botucatu, garantino o máximo aproveitamento ao longo o ano, one as variações a intensiae a raiação solar sofrem significativas alterações.

19 7 2 REVISÃO E LITERATURA 2.1 Raiação Solar A raiação solar é um importante elemento o clima, pois como a principal fonte e energia primária a terra, é responsável pela istribuição a fauna e a flora no planeta, influenciano iretamente as ativiaes fisiológicas os seres vivos e os fenômenos climáticos. (ASSIS et al. 2004). Seguno Pereira et. al. (2002) a raiação solar é a fonte primária e toos os fenômenos atmosféricos e e processos físicos, químicos e biológicos observaos em ecossistemas agrícolas, poeno ser aproveitaa sob várias formas, tais como a captura pela biomassa, o aquecimento e ar e água para fins omésticos e inustriais, fotoeletriciae para pequenos potenciais e fontes para ciclos termoinâmicos variaos. Além a sua importância na caracterização climática as regiões, o conhecimento a inciência e raiação solar em escala local é funamental para estuos agroclimatológicos. A sua isponibiliae e a sua previsão são essenciais no esenvolvimento e projetos e aproveitamento e energia solar para iversas finaliaes (FILO et. al. 2007). O Brasil, por se tratar e um país tropical, com granes porções e suas terras localizaas próximas à linha o Equaor, recebe com maior intensiae os raios solares, e consequentemente, os valores méios e raiação solar ao longo o ano são mais elevaos, principalmente quano o sol eclina mais próximo à latitue local, se comparaos com outros países o muno. Fatores estes, muito relevantes para o aproveitamento e conversão e energia solar em energia elétrica, visto que a emana por energia no muno é crescente, principalmente as fontes limpas e renováveis, como é o caso a energia solar.

20 8 Seguno (Camargo et. al. 2000) as fontes não renováveis como o petróleo e o carvão esgotam-se e sua queima acelera os efeitos anosos o aquecimento global. Com isso, novas formas e gerar energia elétrica sem esses inconvenientes estão seno paulatinamente introuzias. Entre elas estaca-se a fotoeletriciae. A energia solar fotovoltáica transforma a raiação solar em eletriciae. Logo, países tropicais como o Brasil com regiões e ótima insolação são caniatos potenciais à utilização esse tipo e energia. Seno uma energia renovável e não poluente quano e sua utilização, ela escapa as restrições ambientais que começam a ser impostas às fontes não renováveis como o petróleo, carvão e nuclear. e acoro com estuos e Pereira et. al. (2002) o potencial e energia solar isponível compreene o máximo possível e raiação solar inciente sobre a superfície o solo, para um eterminao ia e local, estano a atmosfera presente e completamente isenta e nuvens urante too o ia. Seu conhecimento é importante na estimativa a emana máxima e evaporação, evapotranspiração, e em artifícios e engenharia solar, como aqueceores, secaores, fogões solares, refrigeraores, etc. O conhecimento a trajetória a raiação solar até atingir a superfície terrestre é importante para iferenciarmos a intensiae, a quantiae e a qualiae a raiação inciente sobre eterminaa localiae e época o ano, que se iferenciam no topo a atmosfera (item 2.2) e na superfície a Terra, seno que neste seguno caso, a raiação solar se ivie em uas componentes e acoro com as alterações sofrias ao interagir com a atmosfera terrestre: a componente ireta e a componente ifusa, que serão mais etalhaas no item Raiação no Topo a Atmosfera A raiação solar inciente no topo a atmosfera terrestre varia basicamente com a latitue, a eclinação solar, ângulo horário e a excentriciae a órbita terrestre, fatores que, por sua vez, epenem os movimentos e rotação, que fazem com que um local receba os raios solares com inclinação iferente ao longo o ia, e os movimentos e translação ao reor o Sol, one a Terra está sempre recebeno raiação.

21 9 A raiação solar que chega no topo a atmosfera é igual para os locais com latitues semelhantes. Observa-se que a raiação no topo varia conforme a latitue, como mostra a Figura 1. Nas latitues menores ocorrem menores oscilações energéticas, e para as latitues maiores, há maiores amplitues e energia. A raiação que chega no topo a atmosfera na latitue 0 varia e 35,69 MJ/m² à 38,90 MJ/m², e a raiação na latitue e 40 varia e 13,54 MJ/m² à 44,80 MJ/m². Raiação no Topo a Atmosfera (MJ/m²/ia) Lat. 0 S Lat. 10 S Lat. 20 S Lat. 30 S Lat. 40 S Tempo (ias) Figura 1 - Intensiae e energia no topo a atmosfera em locais e iferentes latitues. A irraiância no topo a atmosfera conforme Iqbal (1983) através a equação: I O foi calculaa instantaneamente I O I sc Eo( sensen cos cos cos) (1) One, I O = irraiância no topo a atmosfera (W/m²); I SC = a constante solar equivalente a 1367 W/m²; E 0 = é fator e correção a excentriciae a órbita a Terra (u.a);

