Graduando em bacharelado em Geografia pela Universidade Estadual de Feira de Santana - 2

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1 ESTUDO COMPARATIVO ENTRE O BALANÇO HÍDRICO CLIMATOLÓGICO DE THORNTHWAITE (1948) E A CURVA OMBROTÉRMICA DE BAGNOULS & GAUSSEN (1957): PESQUISA APLICADA AO MUNICÍPIO DE FEIRA DE SANTANA-BA PAULO ROBERTO SANTANA OLIVEIRA 1 SELMA BARBOSA BASTOS 2 ROBSON ARGOLO DOS SANTOS 3 ROSÂNGELA LEAL SANTOS 4 Resumo: A caracterização dos períodos secos e úmidos no semiárido do Nordeste brasileiro é de fundamental importância, assim como a noção da disponibilidade hídrica no solo. Destarte, o presente estudo tem como objetivo principal a comparação dos métodos do balanço hídrico de Thornthwaite (1948) e da curva ombrotérmica de Gaussen (1957), sendo que, a pesquisa foi aplicada ao município de Feira de Santana-BA, no período de 1996 a Assim, observou-se que um dos métodos está voltado para a Agroclimatologia e apresenta resultados passíveis de mensuração quantitativa, enquanto o outro está direcionado à Ecologia e aponta os meses biologicamente secos. Palavras-chave: Balanço hídrico. Curva ombrotérmica. Mensuração quantitativa. Meses biologicamente secos. Abstract: The characterization of dry and wet periods in the Brazilian northeastern semi-arid region is of fundamental importance, as well as the notion of soil water availability. Thus, this study aims to compare the methods of water balance of Thornthwaite (1948) and ombrotermic curve Gaussen (1957), and the survey was applied to the city of Feira de Santana, Bahia, from 1996 to it was found that one of the methods is facing the Agroclimatology and presents results amenable to quantitative measurement, while the other is directed to Ecology and points biologically dry months. Key-words: Hydric balance. ombrotermic curve. quantitative measurement. biologically dry months. 1- Introdução Observa-se que no município de Feira de Santana-BA, a chuva é o fenômeno meteorológico mais aguardado pela população, pelo fato de que tal fenômeno caracteriza-se como a principal fonte de entrada de água no solo e na atmosfera, de modo a apresentar 1 Graduando em bacharelado em Geografia pela Universidade Estadual de Feira de Santana - paulo_ehokra@hotmail.com; 2 Graduanda em licenciatura em Geografia pela Universidade Estadual de Feira de Santana - selmabbastos@gmail.com; 3 Graduando em Agronomia pela Universidade Estadual de Feira de Santana - argolo.agro@gmail.com; 4 Professora Doutora da Universidade Estadual de Feira de Santana - rosangela.leal@gmail.com. 179

