Tendo em vista o crescente uso das técnicas de sensoriamento remoto para obtenção das necessidadeshídricas de perímetros irrigados, esta pesquisa objetivou determinar a fração evaporativa sobre um pomar degoiabeira irrigada no Sub-médio São Francisco, a fim de subsidiar a conversão de determinações instantâneas deevapotranspiração em totais diários

AZEVEDO, P. V. de

MOURA, M. S. B. de

SILVA, B. B. da

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AVALIAÇÃO DA FRAÇÃO EVAPORATIVA PARA CONVERSÃO DE MEDIDASINSTANTÂNEAS EM VALORES DIÁRIOS DE EVAPOTRANSPIRAÇÃOMagna  Soelma Beserra de Moura, Bernardo Barbosa da Silva & Pedro Vieira de AzevedoUniversidade Federal da Paraíba, CCT, DCAAv. Aprígio Veloso, 882, 58109-000, Bodocongó, Campina Grande, PB - Fone: (83) 310-1202E-mail.: magna@dca.ufpb.br; bernardo@dca.ufpb.br  e pvieira@dca.ufpb.brABSTRACTEvapotranspiration on a regional scale is useful information for agricultural and hydrological practice andcan be determined by combining remote sensing data with ground-based measurements. However, estimates ofevapotranspiration using remote sensing data are usually instantaneous values and to obtain dailyevapotranspiration at a regional scale, it is necessary to convert these values into daily totals. By using dataobtained during a experiment on a guava orchard in Sub-medium San Francisco Valley, the method of convertinginstantaneous evapotranspiration into daily totals were evaluated. This method assumes that the evaporationfraction, defined as the ration of the latent heat flux and the available energy flux, is constant during the daytimeperiod. The midday value of the evaporative fraction was close to middle value for the positive net radiation.Seasonal variations were observed due clouds. Hence daily evapotranspiration can be determined from theevaporative fraction and daily total available energy, for cloud-free days. Then, the evaporative fraction can beused to estimating regional evapotranspiration using remote sensing data, but needs an evaluation for this purpose.INTRODUÇÃOAs áreas irrigadas no Nordeste brasileiro vêm aumentando muito nos últimos anos, principalmente devido aalta disponibilidade de energia solar durante todo o ano, que resulta em baixa umidade relativa do ar e altastemperaturas. A grande maioria dos perímetros irrigados localiza-se junto a grandes reservatórios de água, como aBarragem Armando Ribeiro Gonçalves, no Rio Grande do Norte e o Lago de Sobradinho, na Bahia. Essaproximidade às fontes de água e a falta de uma política de gerenciamento dos recursos hídricos, bem como adeficiência nas informações sobre as necessidades hídricas das principais espécies cultivadas resulta no usoexcessivo deste valioso bem: a água. Este problema tem sido constatado em pesquisas com fruteiras cultivadas noSub-médio São Francisco, como verificado por Moura (2001) para a goiabeira.Diversas estudos vêm sendo desenvolvidos a fim de se determinar as necessidades hídricas(evapotranspiração e coeficiente de cultivo) para várias espécies cultivadas nos perímetros irrigados do Sub-médioSão Francisco (Moura, 2001; Silva, 2000; Lopes, 1999). A maioria destas pesquisas é realizada através de métodosbastante conhecidos, como o método do balanço de energia baseado na razão de Bowen, que utiliza-se de mediçõespontuais de saldo de radiação e gradientes de temperatura do ar em bulbo úmido e seco, sobre uma determinadacultura, em meio à grande área plantada, com muita diversidade de espécies vegetais (caatinga, manga, banana,goiaba, coco, uva, etc...), de solo e de microclimas.A determinação da evapotranspiração de grandes perímetros irrigados é difícil. Atualmente, a utilização dacombinação de dados obtidos à superfície e através do sensoriamento remoto já é muito utilizada para estimativa daevapotranspiração em escala regional destes perímetros, graças as pesquisas que desenvolveram algoritmos comdiferentes graus de complexidade, como o SEBAL (Bastiaanssen, 1995), SEBI (Menenti & Chouhury, 1993) eUNTRANS (Choudhury & De Bruin, 1995). Entretanto, as estimativas da evapotranspiração através dosensoriamento remoto geram valores instantâneos e para obtenção da evapotranspiração diária em escala regional, énecessário converter esses valores em totais diários.A fração evaporativa, definida como o fluxo de calor latente dividido pela soma entre o fluxo de calorlatente e o fluxo