Universidade Federal Da Grande Dourados Faculdade De Ciências Agrárias
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I UNIVERSIDADE FEDERAL DA GRANDE DOURADOS FACULDADE DE CIÊNCIAS AGRÁRIAS DETERMINAÇÃO E DESEMPENHO DE MODELOS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA NO SUL DO MATO GROSSO DO SUL JOELMA PORTO DE SOUZA DIAS DOURADOS MATO GROSSO DO SUL 2017 II DETERMINAÇÃO E DESEMPENHO DE MODELOS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃO DE REFERÊNCIA NO SUL DO MATO GROSSO DO SUL JOELMA PORTO DE SOUZA DIAS Geógrafa ORIENTADOR: PROF. Dr. GUILHERME AUGUSTO BISCARO Dissertação apresentada à Universidade Federal da Grande Dourados, como parte das exigências do Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola, para obtenção do Título de Mestre. ´ DOURADOS MATO GROSSO DO SUL 2017 I Dados Internacionais de Catalogação na Publicação (CIP). D541d Dias, Joelma Porto de Souza. Determinação e desempenho de modelos de evapotranspiração de referência no sul de Mato Grosso do Sul. / Joelma Porto de Souza Dias. – Dourados, MS : UFGD, 2017. 42f. Orientador: Prof. Dr. Guilherme Augusto Biscaro. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) – Universidade Federal da Grande Dourados. 1. Penman-Monteith. 2. Métodos empíricos. 3. Radiação solar. 4. Temperatura. I. Título. Ficha catalográfica elaborada pela Biblioteca Central – UFGD. ©Todos os direitos reservados. Permitido a publicação parcial desde que citada a fonte. III IV DEDICATÓRIA A DEUS A meu esposo, Dhiones Dias A minha mãe, Maria do Amparo Ao meu orientador, Guilherme Biscaro Dedico. V AGRADECIMENTOS À Universidade Federal da Grande Dourados - UFGD, pela oportunidade; À Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior - CAPES, pela bolsa concedida. Ao Professor Dr. Guilherme Augusto Biscaro pela orientação, disponibilidade, apoio, confiança e amizade; Aos professores participantes da banca examinadora que dividiram comigo este momento tão importante e esperado; À todos os colaboradores do Programa de Pós Graduação em Engenharia Agrícola da UFGD. VI SUMÁRIO RESUMO. .............................................................................................................. VII ABSTRACT. ........................................................................................................... VIII 1. INTRODUÇÃO ........................................................................................................ 1 2. MATERIAL E MÉTODOS ...................................................................................... 4 2.1 Método padrão ................................................................................................... 6 2.1.1 Método de Penman-Montheith FAO-56 (PM) ........................................... 6 2.2 Métodos empíricos avaliados ............................................................................. 7 2.2.1 Método de Benevides-Lopez (BL) ............................................................. 7 2.2.2 Método de Camargo (C)............................................................................. 7 2.2.3 Método de Hamom (H) .............................................................................. 8 2.2.4 Método de Hargreaves-Samani (HS) ......................................................... 8 2.2.5 Método Klarrufa (K) .................................................................................. 9 2.2.6 Método de Jensen-Haise (JH) .................................................................... 9 2.2.7 Método de Makkink (MK) ......................................................................... 9 2.2.8 Método de Priestley-Taylor (PT) ............................................................. 10 2.2.9 Método da Radiação Solar (RS) ............................................................... 10 2.2.10 Método de Turc (T) ................................................................................ 11 2.3 Avaliação estatística ........................................................................................ 11 2.3.1 Interpretação do desempenho dos métodos para a estimativa da ETo ..... 13 3. RESULTADOS E DISCUSSÃO ........................................................................... 14 3.1 Descrição do valor médio dos elementos climáticos ....................................... 14 3.2 Avaliação da ETo no município de Amambai, MS ......................................... 17 3.3 Avaliação da ETo no município de Dourados, MS ......................................... 20 3.4 Avaliação da ETo no município de Itaquirai, MS ........................................... 24 3.5 Avaliação da ETo no município de Ivinhema, MS .......................................... 27 3.6 Avaliação da ETo no município de Juti, MS ................................................... 29 3.7 Avaliação da ETo no município de Ponta Porã, MS ....................................... 