Balanço hídrico e classificação climática de Thornthwaite para a cidade de Palmas TO

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1 Balanço hídrico e classificação climática de Thornthwaite para a cidade de Palmas TO Erlan Silva de Sousa 1 ; Frank Wylha Borges Lima 1 ; Girlene Figueiredo Maciel 2 ; Josineide Pereira de Sousa 3, Aurelio Pessôa Picanço 4. Graduando de Eng. Ambiental UFT. erlan.mat@gmail.com; Prof. Assistente, Eng. Ambiental UFT. maciel@uft.edu.br; Téc. do LabMet Eng. Ambiental UFT. E- mail: jps@uft.edu.br. Prof. Adjunto, Eng. Ambiental UFT. aureliopicanco@uft.edu.br. ABSTRACT This study aimed to make the Thornthwaite and Mather (1955) climatological water balance, in order to determine the Thornthwaite s climatic formula to Palmas-TO, during the period from 2001 to From the results of potential evapotranspiration (), real evapotranspiration (ETR), water deficit (DEF) and water surplus (EXC), water, aridity and humidity rates were established, based on the number of continuous data from the meteorological station, located on the campus of Palmas (UFT). Thereby were obtained the climate formula C2wA'a' to Palmas-TO, characterizing the climate as subhumid, with mild water deficit during the dry season (winter), megathermic (annual exceeding 1140 mm) and the index of thermal efficiency () concentrated during the summer less than 48% of total annual. The annual average temperature was 26.8 º C and the total annual average precipitation was mm. Palavras-chave: Clima; Balanço Hídrico; Índice Térmico. 1 INTRODUÇÃO Palmas é a capital e maior cidade do estado do Tocantins, localiza-se na região central do estado, à margem direita do Rio Tocantins cujas coordenadas geográficas são: latitude 10º10 Sul, longitude 48º25' Oeste e altitude de 214 metros (estação meteorológica). População estimada em, aproximadamente, habitantes. O conhecimento das condições climáticas de uma determinada região, é necessária para que se possa estabelecer estratégias, que visem o manejo mais adequado dos recursos naturais, almejando dessa forma, a busca por um desenvolvimento sustentável e a implementação das práticas agropecuárias viáveis e seguras para os diversos biomas da região. As mudanças no clima podem acarretar significativos impactos nos setores naturais, social e econômico. Os extremos climáticos associados à temperatura e precipitação podem também afetar consumo de energia, conforto humano e turismo (Subak et al., 2000; Qian e Lin, 2005). O aumento nas perdas econômicas devido a extremos de tempo e, especialmente, o aumento nas perdas de vidas, tem sido regularmente notícias de jornais, despertando o interesse da comunidade científica em estudar tais fenômenos (Kostopoulo e Jones, 2005). Para uma exploração racional (tecnicamente correta, economicamente viável, socialmente justa e ambientalmente sustentável) é necessária a definição das condições limitantes à preservação ambiental e ao cultivo. A escassez de água pode ocasionar mudanças no ecossistema e perdas na produção, dependendo da sua intensidade e da época de ocorrência (Fabres, 2009).

