ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL ATRAVÉS DOS MÉTODOS DE THORNTHWAITE, PENMAN MODIFICADO E TANQUE CLASSE A NO MEIO-OESTE CATARINENSE

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1 ESTIMATIVA DA EVAPOTRANSPIRAÇÃO POTENCIAL ATRAVÉS DOS MÉTODOS DE THORNTHWAITE, PENMAN MODIFICADO E TANQUE CLASSE A NO MEIO-OESTE CATARINENSE Elfride Anrain Lindner 1 ; Angelo Mendes Massignam 2 ; Daniela Proner Canale 3 ; Elisane Zilio 4 & Masato Kobiyama 5 RESUMO A importância da evapotranspiração potencial (ETP) no ciclo hidrológico tem se evidenciado nos estudos de disponibilidade hídrica para os múltiplos usos da água. O presente trabalho tem por objetivo comparar a evapotranspiração potencial média mensal e anual estimada pelos métodos de Thornthwaite, Penman modificado e tanque classe A para as estações meteorológicas de Caçador, Campos Novos e Videira, no meio-oeste catarinense. O método Tanque Classe A apresentou valores mais próximos da ETP estimada pelo método de Penman modificado e uma menor dispersão dos valores quando comparado com o método Thornthwaite. Os métodos de Thornthwaite e tanque classe A tiveram as maiores dispersões em relação à ETP estimada por Penman modificado nos meses mais quentes. ABSTRACT The importance of potential evapotranspiration in the hydrological cycle has long been recognized in water resources availability for water multiple-uses. The objective of this study was to estimate the potential evapotranspiration for Caçador, Campos Novos and Videira meteorological stations in middle-west of Santa Catarina State by Thornthwaite, modified Penman and Class A pan methods. The Class A pan method presented more similar values of ETP when compared with the modified Penman method and a smaller dispersion when compared with the Thornthwaite method. The Class A pan and Thornthwaite methods shown higher dispersion in relation with the ETP estimated by the modified Penman during hotter months. Palavras-chave Penman modificado, Thornthwaite, tanque classe A. INTRODUÇÃO Evapotranspiração potencial é a quantidade de água transferida para a atmosfera por evaporação e transpiração, na unidade de tempo, de uma superfície extensa completamente coberta de vegetação de porte baixo e bem suprida de água (PENMAN, 16, apud TUCCI & BELTRAME, 2001). A evapotranspiração é utilizada na determinação do balanço hídrico para a identificação dos períodos de excesso ou escassez de água (MARCUSSI et al., 2006). 1 Doutoranda em Engenharia Ambiental (UFSC). Professora da Universidade do Oeste de Santa Catarina, Joaçaba/SC. elfride.lindner@unoesc.edu.br 2 Doutor em Agricultural Science. Professor da Universidade do Oeste de Santa Catarina, Joaçaba/SC. angelo.massignam@unoesc.edu.br 3 Acadêmica de Engenharia Civil da Universidade do Oeste de Santa Catarina, Joaçaba/SC. daniela.canale@gmail.com 4 Acadêmica de Engenharia Civil da Universidade do Oeste de Santa Catarina, Joaçaba/SC. lisizilio@yahoo.com.br 5 Doutor em Engenharia Florestal. Professor ENS - Universidade Federal de Santa Catarina, Florianópolis/SC. kobiyama@ens.ufsc.br