de calor sensível, é aproximadamente constante durante o período diurno (Shuttleworth et al.,1989). Em geral, o uso deste método baseia-se em uma ou mais determinações instantâneas da fração evaporativa emedidas contínuas do fluxo de energia disponível à superfície.Zhang & Lemeur (1995) utilizaram dois métodos para conversão de valores instantâneos deevapotranspiração em totais diários. O primeiro método considera que o curso diário da evapotranspiração é similarao da irradiância solar e pode ser aproximada por uma função seno. O segundo método assume que a fraçãoevaporativa é constante durante o período diurno. Daí a evapotranspiração diária poder ser determinada a partir dafração evaporativa e o total diário de energia disponível. Os autores concluíram que ambos os métodos podem serusados para converter valores instantâneos de evapotranspiração obtida por sensoriamento remoto em totais diáriospara dias de céu claro.Roerink et al. (2000) desenvolveram um algoritmo simples para estimativa, em escala regional, daevapotranspiração da superfície a partir de imagens de satélite. Trata-se de uma metodologia muito semelhante aoalgoritmo SEBAL, sugerido por Bastiaanssen (1995), e em ambos os métodos, utiliza-se o conceito de fraçãoevaporativa para obtenção de totais diários de evapotranspiração em escala regional.Tendo em vista o crescente uso das técnicas de sensoriamento remoto para obtenção das necessidadeshídricas de perímetros irrigados, esta pesquisa objetivou determinar a fração evaporativa sobre um pomar degoiabeira irrigada no Sub-médio São Francisco, a fim de subsidiar a conversão de determinações instantâneas deevapotranspiração em totais diários.MATERIAIS E MÉTODOSOs dados utilizados no presente estudo foram obtidos durante um período de observações experimentaisentre 10 de maio (dia juliano, DJ = 130) e 30 de novembro (DJ = 334) de 2000, sobre um pomar de goiabeirairrigada. Durante as observações, foi mantida dentro do pomar, uma torre micrometeorológica equipada com umsaldo radiômetro para leitura da radiação líquida (Rn) sobre o dossel e dois psicrômetros com termopares de cobre-constantan, em dois níveis (0,50 m e 1,50 m) acima do topo da copa da cultura, para medidas temperaturas do arem bulbos seco (Ts) e úmido (Tu). Para medir o fluxo de calor no solo (G), foram instalados dois fluxímetros a0,02 m de profundidade sob a copa. Estes sensores foram conectados a um sistema automático de aquisição dedados (Micrologger 21X da Campbell Scientific, Inc). Os componentes do balanço de energia e aevapotranspiração da cultura foram determinados através do método do balanço de energia baseado na razão deBowen.Shuttleworth et al. (1989) publicaram os primeiros estudos indicativos de que a fração evaporativa davegetação de pradarias é um indicador razoavelmente constante da partição de energia durante o dia. Estasevidências foram reforçadas a partir dos resultados apresentados por Brutsaert & Sugita (1992). Como mostradopela Equação 1, esses indicadores podem ser expressos como as razão entre os fluxos de calor latente e a somadeste com o fluxo de calor sensível:        HLELEGRnLE+=−=Λ                     (1)onde Λ é a fração evaporativa, LE é o fluxo de calor latente, Rn o saldo de radiação, H é o fluxo de calor sensível eG é o fluxo de calor no solo.A fração evaporativa aperfeiçoa os estudos que envolvem imagens instantâneas de satélite com estudosrelativos a interações entre a superfície da terra e a atmosfera. Shuttleworth et al. (1989) compararam valores dafração evaporativa (Λ) ao meio-dia com valores médios de todo dia e concluíram que a diferença era de apenas1,5%. Há de se notar que nesse estudo a escala foi limitada a uma vegetação relativamente homogênea de pradaria.Em outra ocasião, Sene (1994) concluiu que a utilização do valor da Λ do meio-dia é um bom indicador da fraçãoevaporativa sobre vinhedos. Há diversos estudos sobre a coerência na utilização da fração evaporativa paradiferentes superfícies e condições de tempo.RESULTADOS E DISCUSSÃONa Figura 1 (a, b, c e d) pode-se observar o comportamento diurno da fração evaporativa e do saldo deradiação para quatro diferentes dias de céu limpo (sem nebulosidade) do experimento. Apesar da grande variaçãono saldo de radiação (Rn) durante o dia, pode-se observar que a fração evaporativa permanece próxima ao valormédio do período de saldo de radiação