2 Evidenciado a carência de informações básicas sobre os elementos climáticos, são utilizados dados de precipitação e temperatura, para se estabelecer o balanço hídrico e classificação climática para determinar as características climáticas da região. O balanço hídrico climatológico é uma das várias maneiras de se monitorar a variação do armazenamento de água no solo. A partir do suprimento de água ao solo, via precipitação ou irrigação, da demanda atmosférica e da capacidade de água disponível, o balanço hídrico fornece estimativas da evapotranspiração real, da deficiência e do excedente hídrico e do armazenamento de água no solo. O balanço hídrico assim calculado torna-se um indicador climatológico da disponibilidade hídrica em uma região (Pereira et al., 1997), o que é fundamental no planejamento das atividades agrícolas. Para Aguilar et al. (1986) os resultados oriundos de um balanço hídrico podem ser úteis no processo de zoneamento agroclimático de uma região, cálculo da demanda potencial de água das culturas irrigadas, definição de prioridades no planejamento de pesquisas ou, ainda, no conhecimento do regime hídrico. Existem diversos tipos de balanços hídricos, cada um com a sua finalidade principal, e um desses modelos mais conhecidos foi o proposto por Thornthwaite, em 1948, posteriormente modificado por Mather, em 1955, que ficou conhecido como Balanço Hídrico de Thornthwaite e Mather, Segundo Ometto (1981) a pri ncipal função deste balanço hídrico é servir como base para uma classificação climática. Assim, objetivando disponibilizar maior número de informações sobre os aspectos climáticos da microrregião e utilizando-se os dados de precipitação e temperatura do ar, estabeleceu- se o balanço hídrico climático e a classificação climática de Thornthwaite para o Município de Palmas-TO. 2 - MATERIAIS E MÉTODOS No presente trabalho foram utilizados registros diários da temperatura e precipitação, obtidos junto à estação meteorológica da universidade federal do Tocantins, instalada no campus universitário de Palmas. Para o cálculo do balanço hídrico climatológico utilizou-se os dados normais de temperatura e precipitação para o período de 2001 a 2009 e da capacidade de armazenamento de água no solo de 100 mm. Os procedimentos para obtenção do balanço hídrico climático foram realizados a partir do método proposto por Thornthwaite e Mather (1955). Para tal, lançou mão do software desenvolvido em planilhas eletrônicas do excel por Rolim e Sentelhas (1999). Desta forma, foram pode-se obter os valores normais das seguintes variáveis: evapotranspiração real e potencial, excedente e deficiência hídrica. A classificação climática foi realizada a partir do método proposto por Thornthwaite, citado em Vianello e Alves (1991). determinou-se inicialmente o índice hídrico (I H ), que é a relação em percentagem entre o excedente hídrico (EXC) e a evapotranspiração po tencial (), como segue: EXC I H 100 (Eq. 1) Logo, a seguir determinou-se o índice de aridez (I A ), que expressa a deficiência hídrica em percentagem da evapotranspiração potencial, a partir da expressão abaixo: DEF I A 100 (Eq. 2) O índice de umidade (I M ) relaciona os índices anteriores e foi então definido como: 100EXC60DEF I M (Eq. 3)

3 Uma vez calculados os índices e com o auxílio de tabelas pode-se obter a fórmula climática e consequentemente caracterizar o clima de Palmas TO, pelo método de Thornthwaite. Inicialmente, a partir do índice de umidade identifica-se o tipo climático e na seqüência os diversos subtipos climáticos, com base no índice de aridez e/ou hídrico, no índice térmico () e do percentual da durante o verão. 3 - RESULTADOS E DISCUSSÃO Os resultados do balanço hídrico climático podem ser visualizados na Tabela 1 e seu extrato através da Figura 1. Observa-se que para o período em estudo a precipitação total média anual foi de 1513,8 mm e distribuição ao longo do ano, bastante irregular, que evidencia duas estações bem distintas, ou seja, uma chuvosa que situa-se entre os meses de outubro e abril e contribui com, aproximadamente, 97% do volume pluviométrico anual e a outra seca que ocorre entre os meses de maio e setembro e representa pouco mais de 3% do total médio anual. A evapotranspiração potencial (), praticamente constante ao longo do ano, atinge um total médio anual de 1.706,4 mm, fato este associado as altas temperaturas médias mensais. Por outro lado, a evapotranspiração real (ETR) acompanha de certa forma, a trajetória anual das chuvas, ou seja, destacando os períodos chuvoso e seco e alcança um total anual de 1.182,5 mm. A deficiência hídrica que se observa durante o período de estiagem se prolongou até inicio de outubro e totalizou 523,9 mm. Já o excedente hídrico, para o período em estudo, não se verificou durante todos os meses da estação chuvosa e totalizou apenas 331,3 mm. Esta variável ocorreu entre os meses de dezembro e abril, sendo que parte do mês de outubro e o mês de novembro caracterizaram-se como um período de reposição de água no solo. Tabela 1 Balanço Hídrico Climatológico para Palmas TO, durante o período de 2001 a 2009, segundo o método proposto por Thornthwaite & Mather (1955). T ( C) P ETR DEF EXC Meses JAN 26,9 248,7 134,8 134,8 0,0 113,9 FEV 26,5 202,3 119,3 119,3 0,0 83,0 MAR 26,3 226,9 132,0 132,0 0,0 95,0 ABR 26,9 155,4 142,4 142,4 0,0 13,0 MAI 26,8 91,6 148,0 134,7 13,3 0,0 JUN 26,1 4,9 131,9 45,8 86,0 0,0 JUL 25,8 0,3 130,6 11,9 118,7 0,0 AGO 27,1 2,0 155, 9 5,4 150,4 0,0 SET 28,3 46,1 175,3 46,8 128,5 0,0 OUT 27,7 134,6 161,6 134,7 26,9 0,0 NOV 27,2 197,7 142,6 142,6 0,0 0,0 DEZ 26,5 203,2 132,1 132,1 0,0 26,5 ANO 26,8 1513,8 1706,4 1182,5 523,9 331,3 T = Temperatura do ar; P = Precipitação; = Evapotranspiração Potencial; ETR = Evapotranspiração real; DEF = Deficiência Hídrica e EXC = Excedente Hídrico. A Figura 2, que mostra o extrato do balanço hídrico para Palmas TO, durante o período de 2001 a 2009, ilustra claramente os períodos de deficiência e excedência hídrica,