22 10 = é a latitue local, em graus; = é a eclinação solar, em graus; = é o ângulo horário, em graus. efinio por I O O valor a irraiância solar terrestre que chega no topo a atmosfera é, e este varia com a latitue e com o ia o ano, fatores esses que afetam o ângulo e inciência os raios solares. Quanto maior a latitue, maior a amplitue e I O entre o verão e inverno. A constante solar I SC efine-se como a ensiae e fluxo e raiação solar inciente numa superfície perpenicular aos raios solares, sem os efeitos atenuantes a atmosfera, e a uma istância equivalente a uma uniae astronômica. O valor e varia ligeiramente em função a emitância o Sol, seno aotao um valor méio equivalente a 1367 W/m². (Iqbal, 1983). A latitue é a coorenaa geográfica ou geoésica efinia na esfera, no elipsóie e referência ou na superfície terrestre, que é o ângulo entre o plano o equaor e a normal à superfície e referência. A eclinação solar epene apenas a posição relativa entre a Terra e o Sol, e seu valor é ao por tabelas fornecias pelos observatórios astronômicos. O ângulo horário é formao pelo meriiano one se encontra o Sol e o meriiano local. A passagem o Sol pelo meriiano local ivie o ia em uas partes simétricas. O períoo e rotação a Terra é e 24 horas, ou seja, este é o tempo entre uas passagens consecutivas o Sol pelo meriiano local. Isso significa que são percorrios 360 em 24h, corresponeno a 15 /hora. I SC 2.3 Componentes a Raiação Solar ao interagir na atmosfera A raiação solar ao entrar na atmosfera, sofre algumas alterações causaas por moléculas e gases, vapor 'água, poeira, e outras partículas e aerossóis, resultano em moificações na quantiae, na qualiae e na ireção os raios solares que

23 11 atingem a superfície terrestre. O fruto a interação raiação-atmosfera ao interagir com seus componentes (naturais e artificiais) e inciir na superfície, é constituía a raiação solar ifusa e raiação solar ireta. A raiação solar ifusa é a raiação que chega à superfície terrestre, através o espalhamento a raiação por gases e partículas suspensas na atmosfera. Seguno Pereira et al. (2002) esse processo é mais facilmente percebio em ias e céu nublao e em ias com alto teor e poeira, quano a raiação solar tem mais ificulae e atingir iretamente a superfície. A raiação solar ifusa varia com o angulo zenital o sol e sua estimativa é bastante complexa. Apesar isso costuma-se consierar que, para ias e céu claro, esta contribua com cerca e 15% o total e raiação que chega à superfície e é meia por um piranômetro com anel e sombreamento. (PEREIRA et al. 2002) A raiação solar ireta consiste na parcela a energia raiante inciente no topo a atmosfera e que chega iretamente à superfície terrestre e que não sofre esvios em sua trajetória. É meia em muitas estações por meios iniretos ou pelo métoo a iferença, e por moelos e estimativa, evio ao alto custo os instrumentos. A soma a raiação solar ifusa e a raiação solar ireta resulta na raiação solar global, que poe ser efinia como o total e energia emitia pelo sol, que incie sobre a superfície terrestre. A raiação solar global é um elemento meteorológico e grane relevância, principalmente em ativiaes agropecuárias. Assim, é importante meir a isponibiliae e raiação solar global em um eterminao local e períoo o ano. Seu monitoramento é realizao através e um piranômetro. iferentemente o total e raiação que chega no topo a atmosfera, que é igual para os locais e mesma latitue, a raiação global na superfície terrestre poe variar em locais e latitues semelhantes. Essa situação ocorre evio ao efeito atenuaor a atmosfera ser característico em caa local, epeneno a concentração os constituintes atmosféricos variáveis em função o tipo e ativiae humana e caa lugar (inústria, silvicultura, meio urbano, meio rural, poluição, partículas e aerossóis, emissão e CO 2, nuvens, etc). e acoro com Marques et al. (2008), estuos realizaos em três ciaes o Estao o Amapá, Brasil, com latitues próximas, Macapá (lat. 0.04º S e long.

