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Clima e agricultura

Clima e agricultura. Prof. Dr. Emerson Galvani Laboratório de Climatologia e Biogeografia – LCB Departamento de Geografia – USP. Clima e Agricultura. Conteúdo: Unidade 1 - Elementos e fatores do clima: uma revisão - Variação espacial e temporal da radiação solar em superfície;

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Clima e agricultura

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Presentation Transcript

  1. Clima e agricultura Prof. Dr. Emerson Galvani Laboratório de Climatologia e Biogeografia – LCB Departamento de Geografia – USP

  2. Clima e Agricultura • Conteúdo: • Unidade 1 - Elementos e fatores do clima: uma revisão • - Variação espacial e temporal da radiação solar em superfície; • - Importância Ecológica da temperatura, da umidade do ar e do vento; • - Distribuição espacial e sazonal das precipitações – enfoque para o cerrado; • Unidade 2 – Organização do espaço e clima • - Tipos climáticos brasileiros; • - Clima e padrões de uso do solo (agrícolas); • - O clima como condicionante da produção agrícola; • - Clima, perdas na Agricultura e alternativas.

  3. Clima e Agricultura • Radiação Solar • Fonte primária de todos os processos no planeta (99,7%); • Apresenta variação sazonal e espacial que caracterizam o nível energético de cada região; • Vamos entender um pouco desta variação.....

  4. Clima e Agricultura • Inclinação do equador terrestre que resulta nas estações do ano e não a distância terra-sol.

  5. Grimm, 2004

  6. Clima e Agricultura • Radiação no topo da atmosfera (Io) • Estimada em função: latitude, dia do ano (declinação solar)

  7. Energia no topo da atmosfera

  8. Espectro da Radiação Solar – Destaque para o Vísivel Namômetros

  9. Espectro da Radiação Solar • 1 m = 10-3 milímetro – mm (0,001m) • 1 m = 10-6 micrômetro-μm (0,000001m) • 1 m = 10-9 namômetro - ηm (0,000000001m) • 1 m = 10-12 picômetro - ρm (0,000000000001m)

  10. Espectro da Radiação Solar • A maior parte da energia radiante do sol está concentrada nas partes visível e próximo do visível do espectro. A luz visível corresponde a ~43% do total irradiado, 49% estão no infravermelho próximo e 7% no ultravioleta.

  11. Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectro

  12. Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectro Fonte: COMISSÃO HOLANDESA DE IRRADIAÇÃO VEGETAL – 1953 (Mota, 1989).

  13. Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectro

  14. Fotossíntese Radiação fotossinteticamente ativa - RFA CO2 + H2O + Energia luminosa (PAR) => [CH2O] + O2

  15. ESTÔMATOS • São aberturas (poros estomáticos) na epiderme, responsáveis pelas trocas gasosas e pela transpiração. * folhas de pepino = 100.000 estômatos por cm2 * Gramíneas =10.000 por cm2.

  16. Temperatura do ar • CALOR é definido como energia cinética total dos átomos e moléculas que compõem uma substância. • TEMPERATURA é uma medida da energia cinética média das moléculas ou átomos individuais. • Portanto, a quantidade de calor depende da massa do material, a temperatura não.

  17. Temperatura do ar Tmax=25,7oC A.T.=11,6oC Tmin=14,1oC

  18. Temperatura do ar • O conceito de graus-dia (GD) • Baseia-se no fato de que a taxa de desenvolvimento de uma espécie vegetal está relacionada a temperatura do meio. • Pressupõe a existencia de uma temperatura basal inferior (Tb) e uma superior (TB). • GD=Tmédia – Tb

  19. Taxa de desenvolvimento relativo e temperatura base inferior (Tb) e superior (TB) para o desnvolviemnto vegetal. Fonte: Pereira et al. (2002)

  20. Valores de constante térmica (GDA) e temperatura base inferior (Tb) para diversas culturas. Fonte: Pereira et al. (2002)

  21. Temperatura do ar

  22. Portanto, a colheita será efetuada em condições normais em 5 de abril totalizando 1275 GD.

  23. Fonte:Pereira et al. 2002

  24. Milho Fonte:Pereira et al. 2002

  25. Milho Fonte:Pereira et al. 2002

  26. Ventos Favoráveis O vento atua no transporte de propriedades: * calor: de regiões mais quentes para mais frias; * vapor d’água: regiões úmidas para regiões mais frias; * dispersão de gases e partículas suspensas no ar: diminui a concentração de poluentes (inverno). Remoção de calor de plantas e animais nas épocas quentes. * Renovação de ar próximo a plantas mantendo o suprimento de CO2 para as folhas durante o processo de fotossíntese. * Dipersão de sementes, pólen, facilitando a dispersão de espécies e a polinização.

  27. Ventos Efeitos desfavoráveis: * Erosão eólica e deformação da paisagem; * Eliminação de insetos polinizadores; * Desconforto animal, devido a remoção excessiva de calor, acelerando o metabolismo animal e diminuindo o ganho de peso. * Deformação de plantas; * Abrasão de partículas do solo danificando tecidos (caules) vegetais; * Fissura de tecidos vegetais pela agitação contínua, permitindo a penetração de microorganismos; * Desfolha por efeito mecânico; * Aumento da transpiração, fechamento de estômatos, queda na taxa de fotossíntese, diminuição do crescimento e produção.

