Evapotranspiração: Processo E Métodos De Medição

O Que É Evapotranspiração?

O termo “evapotranspiração” refere-se à quantidade total de água evaporando e transpirando da superfície da Terra. A evaporação da água da superfície do solo, a franja capilar acima do lençol freático e os corpos d’água superficiais são todos componentes do ET. A transpiração, processo pelo qual a água se move do solo através das plantas e para o ar, também faz parte do sistema de evapotranspiração.

Chuva é água que cai do céu; ET é a água que nasce da terra; Assim, pode-se pensar na evapotranspiração como o oposto da chuva. Nuvens formadas pela condensação do vapor d’água da evaporação e transpiração acabam liberando sua carga de precipitação como chuva ou neve. O ET só perde para a precipitação em termos de importância para a gestão dos recursos hídricos e determinação da quantidade de água que deve ser aplicada nas fazendas por meio da irrigação.

Processo De Evapotranspiração

Dois componentes do processo de evapotranspiração, evaporação e transpiração, merecem ser explorados com mais detalhes. A evaporação é a transição da água de um estado líquido para um estado vaporoso ou gasoso. A energia solar causa esse efeito em corpos d’água, bem como no solo úmido. Quando as moléculas de água absorvem calor suficiente, elas ganham a energia necessária para sair da superfície do líquido e entrar no ar como vapor. Esse mecanismo desempenha um papel crucial em trazer umidade da Terra para a atmosfera.

A transpiração, a liberação de vapor d’água na atmosfera, é possibilitada pelos poros microscópicos (estômatos) nos caules, folhas e outras partes aéreas das plantas. Durante essa parte do processo de evapotranspiração, a planta transporta água do solo através de seu sistema radicular até sua parte aérea, onde evapora. Assim, podemos distinguir três estágios distintos da transpiração:

• as raízes retiram umidade do solo;
• a água viaja através da planta, desempenhando suas funções vitais ao longo do caminho;
• os estômatos “exalam” umidade na atmosfera.

Qual É A Importância Da Evapotranspiração Na Agricultura?

Os agricultores que levam em consideração a importância da evapotranspiração nas plantas, a evapotranspiração pode otimizar o consumo de água e aumentar a produtividade das culturas, contribuindo para a segurança alimentar global. As estimativas de ET são cruciais nas seguintes áreas de cultivo e gestão de água agrícola moderna:

• Otimização da irrigação. O uso de dados de evapotranspiração na irrigação para ajustar a programação ajuda a evitar o desperdício de água excessiva e proteger o precioso abastecimento de água. Os agricultores podem reduzir o uso de água e as contas de energia usando irrigação de precisão com base nas taxas de ET.
• Aumentar a saúde e a produtividade das culturas. Ficar de olho no ET ajuda a garantir a umidade adequada do solo, o que é necessário para o crescimento saudável das raízes e absorção de nutrientes, bem como o aumento da produtividade das culturas.
• Preparando-se para uma seca. Como a evapotranspiração aumenta frequentemente durante as secas, com os dados de ET em mãos, você pode criar programas de gerenciamento de secas mais eficazes e alocar melhor os recursos hídricos em caso de períodos de seca.
• Controle do estresse hídrico. O monitoramento das leituras de ET, que abrem as necessidades hídricas das plantas, ajuda a mitigar o estresse hídrico e aumentar a resiliência das culturas.
• Elevar o nível de precisão agrícola. Ao combinar dados de ET com outras informações, os agricultores podem adaptar suas atividades de campo às necessidades exatas de cada cultura e tipo de solo.

Evapotranspiração Na Floresta Amazônica

A Floresta Amazônica é a maior floresta tropical do mundo, cobrindo grande parte do Brasil. Ela desempenha um papel crucial na formação dos “rios voadores”, correntes de ar carregadas de vapor de água. O calor solar evapora a água do Oceano Atlântico, e os ventos alísios transportam o vapor para o continente. Na Amazônia, a umidade da floresta, liberada através da transpiração das árvores, encontra esse vapor.

Esses “rios voadores” transportam a chuva da Amazônia para o centro e sudeste do Brasil. No entanto, a evapotranspiração apenas adiciona umidade às correntes de ar, mas o desmatamento ameaça essa rota, afetando as chuvas em várias partes do país.

Além disso, a evapotranspiração na Amazônia desempenha um papel importante na mitigação das mudanças climáticas, regulando o equilíbrio global de carbono. As florestas tropicais capturam carbono através do crescimento vegetal e liberam vapor de água na atmosfera, influenciando os ciclos de carbono globais.