24 O), Pacuí (lat S e long O) e Oiapoque (lat S e long O), mostram que os valores méios mensais e raiação solar global variam ao longo o ano, exemplificano que a intensiae e energia que incie na superfície terrestre sofre granes variações temporais em função as conições atmosféricas e caa local. Esta área o país é caracterizaa por um clima equatorial superúmio, grane quantiae e calor e umiae, evio à proximiae com o Oceano Atlântico. As temperaturas variam entre 20 C a 36 C, e existem uas estações bem efinias: verão e inverno. Os ínices pluviométricos ocorrem anualmente em méia superiores a mm. Na tabela 1, são mostraos os valores méios mensais e raiação global para três ciaes o Amapá. Tabela 1 - Valores méios mensais (MJ/m²), mínimos, máximos e méias anuais e Raiação Solar Global para ciaes o Amapá/Brasil. Ciaes Lat. Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov ez Mé Mín Máx Macapá 0,04 18,4 15,8 14,0 14,4 16,6 18,0 19,4 21,2 26,7 22,0 20,9 15,1 18,5 14,0 22,7 Pacuí 0,96 15,1 14,0 11,5 11,9 14,0 15,5 19,8 19,8 21,6 19,8 18,0 14,4 16,3 11,5 21,6 Oiapoque 3,81 10,8 11,9 8,3 7,9 7,6 7,6 8,6 12,2 18,4 16,9 15,8 12,2 11,5 7,6 18,4 Seguno Pereira et. al (2002) a proporção entre a raiação solar ireta e a raiação solar ifusa varia ao longo o ia (ângulo e inciência os raios solares), e também com as conições e nebulosiae. Quanto mais nublao, maior a proporção e raiação ifusa, menor a proporção e raiação ireta, e menor o valor e raiação global. Muitos autores na literatura estrangeira meiram e analisaram as componentes a raiação solar ao reor o muno, principalmente em países one há um éficit e isponibiliae e energia, e grane necessiae e estuos na área. Em algumas localiaes, como Arábia Sauita, Síria, Turquia, África, os autores estuaram iversas ciaes, comparano aos e raiação em iferentes pontos e um mesmo país. Islam et al. (2009) analisaram aos e raiação solar global méia mensal iária em Abu habi, UAE, (lat º N e long L) e outras quatorze ciaes a Arábia Sauita (Au habi, Amman, Bahrain, Tunis, Alger, Riah, Bagha, Sala(oman), oha, Casablanca, Sana, Mosul, amas, Jerusalém e Kuwait). Os valores méios e raiação global obtios variaram e 16,17 MJ/m² em Alger à 21,54 MJ/m² em Abu habi. Os valores

25 13 mínimos variam e 7,92 MJ/m² em Alger à 14,40 MJ/m² em Abu habi. E os máximos variam e 20,88 MJ/m² em Sana a 30,24 MJ/m² em Amman. Al-Mohama (2004) analisou aos méios mensais iários e raiação solar global, ireta e ifusa para quatro localiaes a Síria. As ciaes foram escolhias e acoro com as principais regiões o país: ama (lat N e long L), amascus (lat N e long L), eir Al-Zor (lat N e long L) e Lattakia (lat N e long L). Os valores méios e raiação global obtios variaram e 16,7 MJ/m² em Lattakia à 18,7 MJ/m² em amascus, os valores mínimos variaram e 7,9 MJ/m² em Lattakia à 9,1 MJ/m² em amascus, e os valores máximos variaram e 24,5 MJ/m² em Lattakia à 27,7 MJ/m² em ama. Para a raiação ifusa, os valores méios variaram e 4,8 MJ/m² em amascus à 6,1 MJ/m² em Lattakia, os valores mínimos variaram e 3,3 MJ/m² em eir Al-Zor à 3,7 MJ/m² em ama, e os máximos variaram e 6,8 MJ/m² em amascus à 8,9 MJ/m² em ama. E os valores méios obtios para a raiação ireta variaram e 10,8 MJ/m² em Lattakia à 14,3 MJ/m² em amascus, os valores mínimos variaram e 3,6 MJ/m² em Lattakia à 5,8 MJ/m² em amascus, e os valores máximos variaram e 17,3 MJ/m² em Lattakia à 20,6 MJ/m² em eir Al-Zor. Ulgen & epbasli (2009) analisaram aos méios mensais iários e raiação solar global em três ciaes a Turquia, Ankara (lat º N e long L), Istanbul (lat N e long L) e Izmir (lat N e long L). Para Ankara foi obtio valor méio e 15,55 MJ/m², valor mínimo e 5,1 MJ/m² e valor máximo e 25,6 MJ/m². Em Istanbul foram obtios valor méio e 14,08 MJ/m², mínimo e 4,3 MJ/m² e máximo e 23,9 MJ/m². E em Izmir o valor méio foi e 16,92 MJ/m², mínimo e 7,2 MJ/m² e máximo e 26,3 MJ/m² Oulata & Oulata (2002) estuaram aos méios mensais iários e raiação solar global em Aana, localizaa no sul a Turquia (lat N e long L). O valor méio obtio foi e 12,56 MJ/m², mínimo e 5,13 MJ/m² e máximo e 18,51 MJ/m². ove & Göttsche (1999) analisaram aos e raiação solar global em vinte localiaes no Zimbabwe (lat S e long L), West Nicholson, Bulawayo, Mt. arwin, Beit Brige, Buffalo Rang, Maronera, Masvigo, Nyanga, Kariba, arare, Victoria Fal, Binga, Gran Reef, Gweru, Kaoma, Karoi, Makoholi, Matopos, Tsholotsho e Mukani. Os valores méios variaram e 20,64 MJ/m² em arare à 23,40 MJ/m² em Victoria

