Radiação Solar Global Acima e Dentro de um Fragmento de Mata atlântica, Coruripe-AL AURILENE B. SANTOS 1 ; MARCOS A. L. MOURA 2 ; ANTONIO M. D. ANDRADE 3 ; JOSÉ E. A. FILHO 1, RUANY G. X. MAIA 1, RICARDO A. G. DOS SANTOS 1 1 Graduanda(o), ICAT/UFAL. Av. Lourival Melo Mota, s/n, Tabuleiro do Martins - Maceió - AL, CEP: 502-0. (0xx2 32-0). leneufal@hotmail.com 2 Prof. Doutor, Instituto de Ciências Atmosféricas, ICAT/UFAL, Maceió - AL. 3 Mestrando em Meteorologista, Instituto de Ciências Atmosféricas, ICAT/UFAL, Maceió - AL Abstract In the forest environment to Solar Global Radiation (Rg) plays an important role, being of fundamental importance in the photosynthesis processes, air heating and surface evaporation and varying deterministically with the geographic latitude and seasonally with the seasons. Aiming to evaluate and compare the behavior of global radiation above and inside a forest fragment. In conducting this study, we used data from the period March 200 to February 20, from an experimental site where a micrometeorological tower was installed 2 meters ( o 1'3''S, 3 1'24'' W). This is located in Capiatã A farm, Private Reserve of Natural Heritage (RPPN) - Lobo Lula I - belonging to the Coruripe Açúcar e Álcool S/A plant, in the municipality of Coruripe, Alagoas. Were observed for Rg_Ext between the and hs, peak hourly average of 00 W m -2 in February and March, and 00 W m -2 in the months October and November. The month of May (rainy month) has a lower peak 500 W m -2. The Rg_Int behaved much like the times of occurrence of maximum and minimum, and seasonality conform. It was noticed two peaks distinct during the year, a range 35-45 W m -2 in August to February, and a record average maximum of W m -2 in the rainy season. The transmittance through the canopy of the forest was 5% in July and August and 2-3% in the rainy season. It was also found that Z is strongly influenced by having greater attenuation in periods where there is larger Z. Keys-word: Solar Energy, seasonal variation and mitigation. 1. Introdução No ambiente de floresta a Radiação Solar Global (Rg) ocupa um papel importante, sendo de fundamental importância nos processos de fotossíntese, aquecimento do ar e da superfície e evapotranspiração. A distribuição da Rg sobre a superfície da Terra varia deterministicamente com a latitude geográfica e sazonalmente com as estações do ano. A cobertura de nuvens, as concentrações de aerossóis e partículas na atmosfera, também tem influência no fluxo de energia solar que chega à superfície. Sendo a principal fonte de energia primária na Terra, a Rg é responsável pela distribuição da fauna e da flora no planeta, influenciando diretamente as atividades fisiológicas dos seres vivos e os fenômenos climáticos. Considerando a ausência de outros fatores limitantes, a produção vegetal e animal dependem diretamente da disponibilidade de energia solar, que para a planta, é fonte de energia e estímulo regulador do desenvolvimento, mas não só a qualidade espectral da energia solar, referente aos diferentes comprimentos de onda, mas também a sua intensidade desempenham papel fundamental no desenvolvimento morfológico das plantas. Desta forma, o conhecimento de sua intensidade e variação ao longo do ano é extremamente importante O presente estudo teve como objetivo avaliar e comparar o comportamento da radiação solar global acima e dentro de um fragmento de floresta Ombrófila aberta com transição para Floresta Estacional Semidecidual.