Fatores Da Evapotranspiração

Os principais determinantes do ET são o clima e o terreno locais, bem como a fisiologia específica da planta. Vamos analisar cada um deles e sua influência com mais detalhes.

• Tipo de solo. A composição e a estrutura do solo determinam sua capacidade de retenção de água e suas propriedades de evapotranspiração. Solos com alta proporção de areia ou cascalho têm menor capacidade de reter água e perderão mais por evaporação do que, digamos, os argilosos ou argilosos.
• Temperatura do ar. A temperatura do ar é um fator conhecido no processo de evapotranspiração. À medida que a temperatura aumenta, aumenta também a capacidade de transporte de umidade do ar. Além disso, o aumento da quantidade de energia térmica aplicada à água acelera sua vaporização, o que eleva a taxa de ET.
• Radiação solar. Há mais radiação solar do que mero calor. Variações de energia, frequência e albedo, que afetam a taxa de evapotranspiração, são específicas do local e do tempo. Estes são aspectos importantes a ter em conta, mas quantificá-los sem métodos e ferramentas tecnologicamente avançados pode ser difícil.
• Humidade. A umidade relativa do ar (UR) é a quantidade de vapor d’água que o ar pode reter. A alta umidade relativa do ar (como visto, por exemplo, após as chuvas) limita a quantidade de vapor d’água que o ar pode absorver, resultando em uma diminuição do TE. A umidade reduzida aumenta a evapotranspiração porque o ar pode potencialmente reter mais umidade.
• Cobertura vegetal. As plantas se adaptam aos seus ambientes de diferentes maneiras. Alguns são melhores em armazenar água para uso durante secas, enquanto outros perdem umidade muito mais rapidamente. O valor da evapotranspiração também depende da idade e das condições sanitárias da planta. Quanto mais profundas as raízes, mais tempo as culturas podem sobreviver sem chuva ou rega. Devido às diferenças fisiológicas entre os diferentes tipos de culturas, as taxas de ET variam muito, exigindo abordagens específicas para a irrigação.
• Velocidade do vento. Como o vento é geralmente o que impulsiona a evaporação e a transpiração, ele desempenha um papel crucial na evapotranspiração da umidade do solo. Ventos fortes sopram a camada de ar úmido que se forma sobre as superfícies cobertas de cultivo, aumentando a taxa de ET. O efeito do vento na difusão do vapor dos poros das plantas também contribui para o aumento das taxas transpiratórias. Uma diminuição no TE pode ocorrer, porém, se ventos extremamente fortes e secos impedem a difusão do vapor d’água.

Diferentes Tipos De Evapotranspiração

A evapotranspiração da cultura pode ser vista em termos de três conceitos:

• ET(0), ou evapotranspiração de referência;
• ET(c), ou evapotranspiração em ambiente típico;
• ET(r), ou evapotranspiração em ambiente atípico.

O poder de evapotranspiração atmosférica, denominado ET(0), é um parâmetro relacionado ao clima. ET(c) descreve a quantidade de água perdida por evapotranspiração em campos bem conservados, maciços e idealmente umedecidos que produzem na capacidade máxima dados os padrões climáticos típicos. Como o manejo ineficiente da cultura e as limitações ambientais dificultam a evapotranspiração, é prática comum ajustar a ET(c) em condições atípicas.

Evapotranspiração De Referência

A taxa de evapotranspiração que ocorre em uma superfície de referência rica em água é conhecida como ET de referência. Uma cobertura hipotética de grama que atenda a certos critérios serve como superfície de referência.

O ET de referência permite analisar a demanda evaporativa atmosférica independentemente da variedade de culturas, estádio de crescimento e práticas de cultivo. Como a superfície de referência utilizada para o cálculo do TE é bem umedecida, as condições do solo não afetam a evapotranspiração. Portanto, não é necessário determinar um limite único de ET para cada cultura em cada estágio de crescimento.

As variáveis climáticas são os únicos fatores determinantes do TE(0). A tabela a seguir fornece os intervalos de valores ET(0) típicos para diferentes zonas agroclimáticas ^{Allen, R. G. et al. (1998). Crop evapotranspiration - Guidelines for computing crop water requirements. FAO.}. Esses números servem para dar uma ideia do que é comum, mas não devem ser usados diretamente.