26 14 Fal, os valores mínimos variaram e 15,00 MJ/m² em Buffalo Rang à 19,70 MJ/m² em Victoria Fal, e os valores máximos variaram e 23,20 MJ/m² em Mukani à 27,00 MJ/m² em Buffalo Rang. Bulut (2004) meiu aos méios mensais a raiação solar global iária no Sueste a Anatólia, região a Turquia. Foram analisaos aos e 7 ciaes: Aiyaman (lat N e long L), Batman (lat N e long L), iyarbakir (lat N e long L), Gaziantep (lat N e long L), Kilis (lat N e long L), Siirt (lat N e long L) e Sanliurfa (lat N e long L. Os valores méios variaram e 13,36 MJ/m² em Aiyaman à 17,77 em iyarbakir, os valores mínimos variaram e 4,72 MJ/m² em Batman à 7,58 MJ/m² em Siirt, e os valores máximos variaram e 20,32 MJ/m² em Aiyaman à 28,18 MJ/m² em iyarbakir. Aras et al. (2006) também analisaram aos méios mensais iários a raiação solar global na Turquia (lat N e long L), meios ese 1964, analisano 12 ciaes a região a Anatólia Central: Afyon, Ankara, Cankiri, Corum, Eskisehir, Kayseri, Kírsehir, Konya, Nevsehir, Nige, Sivas e Yozgat. Na literatura brasileira, Souza et al. (2005) analisaram aos méios mensais iários e raiação solar global no Maceió (lat S e long O).

27 15 3 MATERIAL E MÉTOOS 3.1 escrição o Clima A Estação e Raiometria Solar está localizaa na área rural e Botucatu, no epartamento e Recursos Naturais a Faculae e Ciências Agronômicas, (FCA/UNESP), Universiae Estaual Paulista, a Lat S e Long O, e 786 metros acima o nível o mar e aproximaamente 221 km o Oceano Atlântico. e acoro com a classificação climática e Köppen, o clima e Botucatu é classificao como Cwa, temperao úmio, com inverno seco e verão quente. O ia mais longo (solstício e verão) tem 13,4 horas em ezembro, e o mais curto (solstício e inverno) tem 10,6 horas em junho. Os efeitos climáticos característicos que afetam iretamente os valores as raiações solares em Botucatu poem ser observaos por meio os valores méios mensais nas séries e temperatura, umiae, precipitação e insolação, como mostraos na Figura 2. Analisano a evolução anual méia mensal e 35 anos e aos, percebemos que os meses e fevereiro e julho são o mais quente e frio o ano, respectivamente, com temperaturas méias e 23,12 C e 17,10 C, enquanto que fevereiro e agosto são os meses mais e o menos úmios, com percentuais e 78,25% e 63,97% respectivamente. A evolução anual a temperatura e umiae relativa méia mensal segue as variações astronômicas o sol, os valores são maiores quano o sol eclina mais próximo a latitue local, raiação solar mais elevaa, e menores valores quano eclina no hemisfério norte, raiação solar menos elevaa.