2 maior efeito sobre a produção agrícola do município, visto que na ausência da técnica da irrigação, este fenômeno natural é determinante na disponibilidade hídrica no solo, principalmente para os cultivos de milho, feijão e mandioca de sequeiro (principais culturas agrícolas do município). As chuvas são de grande importância para o município, entretanto, os fenômenos ligados à precipitação pluviométrica e as suas repercussões ocorrem em certo período (seja anual, sazonal, diário ou outro), logo, os desvios pluviométricos desses períodos, inferiores ao comportamento habitual (normal climatológica), apresentam incidência que varia desde a escala de tempo em que ocorrem até a sua magnitude (BARBOSA, 2007). Desta forma, evidencia-se a importância tanto do estudo das chuvas e os consequentes períodos úmidos, quanto dos meses em que chove menos e dos consequentes períodos secos. Assim, com o objetivo de comparar os períodos com maior disponibilidade hídrica e os períodos secos no município de Feira de Santana-BA, este estudo utilizou as metodologias do cálculo do balanço hídrico climatológico de Thornthwaite (1948) e da curva ombrotérmica de Bagnouls & Gaussen (1957). O balanço hídrico climatológico permite o monitoramento da entrada e saída de água no solo e tem sido usado em uma gama de situações, tais como o planejamento dos recursos de água, previsão de rendimento, classificação climática, fluxos de corrente de água, racionabilidade do solo e previsão de cheias. Já a curva ombrotérmica classifica os meses em úmidos sub-úmidos e secos além de determinar os meses biologicamente secos, e quando é realizada a análise média de determinado período, o gráfico ainda pode apontar os meses do ano em que, normalmente, há maior ou menos disponibilidade hídrico. Ainda que em Feira de Santana a série de dados históricos do clima seja curta, são de extrema relevância os estudos climatológicos para o gradual delineamento da dinâmica dos eventos pluviométricos e de estiagens no município para que cada vez mais se conheça acerca da disponibilidade hídrica no solo e na atmosfera Caracterização da área de estudo O município de Feira de Santana está localizado na bacia hidrográfica do Rio Paraguaçu e situa-se no retângulo envolvente definido pelas coordenadas geográficas e 12 20, na latitude Sul e e 39 07, de longitude oeste (mapa 01). Localizada no Tabuleiro Interiorano da Bahia, Feira de Santana está a uma de distância de aproximadamente 100 km da capital baiana Salvador. Integrante de uma área de clima intermediário (agreste) entre a zona úmida do litoral e a semiárida interiorana caracteriza-se 180

3 como área de transição aproximadamente 800 mm. A temperatura média durante o ano fica em torno de 24,0ºC, e amplitude térmica têm valores de aproximadamente 4ºC. (SANTOS e OLIVEIRA, 2006). No que tange a classificação climática, Feira de Santana é As (sub úmido) segundo Koppen e C2rA a (seco sub úmido, megatérmico) segundo Thornthwaite & Matter (1955). Mapa 01: Localização do município de Feira de Santana. Fonte: DINIZ (2008) Balanço hídrico concepções teóricas Uma das várias maneiras de aferir a entrada e saída de água no solo é através do calculo do balanço hídrico climatológico, pois, este método proporciona estimativas da evaporação real, deficiência hídrica, excedente hídrico e armazenamento de água no solo. Assim, segundo Dourado e Neto (1986), a elaboração do cálculo do balanço hídrico é altamente útil para auxiliar na tomada de decisões, no planejamento e manejo do sistema agrícola, definir a época de preparo do solo, do plantio e da colheita; estimar o rendimento na produção, eliminar ou minimizar o risco de perda da safra, permitido também, gerir demanda de mão-de-obra. Pereira (1997) ratifica ao dizer que o balanço hídrico é um eficaz indicador climatológico da disponibilidade hídrica de determinada área, sendo fundamental importância para o sucesso da produção agrícola. A importância do método do balanço hídrico reside na aplicação de avaliação do potencial agroclimático e dos índices inferidos a partir dos seus respectivos resultados, os 181

