Aula IX-Temp. Solo

8/14/2019 Aula IX-Temp. Solo

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Universidade do Estado de Santa Catarina UDESCUniversidade do Estado de Santa Catarina UDESC

Centro de Cincias Agroveterinrias CAVCentro de Cincias Agroveterinrias CAV

Departamento de Agronomia - AGRDepartamento de Agronomia - AGR

Disciplina Meteorologia e Climatologia 2009 / IDisciplina Meteorologia e Climatologia 2009 / I

Aula IXAula IXELEMENTOS E FENMENOSLEMENTOS E FENMENOSMETEOROLGICOSETEOROLGICOST EM P ERAT URA D O SO LOEM P ERAT URA D O SO LO

Andr Julio do AmaralAndr Julio do AmaralEng. Agron. Msc. Cincia do Solo-CAV/UDESCEng. Agron. Msc. Cincia do Solo-CAV/UDESC

Lages, SC, Abril de 2009Lages, SC, Abril de 2009


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1. INTRODUO2. FATORES QUE INFLUENCIAM

- Absoro e perda de energia solar3. PROPRIEDADES TRMICAS DOS SOLOS4. MTODOS PARA MODIFICAR A TEMPERATURA DO SOLO5. MOVIMENTO DE CALOR NOS SOLOS

6. OBSERVAO DA TEMPERATURA DOS SOLOS7. CLCULOS COM INFORMAES DE TEMPERATURA DO SOLO

T P IC OS D A A U LA PI CO S D A A U LA


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FATORES QUE INFLUENCIAM NA TEMPERATURA DO SOLOFATORES QUE INFLUENCIAM NA TEMPERATURA DO SOLO

1) Saldo lquido de calor, absorvido pelo solo;

2) Quantidade de energia, exigida para mudana detemperatura (capacidade trmica);

3)Energia necessria para evaporao (gua), calorespecfico;

4) Energia gasta pela fauna e flora do solo (desprezada)


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ABSORO E PERDA DA ENERGIA SOLARABSORO E PERDA DA ENERGIA SOLAR

Determinada pelo total de energia que atinge a superfcie(Rg) que representa parte da radiao solar total, emitidapelo solo (Rs). Assim:

- Regies ridas (sem nuvens):75% da Rs atinge o solo- Regies midas (com nuvens): 35 a 45% da Rs atinge o

solo

- Mdia global: =~ 50% da Rs atinge o solo


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FONTE ENERGTICA

SOL- Energia radiante atravs de radiao de ondacurta (0,2 a 4 m).

Do total da energia irradiada pelo sol,* 45% incide na superfcie da terra

* 28% refletida pelas nuvens

* 16% absorvida por molculas de dixido deC, oznio e vapor de gua na atmosfera

* 11% dispersa e retorna ao espao exterior

100%


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FATORES QUE AFETAM A ABSORO DA RADIAO SOLARFATORES QUE AFETAM A ABSORO DA RADIAO SOLAR

a) ALBEDO - Coeficiente de reflexoVARIA DE 0,1 A 0,4

COR, RUGOSIDADE, INCLINAO, UMIDADE

b) EXPOSIO - (NORTE-SUL)

c) LATITUDE:


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- Diferena entre regies geogrficas

A quantidade de energia que chega ao solo em um

determinado local varia em funo da constituio da

atmosfera, da latitude e poca do ano.

- Equador - Latitude zero

- Pequena amplitude durante todo o ano

- Incidncia vertical

- Menor percurso

- Energia mxima


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Com aumento da latitude

- Amplitude de variao dentro do ano aumenta- Menores valores atingidos no inverno e maiores no

vero

Regies com baixas temperaturas

* Adotar prticas para aumentar temperatura do solo.

Regies tropicais e subtropicais com altastemperaturas

* Amenizar as temperaturas a fim de otimizar (ou

viabilizar) desenvolvimento vegetal.


