ESTIMATIVA DA EVAPORA

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ESTIMATIVA DA EVAPORAÇÃO
Universidade Federal de Campina Grande
UFCGDEC/CCT/UFCG Pós-GraduaçãoÁrea de
concentração Recursos Hídricos
ESTÁGIO DOCÊNCIA Disciplina Hidrologia Aplicada

• Aluna de mestrado MYRLA DE SOUZA BATISTA

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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.

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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)
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Exercício

1. Calcule o valor da EP através do Tanque Classe A
   para cada mês.

Fator Jan Fev Mar Abr MAi Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
ETanque 231,9 159,5 164,0 138,9 202,8 194,5 234,1 283,3 291,7 301,9 285,1 275,6
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Estimativa da Evaporação

• Os métodos normalmente utilizados para determinar
  a evaporação são

• Método do balanço de energia

• Método aerodinâmico

• Método combinado ou Penmam

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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.
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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)
Superfície Albedo 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
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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 ?w massa específica da água (?w
977 kg/m3) T Temperatura do ar (C).
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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)
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Método do Balanço de Energia

• Para
• T 20 C
• ?w 977 kg/m3

Onde Er Evaporação potencial diária
(mm/dia) RL Radiação líquida (W/m2)
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Exercício

1. Para um albedo igual a 0,3 , calcule o valor da
   EP pelo Método do Balanço de Energia para cada
   mês.

Fator Jan Fev Mar Abr MAi Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
T 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1
Ri 488 499 482 464 424 399 410 501 527 553 537 506
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
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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.
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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.

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Método Aerodinâmico

• Tabela 1. Altura de rugosidade para diferentes
  condições de superfície.

Tipo de Superfície Altura da Rugosidade z0 (cm)
Gelo, lama 0,001
Água 0,01 a 0,06
Grama (acima de 10 cm de altura) 0,1 a 2,0
Grama (de 10 a 50 cm de altura) 2 a 5
Vegetação (de 1 a 2 m de altura) 20
Árvores (10 a 15 m de altura) 40 a 70
Fonte Chow et al.,1988
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Exercício

1. Para a altura da rugosidade natural igual a 0,41
   cm, calcule o valor da EP pelo Método
   Aerodinâmico para cada mês.

Fator Jan Fev Mar Abr MAi Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
T (C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1
UR () 60,3 67,7 72,1 71,4 68,4 64,6 60,3 55,8 54,0 53,3 54,8 56,0
u (m/s) 1,33 1,04 1,05 1,07 1,29 1,73 1,75 2,14 2,04 2,11 1,73 1,44
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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.
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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

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Exercício

1. Com os resultados das questões 2 e 3, calcule o
   valor da EP pelo Método Combinado ou de Penmam
   para cada mês.

Fator Jan Fev Mar Abr MAi Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
T (C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1
Obs. Lembrem-se que a pressão de vapor saturado
(es) já foi calculada nas questões anteriores.
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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

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Exercício

1. Com o resultado da questão 2, calcule o valor da
   EP pelo Método de Priestley - Taylor para cada
   mês.

Fator Jan Fev Mar Abr MAi Jun Jul Ago Set Out Nov Dez
T (C) 26,9 26,1 26,2 25,6 25,5 24,9 25,0 25,7 26,7 27,3 27,5 27,1
Obs. Lembrem-se que a pressão de vapor saturado
(es) já foi calculada nas questões anteriores.
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Obrigadapela Atenção!

• Até a próxima aula.