28 16 Temperatura o Ar ( O C) a Temperatura o Ar Umiae Relativa Umiae Relativa (%) Precipitação (mm) b Precipitação Insolação Insolação (horas) 16 J F M A M J J A S O N Tempo ( Meses ) 60 0 J F M A M J J A S O N Tempo ( Meses ) 150 Figura 2 - a) Evolução anual a temperatura e umiae méias mensais e 35 anos. b) Evolução anual a precipitação e número e horas e brilho solar acumulaos méios anuais (35 anos). A precipitação é mais elevaa nos meses e janeiro (246,22mm), fevereiro (199,13mm), março (172,33mm), outubro (106,19mm), novembro (139,05mm), ezembro (201,42mm) e menores em abril (66,77mm), maio (80,24mm), junho (55,75mm), julho (37,54mm), agosto (36,10mm), setembro (87,54mm), como ilustra a Figura 2 b). e acoro com a Figura 2b, o ciclo a precipitação é constituío e períoos bem istintos, e acoro com o regime e chuvas: o períoo chuvoso (outubro à março) e o períoo seco (abril à setembro), one os ínices pluviométricos encontram-se abaixo o nível e 100mm. No períoo chuvoso, e outubro a março, concentrao nas estações a primavera e verão, quano ocorrem mais e 80% o total anual e chuvas, a precipitação é e natureza convectiva, originaa o processo e convecção livre. A chuva convectiva é o tipo localizaa, com grane variabiliae espacial; a intensiae é moeraa a forte epeneno o esenvolvimento vertical a nuvem; a preominância é no períoo a tare ou início a noite, e a uração, é curta à méia, e minutos à horas. São provocaas pela intensa

29 17 evapotranspiração e superfícies úmias e aquecias. O ar ascene em parcelas e ar que se resfriam e forma praticamente aiabática (sem trocar calor com o meio exterior) urante sua ascensão. No períoo seco e abril à setembro, nas estações e outono e inverno, a precipitação é o tipo frontal, originaa o encontro as massas frias e secas vinas a região sul com as massas quentes e úmias a região sueste o Brasil, típicas as latitues méias. Por ser mais pesao, o ar frio faz o ar quente subir na atmosfera. Com a subia a massa e ar quente e úmia, há um resfriamento a mesma que conensa e forma a precipitação. A istribuição a chuva é generalizaa na região; a intensiae é e fraca a moeraa, epeneno o tipo e frente fria; e a uração é e méia a longa (horas ou ias), epeneno a velociae e eslocamento a frente. Os meses com o maior número e horas e brilho solar (mês acima e 200 horas total) são março (201,1), abril (217,0), maio (211,3), julho (227,00), agosto (229,0), outubro (211,0) e novembro (212,7) e os meses com o menor número e horas e brilho solar (mês abaixo e 200 horas total) são janeiro (184,9), fevereiro (175,1), junho (195,6), setembro (191,3) e ezembro (188,3). A nebulosiae é outro efeito climático que também afeta iretamente a raiação solar em Botucatu, e refere-se a fração o céu coberta pelas nuvens quano observao e uma localização em particular e foi calculaa pela equação f= 1-n/N e expressa o número e horas que o sol ficou encoberto numa razão e insolação n/ N, one n é o número e horas e brilho solar e N é o fotoperíoo. A evolução temporal a nebulosiae apresenta-se em contraste ao número e horas e brilho solar e é proporcional às evoluções a temperatura e umiae relativa, na grane maioria os meses, seno mais elevaa nos meses e janeiro com valor e (0,61), fevereiro (0,49), março (0,41), junho (0,43), setembro (0,41) outubro (0,46), novembro (0,48), ezembro (0,54) e menores em abril (0,33), maio (0,33), julho (0,30) e agosto (0,27), como mostra a Figura 3. A exceção ocorre por conta os meses e maio e junho, nos quais a nebulosiae aumenta, a baixos níveis e temperatura e umiae. Essa singulariae ocorre por conta as entraas as frentes frias vinas o sul o país que arrastam granes quantiaes e massas e ar frio, a partir a metae o outono, nos meses e abril e maio.

30 18 1,0 0,8 Nebulosiae 0,6 0,4 0,2 0,0 J F M A M J J A S O N Tempo ( meses ) Figura 3 - Evolução a nebulosiae méia mensal a série e 10 anos no períoo e 1996 à Características o Local e acoro com o censo emográfico 2007 realizao pelo IBGE (Instituto Brasileiro e Geografia e Estatística), Botucatu conta com habitantes. É uma ciae o tipo universitária, inseria em uma região rural com plantações e cana e açúcar e eucaliptos. Não possui granes inústrias e nem possui um excesso e automóveis. e acoro com aos o IBGE (2007) a frota e veículos automotores para a ciae e Botucatu em 2005 é e , incluino automóvel (36.977), caminhão (1.288), caminhonete (2.730), ônibus (360), micro-ônibus (181), motocicleta (8.634) e motoneta (1.220). Botucatu conta com cerca e 4% e sua área territorial (1483 km²) ocupao por cana e açúcar, e renimento aproximao e tonelaas e cana por ano, uma moesta quantia se comparao com as ciaes vizinhas. Porém nos meses o períoo a seca, a partir e junho até novembro, a atmosfera local apresenta elevaa concentração e materiais particulaos provenientes as queimaas a cana e açúcar e as usinas que prouzem açúcar e álcool. As ciaes ajacentes (70 ciaes entro e um raio e 300 km)