  28. Umidade do ar Umidade é o termo geral usado para descrever a presença de vapor d’água no ar. Esta presença de vapor d’água pode ser descrita quantitativamente de várias maneiras. Entre elas estão a pressão de vapor, a umidade absoluta, a razão de mistura e a umidade relativa.

  29. Umidade do ar Sempre insisto que UR não indica conteúdo de vapor d´água e sim a razão entre a razão de mistura real (w) e a razão de mistura de saturação (ws). A UR indica quão próximo o ar está da saturação, ao invés de indicar a real quantidade de vapor d’água no ar.

  30. Umidade do ar Exemplo 1: Ts = 30 oC Tu = 30 oC UR = 100 % UA = 30,34 gH20.m-3 de ar Exemplo 3: Ts = 32 oC Tu = 30,5 oC UR = 89 % UA = 30,34 gH20.m-3 de ar Exemplo 4: Ts = 10 oC Tu = 10 oC UR = 100 % UA = 9,4 gH20.m-3 de ar Exemplo 2: Ts = 20 oC Tu = 20 oC UR = 100 % UA = 17,29 gH20.m-3 de ar

  31. Umidade do ar

  32. Umidade do ar Fonte:Pereira et al. 2002

  33. Umidade do ar Fonte:Pereira et al. 2002

  34. Precipitação Pluvial (chuva) • - Precipitãção pluvial (chuva) é a principal entrada de água no sistema nas regiões tropicais; • Acentuada variação espacial e temporal; • Pode-se afirmar que nas regiões tropicais os sazonalidade é determinada pelo regime de chuvas.

  35. Precipitação Pluvial (chuva) Fonte:Pereira et al. 2002

  36. Mancha de alternária é uma nova doença que afeta algumas tangerinas e seus híbridos. É causada pelo fungo Alternaria alternata f. sp. citri, que produz uma toxina específica para algumas tangerinas e seus híbridos, não afetando laranjas doces, limões e limas ácidas. Fonte: http://www.fundecitrus.com.br

  37. Climograma de Gaussen • Bagnouls & Gaussen (1953 ) propuseram o climograma ombrotérmico (de Gaussen). • Mês seco seria aquele em que: • a) registram-se menos de 10 mm de chuva, a uma temperatura média inferior a 10 oC, • b) registram-se menos de 25 mm de chuva, a uma temperatura média compreendida entre 10 a 20 oC, • c) registram-se menos de 50 mm de chuva, a uma temperatura média compreendida entre 20 a 30 oC; • d) registram-se menos de 75 mm de chuva, a uma temperatura média superior a 30 oC.

  38. O Climograma de Gaussen • Mês seco é considerado aquele em que o total mensal das precipitações é igual ou menor que o dobro da temperatura média, ou seja, matematicamente expressamos como sendo: • Mês seco P  ou  2*T • onde P é a precipitação (mm) e T a temperatura do ar (oC).

  39. Climograma de Gaussen

  40. 3. O Climograma de Gaussen

  41. Balanço de Água no Solo Entradas de água: P: precipitação + orvalho; I: Irrigação; Ee: Escoamento superficial (run-in); Dle: Drenagem Lateral AC: ascensão capilar Saídas de água: ET: evapo(transpi)ração; Es: Escoamento superficial (run-off); Dls: Drenagem Lateral DP: drenagem profunda

  42. O Balanço de Água no Solo • A chuva e o orvalho dependem do clima da região, enquanto que as demais entradas dependem do tipo de solo e de relevo. • As entradas e saídas por escoamento superficial (Ri e Ro) e drenagem lateral (DLi e DLo) tendem a se compensar, assim como AC e DP. • ARM = (P + I) - ET • A ET (evapotranspiração) pode ser estimada por diversos métodos.

  43. Balanço Hídrico Climatológico • Thornthwaite & Mather (1955) propôs uma metodologia de estimar o armazenamento médio de água do solo ao longo do tempo. • O BHC fornece estimativa da ETR (evapotranspiração real), da Def (deficiência Hídrica), do Exc (excedente hídrico) e do ARM (armazenamento de água do solo). • Para que não haja nem excesso nem deficiência hídrica, a chuva (P) deve ser igual a ETR.

  44. Balanço Hídrico Climatológico

  45. 5. Balanço Hídrico Climatológico

  46. Balanço Hídrico Climatológico Pelo BHC: DEF=200,8 mm EXC=618,5 mm Total: 5 meses secos Gaussen: DEF= ?? mm EXC= ?? mm Total: 5 meses secos

  47. Balanço Hídrico Climatológico Pelo BHC: DEF=295,3 mm EXC=115,7 mm Total: 8 meses secos Gaussen: DEF= ?? mm EXC= ?? mm Total: 5 meses secos

  48. Balanço Hídrico Climatológico

  49. Balanço Hídrico Climatológico

  50. Balanço Hídrico Climatológico

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