ADVECÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA SOBRE UM CAMPO DE AMENDOIM IRRIGADO. Mário de Miranda Vilas Boas Ramos LEITÃO 1 Gertrudes Macario de OLIVEIRA 2

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1 ADVECÇÃO E DISTRIBUIÇÃO DE ENERGIA SOBRE UM CAMPO DE AMENDOIM IRRIGADO Mário de Miranda Vilas Boas Ramos ITÃO Gertrudes Maario de OLIVEIRA 2 Professor do Departamento de Ciênias Atmosférias CCT/UFPB. miranda@da.ufpb.br 2 Mestranda em Meterologia CCT/UFPB, bolsista da CAPES. gertrude@da.ufpb.br ABSTRACT Estimates of the latent heat flow () based on the energy balane method orreted for advetive effets, are ompared with estimates obtained by the original energy balane method. The partition of the available energy in terms of the omponents of the energy balane, in two parts of the experimental field is disussed. This researh was onduted in a peanut field, in the irrigated perimeter of the Experimental Station of CODEVASF, in the ity of Rodelas-Ba. The effets of advetion of sensible heat on water loss from rop are disussed in detail. The results showed that during the yle of development of the rop, in the seond half of the experimental field the latent heat flux was 22% of available radiant energy. - INTRODUÇÃO Nas regiões áridas e semi-áridas, pesquisas têm revelado a existênia de uma fonte adiional de energia na forma de adveção, que ontribui de forma signifiativa para aumentar a evapotranspiração (Rosenberg, 972; Leitão, 989). Segundo Prueger et al. (996), superfíies heterogêneas em regiões áridas e semi-áridas, são muitas vezes araterizadas por adveção horizontal de alor sensível de superfíies seas para superfíies úmidas. Sorbjan (995) estudando fluxos de alor na amada limite onvetiva, verifiou que ao negligeniar-se a adveção de ar frio, onduz a subestimação de fluxos e a de ar quente a uma sobrestimação. Segundo Hanks et al. (97), o uso do método do balanço de energia para estimar a evapotranspiração sobre ulturas irrigadas em regiões semi-áridas, pode resultar em erros de 2-4%, quando não são onsiderados os fluxos horizontais de alor sensível e latente. Este estudo objetiva avaliar o uso do método do balanço de energia orrigido dos efeitos advetivas sobre uma ultura de amendoim irrigado no semi-árido do nordeste. 2 - MATERIAL E MÉTODOS Esta pesquisa foi onduzida no perímetro irrigado da Estação Experimental da Companhia de Desenvolvimento do Vale do São Franiso - CODEVASF, no muniípio de Rodelas - Ba (lat. 8 o 5 S; long. 38 o 46 W; alt. 27m), durante o período de 2 de setembro a 23 de dezembro de 996. Para monitorar o experimento, três torres mirometeorológias foram instaladas ao longo do ampo experimental, na direção predominante do vento, distaniadas 25m uma da outra (fig. ), ontendo sensores para medir temperatura do ar e úmida a e 2m, radiação solar inidente e refletida, saldo de radiação, fluxo de alor no solo e veloidade do vento a e 2m. As aquisições de dados foram efetuadas om um MICROLOGGER 2X, a ada segundo, que possibilitaram médias a ada 5 minutos, a partir das quais foram determinados os totais diários. Para efeito das analises, o ampo experimental foi dividido em duas áreas: área ompreendendo a primeira metade do ampo (entre as torres e 2) e área 2 onsiderando a segunda metade do ampo (entre as torres 2 e 3).