Evapotranspiração Da Cultura Em Condições Padrão

ET(c), ou evapotranspiração em condições padrão, é a quantidade de água liberada na atmosfera por uma cultura típica (aquela que é livre de doenças, bem fertilizada, cultivada em vastos campos com abundância de água e produzindo seu potencial máximo dadas as circunstâncias climáticas e de temperatura predominantes). A ET(c) é calculada multiplicando-se o coeficiente de cultura única – K(c) – pela evapotranspiração de referência:

Evapotranspiração Da Real Da Cultura

Como o próprio nome sugere, a evapotranspiração em condições não padronizadas – ET(r) – refere-se à ET de culturas cultivadas sob condições ambientais e de cultivo que fogem da norma. Em condições abaixo do ideal, como infestação de pragas e doenças, falta ou excesso de água, aumento da salinidade do solo e baixa fertilidade do solo, a evapotranspiração real das culturas de campo pode divergir da ET(r). Para levar em conta uma variedade de estresses e impactos ambientais na evapotranspiração das culturas, o ET(r) é calculado com a ajuda de um coeficiente de estresse hídrico – K(s) – e/ou um coeficiente de cultura única:

Evapotranspiração de oásis (ETO)

A Evapotranspiração de oásis (ETO) é um processo que ocorre em oásis, que são áreas com vegetação que são irrigadas e estão rodeadas por regiões secas, ou seja, áreas sem vegetação nas proximidades. Nesse contexto, a ETO envolve a perda de água e a troca de calor devido às condições meteorológicas e à transferência de água para a área circundante.

Metodos De Estimativa De Evapotranspiração

A unidade de medida padrão para a taxa da determinação da evapotranspiração é de milímetros (mm) por unidade de tempo. Ele denota a taxa na qual uma dada profundidade de água é perdida de uma superfície coberta por culturas. Dependendo de seus objetivos, a unidade de tempo pode variar de uma hora a uma estação de crescimento inteira.

Há uma variedade de maneiras de medir e calcular a evapotranspiração. Cada opção vem com seu próprio conjunto de prós e contras, que discutiremos agora.

Lisímetros

Para obter uma leitura precisa do ET real, alguns agricultores usam lisímetros de evapotranspiração, que são recipientes subterrâneos de solo com uma ferramenta de pesagem ou sistema de drenagem/vácuo. Os muitos desafios da modelagem da evapotranspiração podem ser contornados, uma vez que não há necessidade de interpretação ou escalonamento das leituras do lisímetro.

Devido ao seu alto preço e operação pesada, no entanto, os lisímetros não estão isentos de seus inconvenientes. Esses medidores são bons para pequenos campos ou estufas. No entanto, as medições manuais do lisímetro são caras e demoradas quando aplicadas em grandes plantações ou para o determinação diário da evapotranspiração.

Atmômetros

Normalmente, esse instrumento usado para medir a evapotranspiração consiste em um recipiente com água e uma superfície de evaporação, como uma placa, que é aberta ao ar. A água do reservatório reabastece continuamente a água que evapora da placa. Os agrônomos calculam a evaporação medindo quanta água do recipiente é perdida para a atmosfera ^{Beeson, R. C., Jr. (2011, April). Weighing lysimeter systems for quantifying water use and studies of controlled water stress for crops grown in low bulk density substrates. Agricultural Water Management, 98(6), 967-976. https://doi.org/10.1016/j.agwat.2011.01.005.}.

Balanço Hídrico Da Evapotranspiração

Este método de medição da evapotranspiração é comumente usado para áreas amplas onde a vazão e a precipitação por si só ditam a vazão de entrada e saída e onde a bacia é apertada para descartar quaisquer outras fontes importantes de entrada/saída. O método só pode fornecer uma estimativa aproximada da quantidade média de água perdida por evaporação e transpiração em terras cobertas por culturas.

Covariância De Eddy

Em vez de medir cada parte do balanço hídrico individualmente, essa técnica se baseia no balanço energético. Como os sensores de covariância de turbulência são instalados acima do dossel, o ET pode ser estimado para muitas espécies de plantas sem distorção da não uniformidade da superfície do solo. A saída de energia da superfície do solo, no entanto, é conhecida por ser diferente da entrada de energia. Como o fechamento do equilíbrio raramente é alcançado, a abordagem de covariância de turbulência pode subestimar a evapotranspiração ^{Denager, T. et al. (2020, May 16). Comparison of evapotranspiration estimates using the water balance and the eddy covariance methods. Vadose Zone Journal, 19(1). https://doi.org/10.1002/vzj2.20032.}.