4 quais tem capacidade de revelar as condições climáticas de determinada região, tais como os índices hídricos e de aridez. Teixeira e Silva (1999) afirmam que, para se dimensionar com maior precisão a real disponibilidade de água em qualquer região e em particular em Feira de Santana-BA, onde o problema do déficit hídrico provoca grandes impactos sociais, não basta apenas que se conheça o regime pluviométrico, mas é necessária a realização do balanço hídrico Curva ombrotérmica concepções teóricas As pesquisas direcionadas à caracterização de períodos denominados de secos ou úmidos ganharam importância a partir da proposta originada dos estudos de F. Bagnouls e H. Gaussen (1957). Nesse estudo foi proposto um índice que indica través da variação média anual da temperatura do ar e da precipitação pluviométrica, os meses secos e úmidos. (GALVANI, 2008). Assim, Bagnouls & Gaussen (1957), definiram os meses biologicamente secos como os períodos do ano em que a água existe em quantidade insuficiente ou, mesmo, falta totalmente, imprimem profundas modificações sobre os seres vivos em geral, e sobre os vegetais em particular. Desta forma, período seco é a sequência dos meses secos, podendo ser de apenas um mês. Bagnouls & Gaussen (1957) apontam que, na curva ombrotérmica relação entre a temperatura e a precipitação é de 2:1, respectivamente. Desta forma, numericamente a referida relação supra é expressa da seguinte forma: P 2T. Assim, Essa metodologia de classificação de períodos secos e úmidos foi de extrema relevância, no que toca à embasamento bibliográfico e metodológico, para uma gama de pesquisas acerca dos domínios bioclimáticos do globo de modo a fornecer, de maneira simplificada, a relação entre os atributos temperatura e precipitação e as particularidades e exigências climáticas do local. Todavia, nem sempre foi tão simples assim, pois, como aponta Galvani (2008): A proposta inicial estabeleceu alguns critérios para determinação dos meses secos, sendo mês seco aquele no qual: a) registram-se menos de 10 mm de chuva, a uma temperatura média inferior a 10 C, b) registram-se menos de 25 mm de chuva, a uma temperatura média compreendida entre 10 a 20 C, c) registram-se menos de 50 mm de chuva, a uma temperatura média compreendida entre 20 a 30 C e; d) registram-se menos de 75 mm de chuva, a uma temperatura média superior a 30 C (GALVANI, 2008, p. 02). Entretanto, essa forma desconecta, passou a ser simples da forma como se conhece na atualidade e a obter grande aceitação no meio científico. 182

5 2- Materiais e métodos 2.1- Materiais - Série histórica dos dados de precipitação mensal do município de Feira de Santana-BA do período de 1996 a 2015; - Série histórica dos dados de temperatura mensal do município de Feira de Santana-BA do período de 1996 a 2015; - Software Excel 2010; - Calculadora científica Metodologia As metodologias aplicadas neste trabalho foi a do balanço hídrico climatológica de Thornthwaite (1948) e a da curva ombrotérmica de Bagnouls & Gaussen (1957). A primeira delas consiste em avaliar o comportamento da água, desde a entrada, armazenamento até a saída do solo. Para a realização do cálculo do balanço hídrico estipula-se um valor estimado de capacidade de armazenamento de água no solo, chamado de capacidade de campo. Neste estudo o valor adotado para a capacidade de campo é de 125 mm. A forma escrita da contagem do balanço hídrico é simples, direta e consiste em seis itens, sendo eles: precipitação (P), evapotranspiração potencial (ETP), evapotranspiração real (ER), armazenamento de água no solo (ARM), excedente hídrico (EXC) e deficiência hídrica (DEF). A representação gráfica do balanço hídrico é expressa através das seguintes fases: Excedente quando P > EP e EP = ER (azul); Retirada quando P < EP e EP = ER (Laranja); Deficiência - quando P = ER e EP > ER (Amarelo); Reposição quando P > EP e ER (Verde). Já a curva ombrotérmica, consiste na representação da precipitação pluviométrica e da temperatura simultaneamente, de modo que na representação gráfica da curva ombrotérmica, são representados os meses no eixo horizontal, enquanto que no eixo vertical do lado esquerdo é representada a temperatura ( C) e no eixo vertical do lado direito são representadas as chuvas (mm). Todavia, a relação entre a temperatura e a precipitação é de 2:1, respectivamente. Portanto, a relação supracitada é expressa da seguinte forma: P 2T. Assim, no diagrama, o período seco ocorre quando a curva da chuva intercepta a curva da temperatura e fica abaixo desta. Este período é representado em amarelo. O período sub-úmido ocorre quando os valores das chuvas ficam abaixo de 100mm, e é 183