2 O conhecimento da perda d água de uma superfície natural é de suma importância nos diferentes campos do conhecimento científico, especialmente nas aplicações da meteorologia e da hidrologia às diversas atividades humanas (ONS, 2004). A determinação da evapotranspiração de uma cultura é importante nas práticas agrícolas, tais como: irrigação, estudos de épocas de semeadura que aumente a eficiência de utilização da água, em regiões ou períodos em que há limitações hídricas. Para estimativa da evapotranspiração potencial o método de Thornthwaite ganhou popularidade por necessitar somente de dados de temperatura do ar. O tanque evaporimétrico Classe A tem uso generalizado pela sua simplicidade e o método de Penman modificado destaca-se pela melhor precisão de resultados em razão do maior número de parâmetros. O presente trabalho teve por objetivo estimar a evapotranspiração potencial média mensal e anual pelos métodos de Thornthwaite, Penman modificado e tanque classe A para as estações meteorológicas de Caçador, Campos Novos e Videira, no meio-oeste catarinense. MATERIAIS E MÉTODOS Foram utilizados os parâmetros temperatura do ar (ºC), umidade relativa do ar (%), velocidade do vento (km/h), insolação (horas/dia) e evaporação da água no tanque classe A em nível diário de três estações meteorológicas (Tabela 1), provenientes de séries históricas de períodos uniformes e coincidentes, no período entre 01/01/1986 a 31/12/2004. Os dados utilizados para a execução deste trabalho foram obtidos da Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina S.A. EPAGRI e do 8 Distrito de Meteorologia, Instituto Nacional de Meteorologia INMET. Tabela 1 Descrição de estações meteorológicas no meio-oeste catarinense Código da Estação Município Latitude Sul Longitude Oeste Altitude (m) Caçador 26 46'00" 51 00'00" Campos Novos 27 22'59" 51 12'12" Videira 27º00'14" 51º09'00" 774 A ETP mensal foi calculada por três métodos: Penman Modificado, Thornthwaite e Tanque classe A, em ambiente EXCEL. O método de Penman Modificado foi detalhado por Doorenbos e Pruitt (1977); os métodos de Thornthwaite e do tanque classe A foram descritos por Pereira et al. (2002). A técnica da regressão foi aplicada para verificar a dispersão dos valores da ETP calculada pelos métodos de Thornthwaite e tanque classe A quando comparado aos valores obtidos pelo método de Penman modificado, tomado como padrão, para os valores médios mensais.

3 RESULTADOS E DISCUSSÃO A tabela 2 apresenta o coeficiente (Kp) do tanque classe A calculado para as três estações do meio-oeste catarinense. Doorenbos e Pruitt (1977) indicaram que o valor da altura de evaporação obtida no tanque evaporimétrico Classe A deve ser multiplicado por um fator de proporcionalidade. Segundo o Operador Nacional do Sistema Elétrico (ONS, 2004) para relacionar a evaporação de um reservatório e do tanque A o fator Kp oscila entre 0,6 e 0,8. Observam-se valores superiores, notadamente na estação de Videira. Tabela 2 Coeficiente mensal e média anual do tanque classe A (Kp) para as estações da meiooeste catarinense Mês Jan. Fev. Mar. Abr. Maio Jun. Jul. Ago. Set. Out. Nov. Dez. Méd. Caçador 0,82 0,84 0,83 0,84 0,84 0,84 0,81 0,77 0,80 0,80 0,78 0,77 0,81 Videira 0,86 0,87 0,87 0,88 0,89 0,89 0,87 0,85 0,85 0,84 0,83 0,84 0,86 Campos 0,78 0,80 0,79 0,80 0,81 0,80 0,77 0, 0, 0, 0,74 0, 0,78 Em termos anuais, o método de Thornthwaite subestimou a ETP quando comparado com o método de Penman para as três estações estudadas em 21, 24 e 14% para Caçador, Campos Novos e Videira, respectivamente (Tabela 3). Entretanto, o método de Thornthwaite superestimou a ETP mensal quando comparado com o método de Penman modificado somente para a Estação de Videira nos meses de abril a junho (Figura 1). Em termos mensais, as maiores diferenças entre a ETP de Penman e Thornthwaite foram encontradas nos meses do verão e primavera para as três estações. O método do Tanque Classe A subestimou a ETP anual quando comparado com o método de Penman em 7% e 2% para Caçador e Videira e superestimou em 4% para Campos Novos (Tabela 3). Resultados similares foram obtidos por Farias et al. (1994) com maiores valores para ETP no interior de estufas plásticas pelo método de Penman modificado quando comparados aos valores do tanque Classe A. Figueiredo et al. (2002) comparando os métodos de Penman-Monteith com tanque classe A em Minas Gerais concluíram que o tanque classe A superestima a ETP nos meses de maio a julho. De uma forma geral o método do Tanque Classe A superestimou a ETP mensal quando comparado com o método de Penman nos meses mais frios para as três estações (Figura 1). Tabela 3 - Evapotranspiração potencial média mensal e anual (mm) calculada pelos métodos de Penman modificado (P), Thornthwaite (T) e tanque classe A (A) para estações meteorológicas do meio-oeste catarinense. Método Evapotranspiração annual, mm Caçador Campos Novos Videira Penman modificado 1077,4 1120,0 1071,2 Thornthwaite 851,3 858,8 916,6 Tanque classe A 1001,2 1161,5 1048,5