31 19 incluino aquelas ciaes que tem meias e material particulao (Limeira e Santa Gertrues) totalizam aproximaamente 36 milhões e tonelaas e cana e açúcar e renimento por ano, extensão exceente cerca e 14% o total e área (COATO et al., 2008). Portanto, ao reor e Botucatu, esta é uma significante contribuição a poluição o ar pela queimaa a biomassa. Os poluentes atmosféricos conhecios como material particulao (também conhecio pela sigla em inglês PM) não constituem uma espécie química efinia, e sim um conjunto e partículas no estao sólio ou líquio com iâmetro menor que 100μm que incluem pós, poeiras, fumaças e aerossóis emitios para atmosfera e iversas maneiras. (Torres & Martins, 2005). e acoro com a CETESB (2001), a notação PM 10 poe ser efinia e maneira simplificaa como aquela cujo iâmetro aeroinâmico é menor que 10 μm. As partículas inaláveis poem aina ser classificaas como partículas inaláveis finas PM 2.5 (<2,5μm) e partículas inaláveis grossas (2,5 a 10μm). Os efeitos essas partículas poem variar muito em função e sua natureza química e e suas imensões. As partículas finas, evio ao seu tamanho iminuto, poem atingir os alvéolos pulmonares, já as grossas ficam retias nas vias superiores o sistema respiratório. A evolução anual as méias mensais iárias a AO (Aerossol Optical epth) o períoo e 2000 a 2008, aos obtios pelo satélite AQUA-MIR, mostram que a partir o início as queimaas a cana e açúcar em junho/julho, a concentração e aerossóis aumenta consieravelmente nos meses e agosto e setembro, one passa pelo valor máximo e AO= 0.35, que é o equivalente a concentração e e gm (COATO et al., 2008). PM 10 O ciclo a colheita a cana e açúcar termina no mês e novembro evio a ificulae o transporte a matéria prima, no períoo chuvoso. Nos meses e outubro a ezembro, a concentração e aerossóis ecresce graativamente, até atingir valores AO= 0.16 ou 20.0 ug.m -3. Nos meses o ano seguinte, e janeiro até junho, a concentração e aerossóis continua a ecrescer até atingir o menor nível e concentração maio, antes e iniciar o novo ciclo. PM 10 no mês e

32 Instrumentação A irraiância global G é monitoraa por um piranômetro Eppley PSP enquanto a ifusa por um piranômetro Eppley PSP, associao a um anel e sombreamento Melo-Escobeo (ME). A irraiação ireta na horizontal é geraa pelo métoo inireto, ou seja, pela iferença entre a irraiação global G e a irraiação ifusa, meia na mesma freqüência, por meio a equação = -. A figura 4 mostra os aparelhos e meias a irraiação ifusa (piranômetro com anel e sombreamento ME) e global (piranômetro). G a) b) Figura 4 Aparelhos utilizaos para o monitoramento a raiação solar no Laboratório e Raiometria Solar a UNESP/Botucatu/SP. a) Piranômetro com anel e sombreamento ME que mee a irraiância ifusa. b) Piranômetro que mee a irraiância global. As características operacionais referentes a fator e calibração, intervalo espectral, tempo e resposta, lineariae, resposta ao co-seno e a temperatura os etectores a raiação global e ifusa estão apresentaas na Tabela 2.

33 21 Tabela 2. Características operacionais os etectores a raiação global e ifusa. Raiação Global ifusa Sensor- Marca Piranômetro EPPLEY PSP Piranômetro EPPLEY PSP c/ Anel e Sombreamento (R - 0,40m, L - 0,10m) Fator e Calibração 7,45μV/Wm -2 7,67μV/Wm -2 Intervalo Espectral nm nm Tempo e Resposta 1s 1s Lineariae ± 0,5 % ( 0 a 2800 W/m²) ± 0,5 % ( 0 a 2800 W/m²) Co-seno ± 1% (0 < z < 70º) ± 3% (70º < z < 80º) ± 1% (0 < z < 70º) ± 3% (70º < z < 80º) Resposta à temperatura ± 1% e - 20º C a 40º C ± 1% e - 20º C a 40º C As outras variáveis meteorológicas com seus respectivos sensores e meias, utilizaas neste trabalho para compará-las com os valores méios anuais iários, méias mensais iárias e acumulaos mensais as séries e raiação global, ifusa e ireta em Botucatu, estão apresentaos na Tabela 3. Tabela 3. Variáveis meteorológicas e sensores e meias. Variável Sensor Umiae Relativa Temperatura o Ar Insolação Precipitação igrógrafo - Filotécnica Milano Termógrafo - Filotécnica Milano eliógrafo - Campbell Strokes Pluviógrafo Ota Keiki Seisakusho Co Lta. 3.4 Métoo o anel e sombreamento Seguno al Pai (2005) no métoo o anel e sombreamento, o anel, com seu eixo principal alinhao na ireção o plano o horizonte local e inclinao com ângulo