6 representado pela cor verde. O período úmido é caracterizado quando as chuvas ultrapassam 100 mm, e é representado em azul. 3- Resultados 3.1- O desempenho do balanço hídrico A elaboração do cálculo do balanço hídrico para o município de Feira de Santana-BA no período de 1996 a 2015, através dos dados de precipitação e temperatura mensal, além das correções tabulares propostas por Thornthwaite (1948), resultou na tabela 01 e figura 02. Tabela 01: Balanço hídrico climatológico do município de Feira de Santana-BA ( ). Balanço Hídrico (Segundo Thornthwaite 1948) Local: Feira de Santana-BA Lat.:12º 58 S Long.: 38º 58 W Alt.: 252 m Fonte: Estação Climatólogica Período: Capacidade de campo: 125 (mm) COLUNA 1 COLUNA 2 COLUNA 3 COLUNA 4 CCOLUNA 5 COLUNA 6 COLUNA 7 COLUNA 8 COLUNA 9 COLUNA 10 COLUNA 11 COLUNA 12 T Ett Fator ETP p P-EP ARM ALT ER DEF EXC Meses C Tabular Correção (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) (mm) Jan 26,6 4,3 32,7 140,6 65,5-75,1 0,0 0,0 65,5 75,1 0,0 Fev 26,8 4,6 29,1 133,9 62,6-71,2 0,0 0,0 62,6 71,2 0,0 Mar 26,7 4,6 31,5 144,9 48,8-96,1 0,0 0,0 48,8 96,1 0,0 Abr 25,4 4,0 29,7 118,8 74,7-44,1 0,0 0,0 74,7 44,1 0,0 Mai 24,1 3,3 30,0 99,0 78,8-20,2 0,0 0,0 78,8 20,2 0,0 Jun 22,7 3,0 28,5 85,5 85,0-0,5 0,0 0,0 85,0 0,5 0,0 Jul 22,2 2,9 29,7 86,1 72,0-14,1 0,0 0,0 72,0 14,1 0,0 Ago 22,0 2,9 30,3 87,9 47,2-40,7 0,0 0,0 47,2 40,7 0,0 Set 23,3 3,2 30,0 96,0 32,5-63,5 0,0 0,0 32,5 63,5 0,0 Out 24,8 3,8 31,8 120,8 28,9-91,9 0,0 0,0 28,9 91,9 0,0 Nov 25,6 4,0 31,8 127,2 73,8-53,4 0,0 0,0 73,8 53,4 0,0 Dez 26,6 4,3 33,3 143,2 45,9-97,3 0,0 0,0 45,9 97,3 0,0 TOTAL 24,7 # # 1383,9 715,7-668,2 # 0,0 715,7 668,2 0,0 Fonte dos dados: Estação climatológica/uefs/inmet/ Elaboração: Paulo Roberto Santana Oliveira (2016). Ao se observar a coluna 08 da tabela 01, fica claro que no período de 1996 a 2015 não houve armazenamento de água no solo no município de Feira de Santana-BA. Todavia, cabe lembrar que se trata de um balanço hídrico médio, o que significa dizer que numa análise anual desse mesmo intervalo, é possível que haja armazenamento de água no solo. Porém, a análise aqui posta, será baseada nos valores alcançados a partir de cálculos em que se utilizaram os valores médios do período. 184

7 Figura 02: Gráfico do balanço hídrico climatológico do município de Feira de Santana-BA ( ). Fonte dos dados: Estação climatológica/uefs/inmet/ Elaboração: Paulo Roberto Santana Oliveira (2016). A análise da figura 02 permite perceber que o período de 1996 a 2015, não foi muito abundante no que diz respeito à disponibilidade hídrica no município de Feira de Santana- BA, pois, é visível, no gráfico, a existência de uma única fase do balanço hídrico, a deficiência, esta que indica que não houve armazenamento de água no solo. A performance do gráfico todo na fase de deficiência, significa que o valor das chuvas foram menores que o potencial de evaporação além de a evapotranspiração real ter sido menor que a evapotranspiração potencial, justamente pelo fato de que entrou menos água no solo do que a potencialidade de evaporar no período abordado. A análise dos valores referentes ao mês de junho (tabela 01) e da figura 02 permitem perceber que junho foi o mês que registrou menor deficiência da série, apenas 0,5 mm. Isso ocorreu porque o mês de junho é historicamente o mês mais chuvoso do município e o mês que registra baixas médias térmicas em relação aos demais, por conta da estação do inverno. Assim, a entrada de água é maior por conta dos maiores volumes de chuva, e a perda por evaporação é menor, por não se registrar temperaturas elevadas. Se a média de 185

