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Medição térmica do solo – Resistividade térmica do solo

TEMPERATURA DO SOLO

O regime térmico de um solo é determinado pelo aquecimento da superfície pela radiação solar e transporte, por condução, de calor sensível para seu interior. Durante o dia, a superfície se aquece gerando um fluxo de calor para o interior. A Noite, o resfriamento da superfície por emissão de radiação terrestre (ondas longas) inverte o sentido do fluxo que agora passa a ser do interior do solo para a superfície.

 

FATORES DETERMINANTES DA TEMPERATURA DO SOLO

O fluxo de calor no solo depende, basicamente, da sua condutividade térmica, de seu calor específico e de sua emissividade, os quais por sua vez dependem do tipo do solo. Além disso, essa variação é afetada pela interação com outros fatores, dentre eles:

a) Fatores externos: relacionados aos elementos meteorológicos (irradiância solar global, temperatura do ar, nebulosidade, chuva e vento.

b) Fatores intrínsecos: relacionados ao tipo de solo, ao relevo e ao tipo de cobertura do terreno.

TIPO DE SOLO

Relacionado à textura, estrutura e teor de matéria orgânica do solo. Solos arenosos tendem a apresentar maiores amplitudes térmicas diárias nas camadas superficiais e menores em profundidade. Isso ocorre pelo fato dos solos arenosos terem maior porosidade, havendo um menor contato entre as partículas do solos e dificultando assim o processo de condução. Os solos argilosos, por sua vez, apresentam maior eficiência na condução de calor tendo menor amplitude térmica diária.

RELEVO

Este é um fator topoclimático que condiciona o terreno a diferentes exposições à radiação solar direta e, também, ao acúmulo de ar frio durante o inverno. Os terrenos de meia-encosta voltados para o norte (no hemisfério Sul) recebem mais energia do que os voltados para o sul. Já nas baixadas ocorre um maior acúmulo de ar frio durante o inverno, o que acaba condicionando redução da temperatura do solo também nessa área. 

COBERTURA DO TERRENO

Este é um fator microclimático. Solos sem cobertura (desnudos) ficam sujeitos a grandes variações térmicas diárias nas camadas superficiais. A cobertura com vegetação ou resíduos vegetais (mulch) modifica o balanço de radiação e de energia, pois a cobertura intercepta a radiação solar, impedindo que esta atinja o solo. Esse fator é importante no sistema de plantio direto e nos pomares, onde as plantas ficam bem espaçadas. Em períodos críticos (inverno) e em locais sujeitos a geadas, a cobertura do terreno é um fator agravante das geadas, pois impede que o solo armazene calor durante o dia e libere -o.

A figura acima mostra a variação da temperatura do solo para dois horários do dia e até a profundidade de 20cm, para diferentes graus de cobertura com palha de café. Observe que o solo sem cobertura apresentou uma amplitude térmica (variação entre 6 e 12h) muito maior do que para o solo coberto com mulch. Os resultados confirmam que quanto maior a cobertura com mulch, maior o isolamento proporcionado.

VARIAÇÃO TEMPORAL E ESPACIAL DA TEMPERATURA DO SOLO

a) Diária: varia com a profundidade. Nas camadas mais superficiais, varia de acordo com a incidência de radiação solar, tendo o valor máximo entre 12 e 14h. Em profundidades maiores, as máximas tendem a ocorrer mais tarde, assim como as mínimas.

b) Anual: também segue a disponibilidade de energia na superfície com valores máximos no verão e mínimos no inverno. Em profundidade, ocorre um pequeno atraso nos valores máximos e mínimos. A figura ilustra a variação anual da temperatura do solo em duas profundidades. Observe que no verão a temperatura média mensal é maior na superfície. Já no inverno, isso se inverte.

Variação anual da temperatura do solo em região de clima temperado onde durante o inverno o solo fica coberto com neve. Compare a figura do slide anterior com essa e observe as diferenças e as semelhanças.

MEDIDA DA TEMPERATURA DO SOLO

São utilizados os geotermômetros cujo elemento sensor é o mercúrio e tem como princípio de medida a dilatação de um líquido. Pode-se utilizar, também, outros tipos de elementos sensores, como os termopares e os termistores. Para medida padrão em estações meteorológicas os geotermômetros devem ser instalados a 2, 5, 10, 20, 40 e 100 cm de profundidade em superfície gramada ou de solo desnudo.

 

CÁLCULO DA TEMPERATURA MÉDIA DO SOLO

ESTIMATIVA DA TEMPERATURA MÉDIA MENSAL DO SOLO

Caso não se disponha de dados para determinar a temperatura média mensal de um solo pode-se recorrer às estimativas por meio da relação da temperatura do solo com a temperatura do ar: Ts = a + b.Tar

Os valores de a e b dependem do tipo de solo e também da profundidade de determinação de Ts.

CRÉDITOS

Eng. Wagner Franklin – FAW7 

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