34 22 igual a latitue local, obstrui a raiação ireta sobre o piranômetro posicionao na área sombreaa pelo anel, permitino apenas a inciência a raiação ifusa. O anel e sombreamento não necessita e rastreamento solar, exigino apenas correções mecânicas iárias. iferentes montagens encontram-se citaas na literatura e as mais conhecias são as e rummon (1956) e Robinson e Stoch (1964). Na montagem e rummon, o piranômetro mantém-se fixo e o anel e sombreamento translaa paralelamente ao plano o horizonte local para compensar as variações a eclinação solar. Na montagem e Robinson e Stoch, o piranômetro mantém-se fixo no centro o anel, o qual é rotacionao em torno e seu centro para compensar as variações a eclinação solar. as uas montagens, a e rummon é atualmente a mais utilizaa e comercializaa. Seguno al Pai (2005) uma montagem alternativa, baixo custo, e fácil operação e manutenção foi proposta por Melo e Escobeo (1994) montagem ME cujo princípio operacional é inverso à montagem e rummon. Nesse sistema, o anel e sombreamento é mantio fixo e inclinao com ângulo igual a latitue local, e para compensar a eclinação solar, o piranômetro translaa paralelamente ao plano o horizonte local numa base móvel para permanecer abaixo a sombra prouzia pelo anel. O métoo o anel e sombreamento tem como esvantagem o uso e fatores e correção (FC) para compensar a parcela (F p ) a irraiância ifusa barraa pelo anel e sombreamento (rummon, 1956; Kasten et al, 1983; ehne, 1984; Stanhill, 1985) aa pela equação (2).Para a montagem ME, Oliveira et al (2002) esenvolveu analiticamente a fração e pera para o anel (equação (3)) em função e parâmetros geométricos e geográficos. (al Pai, 2005). 1 FC 1 F P F P 2b.cos R. cos cos 2. w S 0 cos one b é a largura o anel, R o raio, a eclinação solar, a latitue o local, o ângulo horário e Z o ângulo zenital. Z w (2) (3)

35 23 São utilizaos o moelo e correção isotrópico e o moelo e correção anisotrópico (em função a cobertura e céu). O primeiro não contempla os efeitos atmosféricos (poluição, vapor água, turbiez, etc.), e para o moelo e correção anisotrópico a base e aos e irraiação ifusa meia pelo anel e sombreamento Melo - Escobeo foi separaa e agrupaa em função a transmissiviae atmosférica, seguino os critérios e classificação e Liu e Joran (1960), iviios em três intervalos istintos: 0 < < 0,30; 0,30 < K < 0,65; 0,65 < K < 1, representano as conições e céu nublao, parcialmente t nublao e claro, respectivamente (al Pai, 2005). t K t K t 3.5 Controle e qualiae os aos A calibração os sensores e raiação solar são realizaas a caa 2 anos, usano os proceimentos recomenaos pela Organização Munial e Meteorologia (1965). e 1996 a 2005 estes aparelhos operaram continuamente. Na aquisição e aos utilizou-se e um Microlloger a Campbell Scientific, Inc., CR23X operano na freqüência e 1z e armazenano méias e 5 minutos ou 300 leituras. Os aos armazenaos iariamente no móulo e memória SM192 a Campbell são transferios para um microcomputaor através e uma interface SC532 e o software PC208w a Campbell. Os aos foram armazenaos, e submetios a um controle e qualiae, one foram verificaos iniviualmente para a ientificação e possíveis erros e coleta, e armazenamento ou e transferência. Os aos negativos e os zeros absolutos foram excluíos, para não comprometer a série e aos e 10 anos e garantir a confiabiliae as meias. Numa outra etapa, os aos foram processaos através e programas específicos para a geração e gráficos por meio o programa ORIGIN 6.0, eterminano-se as séries temporais méias anuais iárias, méias mensais iárias e séries anuais os acumulaos mensais as raiações global, ifusa e ireta.

