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Universidade Federal de Campina Grande – UFCG DEC/CCT/UFCG – Pós-Graduação Área de concentração: Recursos Hídricos. ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina: Hidrologia Aplicada. ESTIMATIVA DA EVAPORAÇÃO. Aluna de mestrado: MYRLA DE SOUZA BATISTA. Estimativa da Evaporação.
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Universidade Federal de Campina Grande – UFCGDEC/CCT/UFCG – Pós-GraduaçãoÁrea de concentração: Recursos Hídricos ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina: Hidrologia Aplicada ESTIMATIVA DA EVAPORAÇÃO Aluna de mestrado:MYRLA DE SOUZA BATISTA
Estimativa da Evaporação A determinação da evaporação de uma superfície líquida pode ser realizada de duas maneiras: • Medição : através de aparelhos de medição direta (evaporímetros ou tanques) ou pelo uso de registradores (evaporígrafos). • Estimação: através de fórmulas empíricas ou baseadas na física da atmosfera estabelecidas com o objetivo de uma melhor aproximação das condições reais.
Medição da Evaporação O principal método usado na determinação da evaporação é o do Tanque Classe A: Ep = Etanque x Kt Onde: Ep = evaporação potencial E = evaporação do tanque classe A Kt = coeficiente do tanque (para a região semi-árida Kt = 0,75)
Exercício • Calcule o valor da EP através do Tanque Classe A para cada mês.
Estimativa da Evaporação Os métodos normalmente utilizados para determinar a evaporação são: • Método do balanço de energia • Método aerodinâmico • Método combinado ou Penmam
Método do Balanço de Energia Balanço de energia: Três tipos de radiação solar: Incidente, Refletida e Líquida. Rl= Ri - Rr Onde: Rl = Radiação Líquida ; Ri = Radiação Incidente ou Global; Rr = Radiação Refletida.
Método do Balanço de Energia Balanço de energia: Como a radiação refletida é expressa por:Rr = . Ri onde é o albedo (razão entre as radiações refletida e incidente) Então, a radiação líquida é dada por: Rl = (1-) Ri Valores do Albedo (Raudkivi, 1979) SuperfícieAlbedo Florestas coníferas 0,1 a 0,15 Áreas cultivadas 0,1 a 0,25 Água 0,03 a 0,1 Solos escuros 0,05 a 0,2 Solos Argilosos (secos) 0,2 a 0,35 Solos arenosos (secos) 0,15 a 0,45
Método do Balanço de Energia Este método calcula a evaporação através da seguinte equação: Onde: Er = Evaporação potencial diária (mm/dia) RL = Radiação líquida (W/m2); lv = Calor latente de vaporização (J/kg) lv = 2,501 . 106 – 2370 . T ; ρw = massa específica da água (ρw = 977 kg/m3); T = Temperatura do ar (°C).
Método do Balanço de Energia Algumas relações importantes: 1 J = 1 N.m 1 N= 1 (kg . m/s2) 1W = 1 J/s 1 dia = 24 h * 60 min/h * 60 s/min = 86400 s 1 cal = 4,186 J 1 cm2 = 1 x 10-4 m2 J = Joule (unidade de trabalho) W = Watt (unidade de energia)
Método do Balanço de Energia Para: T = 20 °C ρw = 977 kg/m3 Onde: Er = Evaporação potencial diária (mm/dia); RL = Radiação líquida (W/m2);
Exercício • Para um albedo igual a 0,3 , calcule o valor da EP pelo Método do Balanço de Energia para cada mês. T (oC); Rl (cal / cm2 / dia) 1 J = 1 N.m = 1 kg . m2/s2 1 W = 1 J/s 1 dia = 86400 s 1 cal/s= 4,186 J/s 1 cm2 = 1,0 . 10-4 m2
Método Aerodinâmico No método aerodinâmico, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação: Onde: Ea = Evaporação potencial (mm/dia); es = Pressão de vapor saturado (Pascal; 1Pa = 1 N/m2) ea = Pressão de vapor atual (Pascal) ea = UR . es (onde: UR = umidade relativa = e/es) B = é um coeficiente obtido através de uma equação.
Método Aerodinâmico Onde: u = Velocidade do vento na altura z2 (m/s); z2 = Altura da medição da velocidade do vento (geralmente é adotado 2 m a partir da superfície); z1 = Altura de rugosidade da superfície natural.
Método Aerodinâmico Tabela 1. Altura de rugosidade para diferentes condições de superfície. Fonte: Chow et al.,1988
Exercício • Para a altura da rugosidade natural igual a 0,41 cm, calcule o valor da EP pelo Método Aerodinâmico para cada mês.
Método Combinado ou de Penmam O método combinado ou método de Penmam calcula a evaporação considerando os efeitos da radiação e do vento. Para isso, o método combinado combina as equações do método do balanço de energia e do método aerodinâmico.
Método Combinado ou de Penmam A combinação resulta na equação abaixo: Onde: E = Evaporação potencial (mm/dia); Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia); Ea = Evaporação calculada pelo método aerodinâmico (mm/dia); ∆ = Gradiente da curva de pressão de saturação de vapor: ∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C); = Constante psicrométrica: = 66,8 Pa/°C;
Exercício • Com os resultados das questões 2 e 3, calcule o valor da EP pelo Método Combinado ou de Penmam para cada mês. Obs.: Lembrem-se que a pressão de vapor saturado (es) já foi calculada nas questões anteriores.
Método de Priestley - Taylor Este método é baseado no fato de que em grandes áreas, as considerações do balanço de energia governam a evaporação. Portanto, no método de Priestley - Taylor, a evaporação é calculada conforme a seguinte equação: Onde: E = Evaporação potencial (mm/dia) Er = Evaporação calculada pelo método do balanço de energia (mm/dia); ∆ = 4098 . es / (237,3 + T)2 (Pa/°C) = 66,8 Pa/°C = 1,3
Exercício • Com o resultado da questão 2, calcule o valor da EP pelo Método de Priestley - Taylor para cada mês. Obs.: Lembrem-se que a pressão de vapor saturado (es) já foi calculada nas questões anteriores.
Obrigadapela Atenção! Até a próxima aula.