positivo, como por exemplo, para a Figura 1a, em que Λ permanecepróxima a 0,97 desde 07h15 até 17h00 horas (Figura 1a), sendo igual a 0,998 ao meio-dia. Observaçõessemelhantes foram verificadas para os outros dias (Figura 1b, c, e d). Neste sentido, Crago & Brutsaert (1996)verificaram valores médios da fração evaporativa, para o período de saldo positivo, em torno de 0,75.Segundo Mahrt et al. (2001) o fato da fração evaporativa não variar muito ao longo do dia para uma dadasuperfície parece ser devido a vários efeitos compensatórios. A evapotranspiração é influenciada pelo saldo deradiação através da influência da energia solar no controle de fechamento e abertura dos estômatos. Contudo, ocomportamento da fração evaporativa varia substancialmente entre diferentes tipos de superfícies. Para vegetaçãoestressada, a fração evaporativa pode reduzir significativamente durante o dia, devido ao maior controle estomático(Mahrt et al., 2001). Crago & Brutsaert (1996) afirmam que se a fração evaporativa não varia muito para o períododiurno de saldo positivo, a razão de Bowen também deverá apresentar pequenas variações, com uma relaçãoesperada de um para um (1:1).O comportamento da fração evaporativa média do período de saldo de radiação positivo durante toda faseexperimental de coleta de dados sobre a goiabeira irrigada pode ser observado na Figura 2. Nela verifica-se que amaioria dos valores da Λ estão em torno de 1,0, o que significa que praticamente toda energia disponível foiutilizada para transferência de vapor d'água da superfície para a atmosfera. Observa-se que em alguns dias ocorreumaior variabilidade nos valores de Λ, devido, certamente a presença de grande nebulosidade. A utilização de umúnico valor da fração evaporativa para dias com nebulosidade pode levar a erros na determinação daevapotranspiração, uma vez que nesses dias a Λ varia muito ao longo do período diurno. Segundo Crago (1996), ahipótese de valores constantes da Λ é surpreendentemente robusta, uma vez que este parâmetro varia com ascondições de nebulosidade e de descontinuidade da superfície.0.8 1 1.2 1.4 1.6 Fração evaporativa-100 0 100 200 300 400 500 600 Saldo de radiação (W/m²)0 4 8 12 16 20 24 HoraRn Fr0.8 1 1.2 1.4 1.6 1.8 Fração evaporativa-100 0 100 200 300 400 500 600 Saldo de radiação (W/m²)0 4 8 12 16 20 24 HoraRn Fr(a) (b)0.8 1 1.2 1.4 1.6 Fração evaporativa-100 0 100 200 300 400 500 600 Saldo de radiação (W/m²)0 4 8 12 16 20 24 HoraRn Fr0.6 0.7 0.8 0.9 1 1.1 1.2 Fração evaporativa-100 0 100 200 300 400 500 600 700 Saldo de radiação (W/m²)0 4 8 12 16 20 24 HoraRn Fr(c) (d)Figura 1. Progressão diária do saldo de radiação (W/m²) e da fração evaporativa para quatro dias de céulimpo (sem nebulosidade), durante a campanha experimental. (a) dia 02/07/2000; (b)30/07/2000; (c) 03/09/2000 e (d) 19/10/20000.8 0.9 1 1.1 1.2 Fração evaporativa120 150 180 210 240 270 300 330 Dia juliano (DJ)Figura 2. Comportamento estacional da fração evaporativa média do período de saldo deradiação positivo durante toda fase experimental de coleta de dadosCONCLUSÕESOs resultados do presente estudo indicam que:- para dias de céu claro, a fração evaporativa apresenta pequena variação durante o período de saldo de radiaçãopositivo. As razões para isto incluem a dependência natural da fração evaporativa da energia disponível, bemcomo das condições de temperatura, umidade e resistência da superfície ao longo do dia para reduzir qualquervariação sistemática restante da fração evaporativa;- a presença de nuvens provoca heterogeneidade espacial e temporal na energia disponível e consequentementeflutuações no aquecimento da superfície, logo, variações na fração evaporativa;- assumir um valor da fração evaporativa para utilizar nas conversões de medidas instantâneas em totais diáriosde evapotranspiração é possível, com menor, para dias de céu claro.Sugere-se que seja realizada uma avaliação desses resultados com estimativas diárias da evapotranspiraçãoobtida através de dados de sensoriamento remoto.REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICASBASTIAANSSEN, W. G. M. Regionalization of surface flux densities and moisture indicators in compositeterrain. 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Avaliação da fração evaporativa para conversão de medidas instantâneas em valores diários de evapotranspiração.

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