4 ETP (mm/mês) 1 Caçador Penman Thornthw aite Classe A Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez ETP (mm/mês) 1 Campos Novos Penman Thornthw aite Classe A Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez ETP (mm/mês) 1 Videira Penman Thornthw aite Classe A Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez Mês Figura 1 Evapotranspiração potencial, em mm/mês, estimada pelos métodos de Penman modificado, Thornthwaite e tanque classe A, para as estações de Caçador, Campos Novos e Videira. A figura 2 mostra a correlação entre os valores estimados de ETP comparando os métodos de Thornthwaite e tanque classe A ao método Penman modificado, adotado como padrão. A ETP estimada pelo Tanque Classe A apresentou uma melhor correlação com a ETP estimada por Penman em Campos Novos e Videira e a ETP estimada por Thornthwaite apresentou uma melhor correlação em Caçador.

5 1 Caçador y = 0,9119x + 13,782 R 2 = 0, Caçador y = 1,2592x + 0,6227 R 2 = 0, Campos Novos y = 1,147x - 17,53 R 2 = 0,8927 Campos Novos y = 1,2994x + 0,5309 R 2 = 0,86 1 Videira y = 1,0627x - 3,5633 R 2 = 0,67 Classe A (mm/mês) 1 Videira y = 1,1692x - 0,3923 R 2 = 0,8221 Thornthwaite (mm/mês) Figura 2 - ETP calculada pelos métodos do tanque classe A e Thornthwaite em relação à ETP estimada pelo método de Penman modificado para as estações meteorológicas de Caçador, Campos Novos e Videira. CONCLUSÕES O método Tanque Classe A foi o que apresentou valores mais próximos da ETP estimada pelo método de Penman modificado e uma menor dispersão dos valores quando comparado com o método Thornthwaite.

6 Os métodos de Thornthwaite e tanque classe A tiveram as maiores dispersões em relação à ETP estimada por Penman modificado nos meses mais quentes. REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS DOORENBOS, J.; PRUITT, W. O. Guidelines for predicting Crop Water Requirements. Rome: FAO (FAO Irrigation and Drainage Paper, 24) EPAGRI - Empresa de Pesquisa Agropecuária e Extensão Rural de Santa Catarina. /Centro de Informações de Recursos Ambientais e de Hidrometeorologia de Santa Catarina. Dados hidrometeorológicos FARIAS, J.R.B.; BERGAMASCHI, H.; MARTINS, S.R. Evapotranspiração no interior de estufas plásticas. Revista Brasileira de Agrometeorologia, Santa Maria, v. 2, p , FIGUEIREDO, F.P.; SOARES, A.A.; COSTA, L.C.; RAMOS, M.M.; OLIVEIRA, F.G. Análise comparativa das estimativas da evapotranspiração de referência, pelos métodos de Penman- Monteith e tanque classe A, nas condições edafoclimáticas do norte de Minas Gerais. UNIMONTES CIENTÍFICA, Montes Claros, v.4, n.2, jul./dez MARCUSSI, F.F.N.; ARANTES, E.J.; WENDLAND, E.C. Avaliação de métodos de estimativa de evapotranspiração potencial e direta para a região de São Carlos-SP. In: I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul-Sudeste, 2006, Curitiba - PR. Anais do I Simpósio de Recursos Hídricos do Sul- Sudeste. Porto Alegre - RS : ABRH, v. 1. p. 21. OLIVEIRA, S. M. de. Análise do Processo Chuva-vazão de Duas Bacias Hidrográficas na Região Litorânea do Estado do Paraná, Através do Modelo de Tanque Dissertação (Mestrado) Universidade Federal do Paraná. Curitiba, ONS Operador Nacional do Sistema Elétrico. Evaporações líquidas nas usinas hidrelétricas. ONS. RE 3/ Disponível em: Acesso em 17/09/2006. PEREIRA, A.R.; ANGELOCCI, L. R.; SENTELHAS, P. C. Agrometeorologia: Fundamentos e aplicações práticas. Guaíba: Agropecuária, p. TUCCI, C.E.M; BELTRAME, L. F. S. Evaporação e Evapotranspiração. In: Hidrologia Ciência e Aplicação. 2. ed.; 2. reimpr. Porto Alegre, Ed. Universidade/UFRGS: ABRH. 943 p. VESTENA, L.R. Balanço hídrico da bacia do rio Ribeirão da Onça, no município do Paraná Dissertação (Mestrado). Universidade Federal do Paraná. Curitiba, 2002.