Sensoriamento Remoto

O monitoramento da evapotranspiração com sensoriamento remoto está ganhando popularidade entre os agricultores. A análise de dados meteorológicos, vegetais e infravermelhos térmicos derivados de satélites ajuda a descobrir quanto vapor de água é liberado da superfície do campo por meio da evaporação e transpiração das plantas.

O índice de vegetação por diferença normalizada (NDVI) é uma dessas métricas suplementares que pode ser usada na estimativa das taxas de ET, uma vez que existe uma forte relação entre evapotranspiração e NDVI. As tendências do NDVI mostraram-se mais intimamente ligadas aos padrões de ET potencial para cada combinação única de vegetação e solo. Da mesma forma, o NDVI cumulativo apresentou alta correlação com o ETreal acumulado durante toda a estação de crescimento ^{Cihlar, J. et al. (1991, February-March). Relation between the normalized difference vegetation index and ecological variables. Remote Sensing of Environment, 35(2-3), 279-298. https://doi.org/10.1016/0034-4257(91)90018-2.}.

Dados Meteorológicos

Os dados meteorológicos permitem que os agricultores fiquem atentos aos níveis de ET e façam previsões precisas sobre eles. Em vez de ter que calcular os valores por conta própria ou investir em medidores de campo, os agricultores podem aproveitar as estações meteorológicas de evapotranspiração, as soluções turnkey dos prestadores de serviços meteorológicos e os indicadores ET acionáveis.

O alto custo das tecnologias existentes dificulta a detecção precisa da evapotranspiração nas plantas por pequenos agricultores. A solução mais econômica para eles são os atmômetros portáteis, porque apenas alguns dispositivos são suficientes para cobrir um pequeno campo.

Por outro lado, para agricultores de grande escala com campos expansivos que podem estar localizados em diferentes partes do mundo, é preferível determinar a evapotranspiração usando dados climáticos. A seguir estão alguns benefícios de estimar a evapotranspiração com a ajuda de dados meteo:

• não há necessidade de comprar, instalar ou manter quaisquer medidores ET;
• os dados de campo estão prontamente disponíveis de qualquer lugar;
• os dados meteorológicos sobre ET, juntamente com muitos outros indicadores-chave para a agricultura, podem ser acessados por meio de plataformas agrotecnológicas fáceis de usar e intuitivas, como o EOSDA Crop Monitoring.

Soluções Prontas De Medição De Evapotranspiração No EOSDA Crop Monitoring

A plataforma EOSDA Crop Monitoring integra dados meteorológicos com imagens de satélite processadas. Eliminando a necessidade de equipamentos caros e demorados no local e cálculos intrincados, nossa plataforma facilita o rastreamento dos valores de evapotranspiração por imagens de satélite em seus campos.

Os dados sobre ET e outros indicadores agrometeorológicos (como precipitação, temperatura do ar e velocidade do vento) são acessíveis em dois formatos: dados históricos e previsões meteorológicas. Você pode ver relatórios ET diários e dados meteorológicos históricos que remontam a 1979. E a previsão mostrará o nível de evapotranspiração projetado em seu campo hora a hora para os próximos 14 dias.

Nossa plataforma fornece acessibilidade perfeita a todos os dados, permitindo que você visualize, baixe ou integre facilmente em seus sistemas por meio de nossa API. Não hesite em entrar em contato com nossa equipe de vendas na sales@eosda.com para obter mais informações e detalhes.

A evapotranspiração na agricultura é uma métrica complicada, mas crítica de rastrear. Embora avaliá-lo e monitorá-lo possa representar desafios para os agricultores, é crucial reconhecer o enorme impacto que tem no planejamento do campo, na saúde das culturas e, em última análise, no rendimento. Para auxiliar na tomada de decisões agrícolas, o EOSDA Crop Monitoring fornece fácil acesso aos dados de evapotranspiração em um formato conveniente.

Através da plataforma EOSDA Crop Monitoring, você pode não apenas ficar de olho na evapotranspiração, mas também receber uma riqueza de outros dados agro úteis, como índices de vegetação e níveis de umidade do solo, bem como ferramentas benéficas de gestão agrícola, incluindo o aplicativo Scouting e o registro de atividades de campo. Com essa visão ao seu alcance, você será capaz de administrar sua fazenda de forma mais eficiente e eficaz, trazendo melhores rendimentos de colheita a custos mais baixos.