32 3.8 Avaliação da ETo no município de Sete Quedas, MS ..................................... 35 4. CONCLUSÕES ...................................................................................................... 38 5. REFEÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ...................................................................... 39 VII RESUMO O objetivo deste trabalho foi determinar o desempenho e a precisão dos métodos empíricos que se baseiam na ausência da radiação solar: Benevides-Lopez, Camargo, Hamon, Hargreaves-Samani, Klarrufa e os métodos que utilizam a radiação solar: Jensen- Haise, Makkink, Priestley-Taylor, Radiação Solar e Turc, comparados com o método de Penman-Monteith FAO-56, na região do Sul de Mato Grosso do Sul. O trabalho foi realizado com auxílio dos dados meteorológicos obtidos entre o período de de janeiro de 2010 a dezembro de 2015, na rede de estações do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) dos município de Amambai, Dourados, Itaquirai, Ivinhema, Juti, Ponta Porã e Sete Quedas. Foram avaliados valores diários da estimativa da evapotranspiração de referência (ETo), em mm dia-1 e os mesmos foram determinados e considerados na avaliação dos métodos a média da ETo (mm dia-1), o coeficiente de determinação (r2), correlação (r) e de erro de estimativa padrão (EEP). Para a avaliação da exatidão dos métodos avaliados, foram determinados o índice de concordância (d) e o índice de desempenho (c). Em todos os municípios avaliados da região Sul de Mato Grosso do Sul, o melhor método empírico de estimativa de ETo a ser utilizado foi o método de Priestley- Taylor. Entre os métodos que não utilizam radiação solar o método de Hargreaves- Samani apresentou os melhores índices podendo ser utilizado em todos os locais avaliados. Palavras-chave: Penman-Monteith, métodos empíricos, radiação solar, temperatura. VIII ABSTRACT The objective of this work was to determine the performance and accuracy of the empirical methods that are based on the absence of solar radiation: Benevides-Lopez, Camargo, Hamon, Hargreaves-Samani, Klarrufa and methods using solar radiation: Jensen-Haise, Makkink , Priestley-Taylor, Solar and Turc, compared to the Penman- Monteith FAO-56 method, in the southern region of Mato Grosso do Sul. The work was carried out using the meteorological data obtained between January 2010 To December of 2015, in the network of stations of the National Institute of Meteorology (INMET) of the municipalities of Amambai, Dourados, Itaquirai, Ivinhema, Juti, Ponta Porã and Sete Quedas. The daily values of the reference evapotranspiration estimate (ETo) were determined in mm day-1 and the mean values of ETo (mm-1), determination coefficient (r2), correlation (R) and standard error estimation (EEP). For the evaluation of the accuracy of the evaluated methods, the agreement index (d) and the performance index (c) were determined. In all municipalities evaluated in the southern region of Mato Grosso do Sul, the best empirical method of estimating ETo to be used was the Priestley-Taylor method. Among the methods that do not use solar radiation, the Hargreaves-Samani method presented the best indexes and can be used in all evaluated sites. Keywords: Penman-Monteith, empirical methods, solar radiation, temperature. 1 1. INTRODUÇÃO Em pleno século XXI, a humanidade depara-se com problemas em relação à escassez da água, um recurso indispensável à vida no planeta Terra. Ao contrário das gerações passadas, o conceito de que a água é um recurso renovável não se aplica mais. Como tal deve ser bem utilizada, bem distribuída e aplicada (PAIVA & SOUZA, 2016). Um dos principais desafios da humanidade atualmente é o atendimento à demanda por água de boa qualidade. Em contrapartida alguns fatores podem gerar sérios problemas ao abastecimento de água pelos próximos anos, como o crescimento populacional de forma exponencial, a necessidade de produção de alimentos para a população e o desenvolvimento industrial (GRASSI, 2011). A evapotranspiração é uma fração do ramo superficial ascendente do ciclo hidrológico, forma pela qual a água da superfície terrestre passa para a atmosfera no estado de vapor, sendo a resposta aos processos evaporativos do solo (nu ou vegetado) juntamente com o respiratório dos vegetais, tendo papel importantíssimo no ciclo hidrológico em termos globais (SILVA; SOUZA, 2011). Evapotranspiração foi o termo usado por Thornthwaite, em 1940, para expressar a ocorrência simultânea dos processos de evaporação e transpiração em uma superfície vegetada (PEREIRA et al., 1997). O Boletim nº 56 de Allen et al. (1998) da Food and Agricultural Organization (FAO) define a ETo como sendo a evapotranspiração de uma cultura hipotética, com altura fixa de 0,12m, albedo igual a 0,23 e resistência da cultura ao transporte de vapor d’água igual a 70 s.m-1. A cultura hipotética está relacionada a uma superfície