8 chuvas do mês de junho tivesse sido pelo menos 0,6 mm a mais, haveria armazenamento, ainda que de 0,1 mm, e consequentemente a reposição hídrica. Os meses que apresentaram maior deficiência foram março e outubro. O primeiro deles se explica por conta de que os primeiros dias do mês há poucos registros de precipitação, sendo o fim do mês, com a chegada do outono, um pouco mais úmido. O segundo registra forte deficiência hídrica, pelo fato de estar no período da primavera, estação que figura como a mais seca no município em questão O desempenho da curva ombrotérmica No que tange à metodologia de Bagnouls & Gaussen (1957), a elaboração da curva ombrotérmica proporcionou o seguinte resultado (figura 03). Figura 03: Curva ombrotérmica do município de Feira de Santana-BA ( ). Fonte dos dados: Estação climatológica/uefs/inmet/ Elaboração: Paulo Roberto Santana Oliveira (2016). A análise da figura 02 permite afirmar que as estações de maior umidade não município de Feira de Santana-BA no período de 1996 a 2015 é o outono e inverno, sendo 186

9 maio, junho e julho os meses com maiores registros de precipitações pluviométricas. Além do período supracitado. Ao contrário, a primavera, seguida pelos meses de março e dezembro, figura como a estação mais seca do período estudado, com exceção do mês de novembro, este que apresenta um pequeno pico de umidade. A primavera é a estação mais seca pelo fato das chuvas serem menos expressivas, fazendo com que a linha de precipitação apareça abaixo da linha de temperatura no gráfico, o que caracteriza esses períodos como biologicamente secos, em que os níveis de umidade tanto na atmosfera quando no solo são muito baixos (NIMER et al., 1967) A comparação dos métodos Os resultados mostraram que a variação na curva ombrotérmica foi maior que no balanço hídrico. Tal acontecimento não rebaixa o cálculo do balanço hídrico à condição de ineficaz e nem elava a curva ombrotérmica à condição de melhor método para aferir a disponibilidade hídrica e os períodos secos. Acontece que, apesar dos dois métodos apontarem eventos similares, eles possuem suas diferenças. O balanço hídrico elaborado na tabela 01 e expresso graficamente na figura 02 possui apenas uma fase (deficiência), sabe-se que ao longo dos vinte anos abordados o município de Feira de Santana-BA teve armazenamento de água no solo, todavia, num cálculo médio, essa fase do balaço hídrico (armazenamento) não foi verificada. O que é de extrema importância analisar é que, apesar de apresentar uma única fase na sua representação gráfica, o calculo do balanço hídrico, permite analisar, em sua tabela, toda a movimentação da água no ambiente. Desde a entrada, com a ocorrência das precipitações, até à saída, quando ocorre a evapotranspiração real. O método do balanço hídrico permite a visão geral da quantidade em milímetros da precipitação; da temperatura média mensal; das correções de evapotranspiração através de correções tabulares baseadas na temperatura mensal e na posição latitudinal no local de estudo; evapotranspiração potencial em milímetros; o quanto de água é armazenado no solo, em milímetros; a alteração da quantidade de água no solo, em milímetros, por conta do armazenamento ou retirada de água do solo; além de apontar deficiência e excedente hídrico (Thornthwaite, 1948). Já o método da curva ombrotérmica, não tem a mesma eficácia quantitativa, apesar da sua representação gráfica ter variado ao longo do ano, apontando mais de uma fase (seco e sub-úmido). Todavia, é de fundamental importância ressaltar que a curva 187