2. Materiais e métodos Na realização do presente estudo utilizou-se dados do período de março de 200 à fevereiro de 20, proveniente de um sítio experimental onde foi instalada uma torre micrometeorológica de 2 metros de altura (º1 3 S, 3º1 24 W) com a pretensão de medir algumas variáveis meteorológicas. Esta se localiza na fazenda Capiatã A, na Reserva Particular do Patrimônio Natural (RPPN) Lula Lobo I pertencente à usina Coruripe Açúcar e Álcool S/A, no município de Coruripe, Alagoas. Esse município está situado na região ambiental do litoral sul do Estado de Alagoas ( 00 3 S, 3 1 0 W). Machado (2003) relata que a área estudada está inserida na região dos Tabuleiros Costeiros, em terrenos do Grupo Barreiras, onde se desenvolve a Floresta Ombrófila Aberta com transição para Floresta Estacional Semidecidual, subsistindo em fragmentos florestais nos tabuleiros, encostas de grande declividade e poucas áreas de várzea. Santos e Frizzone (200) constataram que a temperatura média anual é de 25,1ºC, sendo fevereiro o mês mais quente. Os valores anuais da umidade relativa do ar são elevados, com médias de aproximadamente,5 %. A caracterização anual do vento apresenta média de 2,0 m s -1, com variações entre 1, m s -1 (março) e 2,5 m s -1 (janeiro). Sendo que as direções predominantes são de nordeste (outubro a março) e sudeste (abril a setembro) (Machado, 2003).As medições dos dados foram realizadas a cada 20 segundos e suas médias armazenadas a cada minutos em módulos de memória.os piranômetros destinados a mensurar a radiação solar global (Rg) foram instalado dentro da Floresta (2 metros de altura) e acima da copa das árvores (2 metros). Com o banco de dados devidamente organizado, foram calculadas médias mensais e horárias para diferentes alturas após a verificação da consistência dos dados. Em seguida foram plotados gráficos utilizando softwares adequados, que proporcionaram uma melhor visualização e interpretação dos dados coletados. 3. Resultados e discussão A comparação entre dois períodos distintos (seco/chuvoso) é bastante viável tendo em vista a grande influência que o regime pluviométrico pode ter sobre Rg. Destaca-se, para a região em estudo, um ciclo diário médio de hs para radiação Solar Global Externa (Rg_Ext) (Figura 1a). Percebem-se picos médios horários de 00 W m -2 nos meses de fevereiro e março, e 00 W m -2 nos meses outubro e novembro. Isso pode ser explicado devido à incidência da radiação solar nesse período para essa região ser mais perpendicular provocando a chegada de mais energia. O mês de maio (mês mais chuvoso) apresenta um menor pico 500 W m -2. Nesse período temos maior cobertura de nuvens que tendem a absorver, espalhar e refletir a radiação solar, proporcionando redução na quantidade que chega sobre a superfície. Esses máximos encontrados são muito próximos aos encontrados por Souza et al. (2005) em estudo sobre a Rg realizado na cidade de Maceió, distante aproximadamente 5 km do local do experimento. Os autores encontraram ainda, em média,,03 W m -2 para o período seco e 30,1 W m -2 no chuvoso. Já Querino (200) em estudo semelhante em um manguezal na cidade de Marechal Deodoro (AL), distante aproximadamente 0 km do local do experimento, encontrou picos médios horário de 00 W m -2 no período seco e picos de 00 W m -2 no período chuvoso. Nota-se que a distribuição media horária não é uniforme durante todo o ano e verifica-se que o crescimento da curva é mais acentuado no período da manhã, como também os máximos ocorrem aproximadamente às :30hs. Isso estaria relacionado ao tempo solar verdadeiro que para essa região apresenta uma defasagem de média de 30 minutos. Nota-se também que nas últimas horas do dia há um decaimento na quantidade de energia,
isso porque o ângulo incidente formado é máximo resultando em um maior caminho a ser percorrido pelos raios solares e, consequentemente, menores Rg. A principio, verifica-se que, assim como Radiação Global Externa (Rg_Ext), a Radiação Global Interna (Rg_Int) apresenta um comportamento muito semelhante nos horários de ocorrência de máximos e mínimos, além de obedecer a sazonalidade (Figura 1b). Percebe-se dois diferentes picos de incidência da Rg_Int na superfície da floresta ao longo do ano, um variando de 35 a 45 W m -2 nos meses de agosto a fevereiro, para os meses de agosto a outubro. Isso pode ser atribuído à fase de transição entre a estação chuvosa e seca, implicando em uma menor nebulosidade além do fato de outubro ser o mês onde ocorre a segunda passagem no ano do Sol sobre o zênite local. Já os meses de novembro a fevereiro que é o período seco da região, pode ser explicado devido ao menor ângulo de incidência da radiação solar nesse período facilitando a penetração da radiação por entre os galhos e folhas. No período chuvoso da região (abril/julho), o registro máximo médio de Rg_Int foi de W m -2 implicando em uma redução de aproximadamente % entre esses períodos extremos. O fato provavelmente está relacionado à maior nebulosidade, como foi abordado anteriormente, o que implica em menor quantidade