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d) Cobertura do terreno:


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e) Tipo de solo:


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PROPRIEDADES TRMICAS DO SOLO

Quantidade de calor transmitido por conduodepende:

Condutividade trmica do solo (J/m.s.k)

- a propriedade do meio em transmitir calor

- a quantidade de energia trmica (J) que o solo

pode transmitir por segundo a uma distncia de

1m, quando a diferena de temperatura nessa

distncia de 1K


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Calor especfico (Cg=J/kg.k, Cv=J/m3.k)

a quantidade de energia trmica que uma massa

ou volume de solo armazena antes que sua

temperatura se eleve

O Cg ou Cv do solo a quantidade de energiatrmica que 1 kg (ou 1 m3) de solo necessita para

aumentar a temperatura em 1k


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O calor especficoreflete a capacidade do

solo atuar como um reservatrio de calor

A condutividade trmica representa

capacidade do solo de transmitir calor


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Calor especfico gravimtrico, condutividade trmica e

massa especfica de constituintes do solo

cal/kg C mcal/cm s C kg/m3

Quartzo 170 21

mineral 170 7 2650

orgnica 460 0,6 1400

gua 1000 1,37 1000

Constituinte Cg 1 k 2 p

ar 240 0,06 1,3

1 Prevedello (1996)2 Hillel (1998)


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EFEITO DA UMIDADE NAS PROPRIEDADES

TRMICAS DO SOLO

Calor especfico

Quanto maior a umidade, maior o calor especfico do

solo (capacidade calorfica). Relacionando Cv com (umidade volumtrica) do solo obtm-se uma relao

linear onde o coeficiente linear igual ao Cv, e o

coeficiente angular 4,19 J/kg.K.


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Condutividade trmica

Solo mido > Solo seco-Solo seco a transmisso de calor por conduonum meio poroso limitada pelas reas de contatoentre as partculas. Embora a fase gasosa sejacontnua, o ar seco tem baixa condutividadetrmica e o movimento do calor por conveco pequeno

Solo mais mido, a presena de gua envolvendoas partculas slidas acarreta num aumento efetivoda seo de contato capaz de propagar calor e,com isso, a condutividade trmica se eleva

rapidamente


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Propagao de calor por conduo em meio poroso

seco (a) e mido (b)


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MTODOS PARA MODIFICAR A TEMPERATURA DO SOLO

Os princpios mais importantes p/ modificar a temp do solo

so: - regular o recebimento ou a perda de energia e- alterar as propriedades trmicas da superfcie do solo.

As prticas p/ regular o recebimento de energia no solo so:- Colocar uma camada de um material isolante, sobre ou perto

da superfcie do solo, tal como palha, papel, vidro, polietileno, etc.;

- Aquecer ou resfriar a superfcie do solo;- Mudar a absorvidade do terreno (alterar a inclinao com

sistematizao);

- Variar a temperatura do ar pelo uso de ventiladores ou

abrigos (quebra-ventos).


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MOVIMENTO DO CALOR NOS SOLOS

Grande parte da energia solar dissipada na atmosfera, entretanto parte delapenetra sob a forma muito lenta no perfil do solo por condutibilidade.

Condutibilidade a condutividade trmica de um solo, ou seja, a veloc de aquecto

por unidade de profundidade na unidade de tempo e temperatura (cal/cm/min/oC).

O calor se transfere do solo p/ a gua, cerca de 150 vezes mais facil te do q/ do solopara o ar. Na medida em q/ aumenta a qtde de umidade do solo, diminui igual te a qtde de ar

nos poros do solo e a resistncia transferncia de calor diminuda. Qdo existir qtdesuficiente de umidade p/ unir a maioria das partculas do solo, adies posteriores de guatero efeito pqno na condutividade trmica.

Nas regies temperadas, os solos de superfcie so, em geral, mais quentes no vero e mais frios no inverno, quando comparados aos subsolos, especialmente oshorizontes mais profundos destes ltimos. Isso explica-se em parte devido a grandeumidade que o solo possui no inverno.

As curvas que indicam os valores da temperatura ao longo do perfil dos solos sochamadas de Tautcronas. Na figura a seguir observa-se as tautcronas em 5 horrios dodia obtidas de um experimento com um Latossono desnudo (sem vegetao)


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Variao temporal e espacial da temperatura do solo


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Manejo: no retira-se os termmetros do solo, l-se diretamente a temp no local por ocasiodas 3 observaes dirias (9, 15 e 21 horas).