10 ombrotérmica de Bagnouls & Gaussen (1957), carrega características muito mais voltadas à Ecologia e à Bioclimatologia do que traços mais voltados para o ponto de vista da Agronomia, Agrometeorologia, Climatologia e para o viés físico, visto que, a curva ombrotérmica, não quantifica numericamente o quanto seco ou úmido é o clima de determinada localidade, neste estudo, em particular, Feira de Santana-BA (GALVANI, 2008), sendo que, a única quantificação possível através do referido método é a avaliação da duração das estações mais secas e mais úmidas, em determinada localidade, em números de meses, contados a partir da própria representação gráfica. 4- Considerações finais O presente estudo analisou e comparou o uso das metodologias do balanço hídrico de Thornthwaite (1948) e da curva ombrotérmica de Bagnouls & Gaussen (1957). Desta forma, foram avaliadas as diferenças e similaridades entre os métodos, de modo que o resultado mais marcante foi as diferença de finalidades entre os dois métodos, sendo que o balanço hídrico tem na agroclimatologia a sua característica mais marcante, podendo este apontar resultados quantitativos, da entrada e saída de água do solo, com facilidade; enquanto a curva ombrotérmica é preponderantemente mais voltada para finalidades de cunho ecológicas e bioclimatológicas e não mensura a quantidade de água no solo, apenas o número de meses secos, úmidos ou sub-úmidos. Todavia, cabe ressaltar, que as diferenças entre os dois métodos não rebaixa e nem eleva ambos à categoria de menos ou mais eficaz, tudo dependerá da finalidade do pesquisador, para então utilizar o método mais adequado. 5- Referências BAGNOULS, F.; GAUSSEN, H. Les climats biologiques et leur classification. Annales de Géographie, 1957, t. 66, nº 355, pp. BARBOSA, Macieira João Paulo. ESTUDO SOBRE A EVOLUÇÃO DOS EVENTOS EXTREMOS DE PRECIPITAÇÃO NO SETOR PAULISTA DA SERRA DO MAR. In: XVII Simpósio Brasileiro de Recursos Hídricos (SBRH). 2007, São Paulo. Anais... São Paulo, DOURADO NETO, Durval. Balanço hídrico cíclico e sequencial: estimativa de armazenamento de água no solo. Revista Scientia Agricola, v.56, n.3, ESTAÇÃO CLIMATOLÓGICA INMET/DTEC/UEFS. GALVANI, Emerson. Estudo comparativo dos elementos do Balanço Hídrico Climatológico para duas cidades do Estado de São Paulo e para Paris. Confins [Online], Disponível em: Acesso em: 02 Abril 2016 às 21h 14min. 188

11 NIMER, Edmon; SILVA, Jorge Xavier da; LIMA, Gelson Rangel. CURSO DE GEOGRAFIA PARA PROFESSORES DO CURSO SUPERIOR: Geografia Física. Divisão Cultural, julho de1967. PEREIRA, A.R.; VILLA NOVA, N.A.; SEDIYAMA, G.C. Evapo(transpi)ração. Piracicaba: FEALQ, p. SANTOS, H. S. B. dos; OLIVEIRA, J. L. Abordagem Climática Local: O caso de Feira de Santana. In: Anais do VII Simpósio Brasileiro de Climatologia Geografia (SBCG). Artigos - Cd-Rom. Rondonópolis-MT, TEIXEIRA, A.H.C.; SILVA, B.B. Balanço hídrico seriado de Petrolina, Pernambuco. Revista Bahia Agrícola, v.3, n p THORNTHWAITE, C. W.; MATHER, J. R. The water balance. New Jersey: Centerton, THORNTHWAITE, C. W. An approach toward a rational classification of climate. Geographical Review, v.38, n. 1, p ,