36 escrição a Base e aos A Estação e Raiometria Solar e Botucatu/SP monitora a raiação solar global e a raiação ifusa ese 1996, e a raiação ireta é obtia pela iferença entre a raiação global e a raiação ifusa. Outras variáveis meteorológicas também foram inspecionaas neste estuo, como precipitação, insolação e nebulosiae. Levano-se em consieração que para a eterminação o clima e um eterminao local, são analisaos as variáveis meteorológicas e uma base e aos e 30 anos. Neste presente trabalho utilizou-se e uma base e aos suficientemente longa para a geração e séries temporais mais curtas (10 anos) e 1996 a 2005, que atenem para iversas finaliaes, tais como agronômicas, meteorológicas, etc. A série e aos foi inspecionaa e os valores suspeitos foram removios as séries. Fatores como períoos e calibração os sensores, mal funcionamento o sistema e aquisição e aos, curto-circuito na fiação subterrânea que comunica os sensores ao atalogger, entre outros, poem gerar aos inconsistentes que evem ser removios o banco e aos. Foram removios, para a raiação global, 20 ias em 1996, 4 ias em 1997, 7 ias em 1998, 29 ias em 1999, 5 ias em 2000, 11 ias em 2001, 9 ias em 2002, 4 ias em 2003, 9 ias em 2004 e 7 ias em Para a raiação ifusa foram removios 20 ias em 1996, 5 ias em 1997, 6 ias em 1998, 29 ias em 1999, 6 ias em 2000, 12 ias em 2001, 9 ias em 2002, 4 ias em 2003, 16 ias em 2004 e 7 ias em Na raiação ireta foram removios 35 ias em 1996, 25 ias em 1997, 30 ias em 1998, 38 ias em 1999, 17 ias em 2000, 27 ias em 2001, 20 ias em 2002, 23 ias em 2003, 46 ias em 2004 e 27 ias em Para a insolação foram removios 9 ias em 1996, 3 ias em 1997, 4 ias em 1998, 22 ias em 1999, 3 ias em 2000, 4 ias em 2001 e 2002, 1 ia em 2003, 6 ias em 2004 e 5 ias em Na precipitação foram removios 13 ias em 1996, 2 ias em 1997, 4 ias em 1998, 22 ias em 1999, 2 ias em 2000, 4 ias em 2001 e 2002, 1 ia em 2003, 6 ias em 2004 e 5 ias em 2005.

37 25 Os ias em que se tiveram meias perias foram estimaos na base e aos méia mensal através a multiplicação o número e ias o mês pela méia mensal, e forma a que o calculo os somatórios anuais não fossem prejuicaos, para que a série e aos e 10 anos não ficasse comprometia. 3.7 Base e aos iária e Méia Mensal As irraiações, em MJ/m 2, foram calculaas a partir as integrações iárias as irraiâncias global I e irraiância ifusa I. A raiação ireta na horizontal G foi obtia pela iferença entre a irraiação global e a irraiação ifusa, por meio a equação = -, obtias em MJ/m 2. eterminano-se as irraiações iárias:, G G G I e ; e méias mensais: G, e, one o símbolo representa energia integraa no intervalo e tempo iário e representa energia méia mensal iária, e os símbolos, G, e representam as irraiações global, ifusa e ireta na horizontal. integração iária e I O. A irraiação no topo a atmosfera O foi eterminaa a partir a 3.8 Cálculo as Méias Mensais iárias Na evolução anual as raiações global, ifusa e ireta na horizontal, calcularam-se as méias mensais as energias integraas e caa ia: x 1 j j i1 x (4) One x é a méia mensal a raiação iária, one x representa as raiações global G, ifusa e ireta, e j é o número e ias o mês.

38 26 A partir as energias méias mensais iárias, eterminaram-se as méias mensais e 10 anos a raiação global G, ifusa e ireta (iária) através a expressão: j 2005 (5) x i1996 x one x é a méia mensal iária e 10 anos a raiaçãog, e. 3.9 Cálculo as Frações O ínice e clariae K t foi obtio através a relação entre a irraiação global G, e a irraiação no topo a atmosfera K t = G O O, pela equação: (6) A fração ifusa a irraiação global K, foi calculaa mensalmente, através a relação entre a irraiação ifusa K = através a relação entre a irraiação ifusa através a equação: irraiação ireta G pela irraiação global G, conforme segue: (7) A fração ifusa a irraiação no topo a atmosfera K, foi obtia e a irraiação no topo a atmosfera O, K = (8) O A fração ireta a irraiação global e a irraiação global K = G K G, conforme a equação:, foi obtia pela relação entre a (9)