2 Figura - Distribuição das torres mirometeorológias no ampo experimental ESTIMATIVAS DO FLUXO DE CALOR LATENTE Brakke et al. (978) propuseram uma modifiação na razão de Bowen para ontemplar a variação horizontal dos fluxos de alor latente e sensível no método do balanço de energia. Rn G z L e u C T P x x dz p ( ). () onde Rn é o saldo de radiação, G é o fluxo de alor no solo, é a razão de Bowen, é a densidade do ar, u é a veloidade do vento, L o alor latente de evaporação, P é a pressão atmosféria, é a razão entre os pesos moleulares do vapor d água e ar seo (,622), C p é o alor espeífio do ar e e/x e T/x os gradientes horizontais de pressão parial do vapor d água e de temperatura, respetivamente. A eq. () representa a equação modifiada da razão de Bowen para o método do balanço de energia, que inlui os gradientes horizontais de temperatura e pressão de vapor. A suposição de igualdade dos oefiientes de troa turbulenta para o alor sensível e vapor d água podem ausar erros nas estimativas de (MBE) sob ondições de adveção de alor sensível. Verma et al. (978) propuseram a seguinte expressão para orrigir estes erros: K h /K w = 2,95+3,72(T/e)+,72(T/e) 2 (2) -,<T/e<-,8 Logo a nova razão de Bowen será: (P p /L )[2,95+3,72(T/e)+,72(T/e) 2 ]T/e (3) substituindo a equação (3) na equação (), tem-se:

3 Rn G z L e T u( C ) dz. p (4) P x x Com os valores de o alulados pela eq. (4) e as medidas de Rn e G, alulou-se o fluxo de alor sensível da superfíie (Ho) utilizando a eq. (). 3 - RESULTADOS E DISCUSSÕES Analisando as urvas da figura, que representa o omportamento do fluxo de alor latente na primeira metade do ampo experimental - área, durante um dia no iníio da fase de resimento, verifia-se que o fluxo de alor latente orrigido dos efeitos advetivos (o) pela eq. (4), apresentase no intervalo de a 6 horas e depois das 7 horas, maior do que obtido pelo método original do balanço de energia, ou seja, nesta parte do ampo experimental houve adveção de ar seo apenas nestes dois intervalos, enquanto no resto do dia observou-se adveção de ar úmido. No entanto, observando as urvas da figura 2, perebe-se que houve uma aentuada adveção de alor sensível durante todo período diurno, ou seja, o foi superior a entre 6 e 8 horas. Isto india a existênia de desloamento de ar mais seo e quente sobre a segunda metade do ampo experimental (área 2), provavelmente, devido ao aqueimento do solo no próprio ampo experimental, ainda quase totalmente desoberto em toda sua extensão. Esta situação produziu maior influênia advetiva de alor sensível na área 2, tendo em vista que o vento passava iniialmente na área, para depois hegar a área 2. Por outro lado, omo o fluxo de ar antes de atingir a área passava por uma área vegetada quase sempre bem umedeida devido as onstantes irrigações, os efeitos advetivos na área ontribuiram para reduzir o fluxo de alor latente. Uma análise do balanço de energia para este mesmo dia, onforme mostram as urvas das figuras 3 e 4, enquanto na área a energia disponível (Rn) não foi utilizada apenas para transferir vapor d água para atmosfera (o positivo), mas também para aqueer o ar (Ho positivo) e o solo (G positivo), na área 2 durante todo o período diurno Ho apresentou-se negativo, indiando a oorrênia de adveção de alor sensível, ou seja, ar mais quente hegando a área 2, o que ontribuiu para aumentar de forma signifiativa o fluxo de alor latente nesta parte do ampo experimental. Observando agora as urvas das figuras 5 e 6, que apresentam os valores diários integrados de e o para todo o ilo de desenvolvimento da ultura, perebe-se que, enquanto na área é menor do o em apenas alguns dias, na área 2 o é maior do que durante quase todos os dias. Isto vem onfirmar a oorrênia de adveção de ar úmido (fluxo de alor sensível positivo) na maioria dos dos dias sobre a primeira metade do ampo (área ) e de adveção de ar mais seo (fluxo de alor sensível negativo) sobre a segunda metade do ampo (área 2). Finalmente, analisando esta situação em termos de partição da energia disponível em relação aos demias omponentes do balanço de energia durante o ilo de desenvolvimento da ultura, onstata-se através do omportamento das urvas das figuras 7 e 8 que, enquanto na área, em nenhuma fase de desenvolvimento da ultura, Ho apresentou-se negativo, na área 2 apenas na fase de floração não houve ontribuição adiional de energia, ou seja, nas demais fases de desenvolvimeto da ultura oorreu adiionamento de energia ao sistema por adveção de alor sensível (Ho negativo) e de forma mais aentuada durante a fase de solo nu, om o representando 22,% da energia disponível.