4 retirada e reposição de água no solo, evidenciando em termos quantitativos os respectivos volumes de cada período. Para obtenção da classificação climática, utilizaram-se as tabelas constantes em Vianello e Alves (1991). Os cálculos dos três índices resultaram nos seguintes valores: I M I A I H , ,9 1706,4 523, ,7 1760, ,3 1760,4 12,42 0,994 A classificação climática segundo Thornthwaite para Palmas TO é a do tipo C 2 (Subúmido I M = 0,994), com moderada deficiência de água no inverno ( w I A = 30,7 ), megatérmico (A - volume anual do índice térmico ( = 1706,4 mm) é superior a mm), a isto quer dizer que a evapotranspiração potencial observada durante a estação do verão representa menos de 48% do total anual. Assim sendo, o clima de Palmas TO pode ser definido pela seguinte fórmula: C 2 wa a. De forma resumida o clima pode assim ser descrito: Clima Subúmido, com duas estações bem definidas (uma chuvosa e a outra seca), apresenta durante a estação seca (inverno) moderada deficiência hídrica, megatérmico com elevados valores anuais de evapotranspiração potencial, sendo que menos de 48% da se concentra no verão. 300 Balanço Hídrico Normal Mensal mm Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Precipitação ETR Figura 1 Gráfico do balanço hídrico para Palmas TO. Método de Thornthwaite e Mather (1955), para o período de

5 Deficiência, Excedente, Retirada e Reposição Hídrica ao longo do ano mm Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez 4 CONCLUSÕES Deficiência Excedente Retirada Reposição Figura 2 Extrato do balanço hídrico normal mensal, para o período de 2001 a De acordo com o exposto pode-se concluir que: Embora os meses de outubro e novembro estejam entre os meses da estação chuvosa, são caracterizados como período de reposição da água no solo; As elevadas temperaturas médias contribuem de forma decisiva para a evapotranspiração potencial total anual exceder o volume pluviométrico total anual; Apesar da estação chuvosa se prolongar ao longo de sete meses não é suficiente para exceder a evapotranspiração potencial. Tanto o balanço hídrico quanto a classificação climática evidenciam a necessidade de irrigação, para os cultivos, durante a estação seca. 5 - REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS AGUILAR, D.J., KRUKER, R.J.M., CALHEIROS, R.O. et al. Determinação da Evapotranspiração Potencial e Balanço Hídrico da Região da Grande Dourados. Dourados: EMBRAPA-UEPAE, p. OMETTO, José Carlos. Bioclimatologia Vegetal. São Paulo: Ceres, p. PEREIRA, A. R., VILLA NOVA. Nilson Augusto, SEDIYAMA. Gilberto C. Evapo(transpi)ração. Piracicaba: FEALQ, p. QIAN, W., LIN, X. Regional trends in recent precipitation indices in China. Meteorology and Atmospheric Physics, v. 90, p , SUBAK, S., et al. The impact of the anomalous weather of 1995 on the UK economy. Climatic Change, v. 44, p. 1-26, ROLIM, Glauco de Sousa, SENTELHAS, Paulo Cesar. Balanço Hídrico Normal por Thornthwaite & Mather (1955). Piracicaba. ESALQ CD-ROM. VIANELLO, Rubens Leite & ALVES, Adil Rainier. Meteorologia Básica e Aplicações. Viçosa, UFV, Impr. Univ., p.