B) Fluxmetros:Se constituem de placas medidoras de fluxo, destinam-se a medir o

fluxo de calor no solo, placa c/ junes termoeltricas.

A) Geotermmetros:


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CALCULOS COM INFORMAES DE TEMPERATURA DO SOLO

a) Determinao do Gradiente Vertical de Temp.: vem a ser avariao de temp do solo por unidade de profundidade do mesmo,calculada pela seguinte expresso.

12

A

VVh=Gdh

d

=G h

B

Este gradiente sofrer variaes c/ o passar do tempo em seu transcurso dirio, assim teremos:

Dia GV(+) - (a>b) temperatura mais alta na superfcie.

Noite GV(-) - (a


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b) Estimativa do Fluxo de Calor: o fluxo de calor entre duas superfcies paralelas, nointerior do solo, pode ser calculado por:

Fc = - K.(d/dh )

onde, Fc o fluxo de calor (cal/cm2

.min.); K a condutividade trmica do solo(cal/cm.min.oC); d/dh o gradiente de temperatura do solo ( oC/cm).

Exemplo:camada de 0 - 5 cm, temperatura de 10 - 14oC

K = 0,18 cal/cm.min.oC

OBS: O fluxo ocorre de um ponto mais quente para o mais frio. Assim neste exemplo ofluxo ocorre de baixo para cima.

c) Variao Diria do Fluxo de Calor: por conveno, quando aenergia estiver em direo a superfcie (Positiva) e quandoestiver em direo ao interior do solo (Negativa).

Durante o Dia: a superfcie recebe calor, mandando o mesmo para o interior do solo.Durante a Noite: a superfcie no recebe energia, o solo perde calor por irradiao (inversodo fluxo).


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TEMPERATURA DE GERMINAO E EMERGNCIA

A temperatura do solo afeta a germinao das sementes. Algumas espcies s germinamassim que as condies externas de temperatura, umidade e concentrao de oxignio sejam

favorveis.Baixas temperaturas, entre 0 a 10o C, por algumas semanas ou meses tem efeito na quebra dedormncia (macieira, pereira, pessegueiro, etc.).

Pesquisas estabelecem 3 pontos principais com respeito a temperatura do solo em relao asplantas.

* Uma temperatura mnima abaixo da qual no h atividade.

* Uma temperatura tima onde ocorre o mximo de atividade.

* Uma temperatura mxima acima da qual a atividade nula.

Temperaturas elevadas no solo causa degenerao dos tubrculos de batata. Sendo

recomendado como temperatura ideal para a batata 17o C, temperaturas de solo superiores a29o C inibem o crescimento.

O rendimento do milho influenciado pela temperatura do solo na ocasio da germinao.Temperaturas abaixo do normal, por ocasio da semeadura do milho, e as condiesindicarem tempo mido e frio, comprometero o rendimento. Pode-se aumentar a temperatura

do solo atravs da semeadura em camalhes, com arao leve para arejar o solo.


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A T solo tem mostrado ser um importante fator a condicionar a durao do ciclo de algumasculturas. Tendo maior ou menor influncia dependendo da cultura e at mesmo da variedade.

Na tabela a seguir observa-se os valores de temperatura do solo mnima, mxima e tima paraa germinao e o crescimento inicial de algumas culturas cultivadas. importante observarque estes valores so mdias de um determinado perodo, pois o tempo de exposio temperaturas extremas um parmetro importante a ser considerado, ao se estudar danoscausados s sementes e materiais de propagao.

Temperatura do soloCulturaMnima tima Mxima

Algodo 15 20 30 33 37Aveia 0 5 25 31 31 37

Centeio 0 5 25 31 31 37Cevada 0 5 25 31 31 37

Ervilha 3 5 25 31 31 43Feijo 9,4 33,7 46,1

Girassol 5 10 31 37 37 44Milho 5 10 37 44 44 50Trigo 0 5 25 31 37 44


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