de energia chegando a superfície. Fazendo a relação Rg_Int/Rg_Ext obtém-se a atenuação da radiação solar ao penetrar na vegetação ou a transmitância através do dossel da floresta. Verifica-se através da Figura 1c, o comportamento anual dessa transmitância, que nos horários extremos está em torno de 2%, sendo os % atenuado pelas folhas e galhos das árvores. No entanto, para as horas de incidência máxima, observa-se ao longo do ano duas distintas variações, o que está de acordo com o Rg_Int nos meses de julho e agosto, acontecem menores atenuações, cerca de 5% não atinge a superfície da floresta, ou seja, 5% é transmitida para a superfície. Para os meses de abril a junho (chuvoso), encontra-se registro das menores máximas medias de 2 a 3% de transmitância, sendo atenuado até % da Rg_Ext. Essa diferença de valores obtidos podem ser atribuído com ângulo de incidência solar, pois segundo Hardy et al., (2004) ele tem forte influencia na interceptação e transmissão da radiação solar pelo dossel das árvores, o que influencia na atenuação da radiação que chega ao solo. Na Amazônia, em floresta tropical úmida, em medições de transmissão de radiação realizadas ao nível do solo, foram verificadas variações de 1,2% em Manaus (AM) (Shuttleworth et al., ), a 4,%, em Tucuruí (PA) (Januário et al., 12). Pereira (1), analisando o regime radiativo desse tipo de floresta, citou que menos de % da radiação solar que atinge o topo das florestas atinge a vegetação de sub-bosque. Pezzopane (2001), avaliando o microclima de uma floresta estacional semidecidual secundária, em Viçosa (MG), verificou que a transmissividade média de radiação solar global foi de,3%, tendo demonstrado a influência dos estratos superiores na disponibilidade energética no sub-bosque da floresta. Querino (200) encontrou 30 e 35 % (período seco), % (chuvoso) e 20 e 25% (período de transição) de transmitância. 1 ( a ) Hora local 1 2 3 4 5
( b ) 1 Hora local 1 2 3 4 5 ( c ) 1 Hora Local 1 2 3 4 5 Figura 1- Ciclo anual médio horário da Radiação Solar Global Externa (Rg_Ext) (W m -2 ) (a), Radiação Solar Global Interna (Rg_Int) (W m - 2 ) (b) e da razão entre Radiação Solar Global Interna (Rg_Int) e Radiação Solar Global Externa (Rg_Ext) (%), no período de Março de 200 a fevereiro de 20. 4. Conclusão A partir dos resultados apresentados neste trabalho e das discussões levantadas, referentes à análise da variação da Rg, chegou-se as seguintes conclusões: O Rg_Ext apresenta uma redução entorno de 45% entre os dois períodos (seco e chuvoso), além de perceber um crescimento mais acentuado nos horários próximos ao meio-dia; O Rg_Int apresentou forte dependência do ângulo Zenital (Z), sendo as maiores médias mensais no período de menor ângulo de incidência, e sofre influência da nebulosidade, como também entre os períodos chuvoso e seco há uma redução de aproximadamente %; Na relação Rg_Int/Rg_Ext constatou-se que é bastante influenciada pelo Z apresentando maior atenuação nos períodos onde ocorrem maior Z. 5. Referências Bibliográficas HARDY, J. P.; MELLOH, R.; KOENING, G.; MARKS, D.; WINSTRAL, D.; POMEROY, J. W.; LINK, T. Solar Radiation transmission through conifer canopies. Agricultural and Forest Meteorology, v., n. 3-4, p. 254-20, 2004. JANUÁRIO, M.; VISWANADHAM, Y.; SENNA, R. C. Radiação solar total dentro e fora da floresta tropical úmida de terra firme (Tucuruí, Pará). Acta Amazônica, v. 22, n. 3, p. 335-340, 12.
MACHADO, M. A. B. L. Florística e fitossociologia do estrato arbóreo de fragmentos de mata atlântica da usina Coruripe estado de Alagoas. 2003. 0f. Dissertação (mestrado em agronomia: Produção Vegetal) - Centro de Ciências Agrárias, Universidade Federal de alagoas - UFAL, Rio Largo, 2003. PEREIRA, A. Radiation regime of a tropical rain forest. Revista Brasileira de Agrometeorologia, v. 5, n. 2, p. i-viii, 1. PEZZOPANE, J. E. M. Caracterização microclimática, ecofisiológica e fitossociológica em uma floresta estacional semidecidual secundária, em Viçosa, MG. 2001. 225f. Tese (Doutorado em Ciências Florestais) Universidade Federal de Viçosa, Viçosa, 2001. QUERINO, C. A. S. Avaliação da Radiação Solar em ecossistema de manguezal tropical em Alagoas, Brasil. 200. p. Dissertação (Mestrado em Meteorologia). Instituto de Ciências Atmosféricas, Universidade Federal de Alagoas-UFAL, Maceió, 200. SANTOS, M. A. L.; FRIZZONE, J. A. Irrigação suplementar da cana-de-açúcar (Saccharum ssp) colhida no mês de janeiro: um modelo de análise de decisão para o litoral sul do Estado de Alagoas. Irriga, Botucatu, v., n. 3, p. 33-355, 200. SHUTTLEWORTH, W. J.; GASH, J. H. C.; LLOYD, C. R.; MOORE, C. J.; ROBERTS, J.; MARQUES, A. O.; FISCH, G.; SILVA, V. P.; RIBEIRO, M. N. G.; MOLION, L. C. B.; ABREU SA, L. D.; NOBRE, J. C.; CABRAL, O. M. R.; PATEL, S. R.; MORAES, J. C. Observations of radiation exchange above and below Amazonian forest. Quarterly Journal of the Royal Meteorological Society, v. 0, p. 3-, SOUZA, J.L. DE.; NICÁCIO, R.M.; MOURA, M.A.L. Global solar radiation measurements in Maceió, Brazil. Renewable Energy. v. 30, n., p. 03 20, 2005