4 o o Figura - Fluxos e o obtidos pelo MBE original e orrigido da adveção na área, em um dia do estágio de resimento da ultura. Figura 2 - Fluxos e o obtidos pelo MBE original e orrigido da adveção na área 2, em um dia do estágio de resimento da ultura Rn o Ho G Rn o Ho G Figura 3 - Comportamento dos omponentes do balanço de energia na área, durante um dia da fase de resimento da ultura. Figura 4 - Comportamento dos omponentes do balanço de energia na área 2, durante um dia da fase de resimento da ultura. Fluxos (MJ/m2/d) Sep 6-Ot 26-Ot 5-Nov 5-De 25-De Data Fluxos (MJ/m2/d) Sep 6-Ot 26-Ot 5-Nov 5-De 25-De Data o o Figura 5 - Fluxos e o obtidos pelo MBE original e orrigido da adveção na área, ao longo do ilo de desenvolvimento da ultura. Figura 6 - Fluxos e o obtidos pelo MBE original e orrigido da adveção na área 2, ao longo do ilo de desenvolvimento da ultura.

5 Partição de Rn (%) o Ho G Fluxos Partição de Rn (%) o Ho G Fluxos Solo nu Floração Cresimento Maturação Solo nu Floração Cresimento Maturação Figura 7 - Partição da energia disponível (Rn) em termos de, H e G na área, durante ada estágio de desenvolvimento da ultura. Figura 8 - Partição da energia disponível (Rn) em termos de, H e G na área 2, durante ada estágio de desenvolvimento da ultura. 4 - CONCLUSÕES Os resultados mostram que enquanto na primeira metade do ampo experimental (área ) houve ontribuição advetiva de ar úmido (Ho positivo), proveniente das vizinhanças do ampo, na segunda metade do ampo experimental (área 2), os efeitos advetivos resultantes da entrada de ar mais seo sobre esta área, foram bastante aentuados. Esta situação observada na área 2, mostra que houve uma geração de adveção de alor sensível (Ho negativo) dentro da própria área experimental, isto oorreu devido grande parte da superfíie do solo ter permaneido desoberta durante todo ilo de desenvolvimento da ultura. Sob tais ondições, o solo ao se aqueer transferiu alor para a atmosfera adjaente, e este, ao ser levado pela orrente de ar, ontribuiu para aumentar o fluxo de alor latente ao longo do ampo. As situações menionadas, araterizam uma nítida geração de adveção de ar úmido entrando na primeira metade do ampo experimental e uma aentuada adveção loal de ar seo sobre a segunda metade do ampo, que ulminou om um aumento expressivo de, durante não apenas em dias isolados, mas, ao longo do ilo de desenvolvimento da ultura. REFERÊNCIAS Brakke, T.W., Verma, S.B. and Rosenberg, N.J., 978. Loal and Regional Components of Sensible Heat Advetion. J. Appl. Meteorol., 7: Hanks, R.J., Allen, L.H. and Gardner, H.R., 97. Advetion and Evapotranspiration of Wide-Row Sorghum in the Central Great Plains. Agron. J., 63: Leitão, M.M.V.B.R., 989. Balanço de radiação e energia numa ultura de soja irrigada. (Dissertação de Mestrado). DCA/CMM - TD N o 3, Campina Grande, p. Prueger, J.H., Hipps, L.E., Coopper, D.I., 996. Evaporation and the development of the loal boundary layer over an irrigated surfae in an arid arid region. Agriultural and Forest Meteorology 78: Rosenberg, N.J., 972. Frequeny of potential evapotranspiration rates in Central Great Plains. J. Irrig. Drain. Div. Am. So. Engrs., New York, 98(2): Apud. Met. Geoastrophys. Abstr., Lanaster, Pa., 24() 4, Jan [Resumo]. Sorbjan, Z., 995. Toward Evaluation of Fluxes in the Convetive Boundary Layer. Journal of applied Meteorology, 34: