Climatologia I Minicurso Santa Maria

V Seminário Latino-Americano V Seminário Latino-Americano e I Ibero-Americano de e I Ibero-Americano de

Geografia FísicaGeografia Física

Clima, Agricultura e Organização do Clima, Agricultura e Organização do Espaço.Espaço.

Prof. Dr. Emerson GalvaniProf. Dr. Emerson Galvani

Departamento de Geografia - USPDepartamento de Geografia - USP

Outono de 2008Outono de 2008

Clima, Agricultura e Organização do Clima, Agricultura e Organização do Espaço.Espaço.

O mini-curso será dividida em O mini-curso será dividida em cinco partes:cinco partes:

Clima;Clima; Agricultura;Agricultura; Organização do espaço;Organização do espaço; Exercício;Exercício; Visita a estação meteorológica.Visita a estação meteorológica.

Quando o clima influencia a Quando o clima influencia a Agricultura??Agricultura??

Culturas Comerciais de grande escala (soja, milho, Culturas Comerciais de grande escala (soja, milho, algodão, cana-de-açúcar...) e “algodão, cana-de-açúcar...) e “reduzido”reduzido” valor comercial; valor comercial;

Colheita e plantio de soja, Sorriso, MT.

O que se busca atualmente e

cultivo em escala.

Pequeno produtor que não tem recursos para Pequeno produtor que não tem recursos para investir em tecnologia;investir em tecnologia;

Quando o clima influencia a Quando o clima influencia a Agricultura??Agricultura??

Pequena Propriedade com cultivo de café

Quando o clima não influencia a Quando o clima não influencia a Agricultura??Agricultura??

Cultivos em ambientes protegidos (estufas);Cultivos em ambientes protegidos (estufas);

Ambiente protegido em Israel.

Ambiente protegido em Botucatu, SP (altitude 1000 m)


Guaíra, SP. Maior concentração de Pivô Central do Estado de São Paulo.


Pivô Central, Fonte: Sentelhas, 2006

Relação Clima e AgriculturaRelação Clima e Agricultura Estima-se que cerca de 40 a 50% Estima-se que cerca de 40 a 50%

das perdas na agricultura são das perdas na agricultura são decorrentes de decorrentes de variaçõesvariações do do clima. Podendo chegar a 100% clima. Podendo chegar a 100% em anos e locais específicos.em anos e locais específicos.

Essa relação depende do tipo de Essa relação depende do tipo de cultura e das diferentes fases cultura e das diferentes fases fenológicas (idade da planta);fenológicas (idade da planta);

Relação Clima e AgriculturaRelação Clima e Agricultura Agricultura e/ou o Agronegócio é uma

das principais atividades econômicas no Brasil, responsável por:

35% do PIB (Produto Interno Bruto); 42% das Exportações do país; 37% dos Empregos diretos e

indiretos; O Brasil tem 388 milhões hectares de

terras agricultáveis sendo que 23% delas ainda não são utilizadas.

Relação Clima e AgriculturaRelação Clima e Agricultura A produção de grãos em 2007 foi de A produção de grãos em 2007 foi de

130,7 milhões de toneladas (CONAB, 130,7 milhões de toneladas (CONAB, 2007);2007);

Para uma população de cerca 180 Para uma população de cerca 180 milhões de habitantes (IBGE, 2006)milhões de habitantes (IBGE, 2006)

Resulta em 726 kg para cada habitante Resulta em 726 kg para cada habitante por ano. Ou seja, cerca de dois quilos de por ano. Ou seja, cerca de dois quilos de alimento para cada habitante por dia.alimento para cada habitante por dia.

O excedente feminino, que era de 2,5 O excedente feminino, que era de 2,5 milhões em 2000, chegará a seis milhões milhões em 2000, chegará a seis milhões em 2050 (IBGE, 2006).em 2050 (IBGE, 2006).

Por onde e como começar Por onde e como começar a estudar o clima com fins a estudar o clima com fins

agrícolas? agrícolas? A escala local e os dados da A escala local e os dados da

estação meteorológica na área estação meteorológica na área ou próximo é um bom começo. ou próximo é um bom começo.

Uma boa fonte são as normais Uma boa fonte são as normais climatológicas do INMET climatológicas do INMET (1991, 1992)(1991, 1992)

““Clima Local”Clima Local”











““Clima local – BHC”Clima local – BHC”

Excedente Hídrico = 832 mm

““Clima Local – BHC – Aracaju, SE”Clima Local – BHC – Aracaju, SE”

Extrato do Balanço Hídrico Mensal

-150

-100

-50

0

50

100

150

200

Jan Fev Mar Abr Mai Jun Jul Ago Set Out Nov Dez

mm

DEF(-1) EXC

Exc = 312 mm

Def = 367 mm

“Clima Local – BHC”

Extrato do Balanço Hídrico Mensal Quixeramobim - CE

-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40


mm

DEF(-1) EXC

Vamos falar um pouco de ClimaVamos falar um pouco de Clima Afinal o que é Clima?Afinal o que é Clima?

HANN (1882): “Clima é o conjunto de elementos HANN (1882): “Clima é o conjunto de elementos meteorológicos que caracterizam o estado médio meteorológicos que caracterizam o estado médio da atmosfera num determinado ponto sobre a da atmosfera num determinado ponto sobre a superfície terrestre”. superfície terrestre”.

SORRE (1934): “Clima passa a ser o ambiente SORRE (1934): “Clima passa a ser o ambiente atmosférico constituído pela série de estados da atmosférico constituído pela série de estados da atmosfera em um determinado lugar e sua atmosfera em um determinado lugar e sua sucessão habitual”. sucessão habitual”.

OMM (1960): estado médio da atmosfera OMM (1960): estado médio da atmosfera caracterizado pela temperatura, umidade, vento, caracterizado pela temperatura, umidade, vento, chuva, pressão, radiação solar etc, em um período chuva, pressão, radiação solar etc, em um período de no mínimo trinta anos (30) de observação.de no mínimo trinta anos (30) de observação.

Climatologia das precipitações

Temp. média e Chuva para

diferentes regiões do Brasil

Manaus, AM

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30

Jan Feb Mar Apr May Jun Jul Aug Sep Oct Nov Dec

Months

Ave

rag

e T

emp

(oC

)

0

50

100

150

200

250

300

350

Rai

nfa

ll (m

m)

Rainfall

Avg Temp

Cuiabá, MT

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


Months

Ave

rag

e T

emp

(oC

)

0

50

100

150

200

250R

ain

fall

(mm

)Rainfall

Avg Temp

Santa Maria, RS

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


Months

Ave

rage

Tem

p (

oC

)

0

50

100

150

200

250

Rai

nfal

l (m

m)

Rainfall

Avg Temp

Pindorama, SP

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


Months

Ave

rag

e T

emp

(oC

)

0

50

100

150

200

250

Rai

nfa

ll (m

m)

Rainfall

Avg Temp

Recife, PE

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


Months

Ave

rag

e T

em

p (o

C)

0

50

100

150

200

250

300

350

400

Rai

nfa

ll (m

m)

Rainfall

Avg Temp

Quixeramobim, CE

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


Months

Ave

rag

e T

emp

(oC

)

0

50

100

150

200

250

Rai

nfa

ll (m

m)

Rainfall

Avg Temp

Carolina, MA

10

12

14

16

18

20

22

24

26

28

30


Months

Av

era

ge

Te

mp

(oC

)

0

50

100

150

200

250

300

Ra

infa

ll (m

m)

Rainfall

Avg Temp

Sentelhas, 2006

Balanço hídrico climatológico de

diferentes regiões do Brasil


-200

-100

0

100

200

300

400


mm

DEF(-1) EXC


-180

-160

-140

-120

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40


mm

DEF(-1) EXC


-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

80

100


mm

DEF(-1) EXC


-100

-50

0

50

100

150

200

250

300

350


mm

DEF(-1) EXC


-50

0

50

100

150

200


mm

DEF(-1) EXC


0

20

40

60

80

100

120

140

160

180


mm

DEF(-1) EXC


-150

-100

-50

0

50

100

150

200


mm

DEF(-1) EXC

Climatologia das Chuvas no estado de São Paulo – Climatologia das Chuvas no estado de São Paulo – Mês de janeiro (1961-1990)Mês de janeiro (1961-1990)

www.ciiagro.sp.gov.br

Climatologia das Chuvas no estado de São Paulo – Climatologia das Chuvas no estado de São Paulo – Mês de janeiro (1961-1990)Mês de janeiro (1961-1990)

Deficiência HídricaDeficiência Hídrica

Vamos continuar falando de Clima...Vamos continuar falando de Clima...

Climatologia da temperatura do ar

Fonte: Ciiagro, 2007http://www.ciiagro.sp.gov.br/

Vamos falar um pouco de culturasVamos falar um pouco de culturas

Cessa crescimento

Danos por calor

10oC 30oC

Danos por frio

0oC

Faixa ótima

Temperatura

Precipitação

Estabelecimento da culturaFloração-enchimento de grãos

Deficiência

Excesso Colheita(Caramori, 2004)

Impactos da deficiência hídrica

Hortaliças Arroz Feijão Milho Soja Algodão Café CitrusCana

Dependem da espécie vegetal

Mais sensível Mais tolerante

Dependem da fase da cultura

EstabelecimentoFloração e enchimento

de grãos

S E F C

Dias

Dependem da intensidade

Cada cultura tem uma temperatura Cada cultura tem uma temperatura ótima de desenvolvimentoótima de desenvolvimento

Ta

xa d

e d

ese

nvo

lvim

ento

Temperatura do ar (oC)

Tb TB

30 342610 40

Temperatura ótima

Taxa de desenvolvimento máxima

Temperatura do ar e Desenvolvimento Vegetal

Temperatura do ar e Dormência de Plantas de Clima Temperado

Macieiras em período de dormência Macieiras em florescimento

Um novo ciclo vegetativo/reprodutivo será iniciado somente após as plantas sofrerem a ação das baixas temperaturas, sendo que a quantidade de frio requerida para o término do repouso é conhecida como Número de Horas de Frio (NHF).

FaseFase T base T base inferiorinferior

T ótimaT ótima T base T base superiorsuperior

T letalT letal

BrotaçãoBrotação 88 10 a 1310 a 13 1818 -2,5-2,5

Des. Veg.Des. Veg. 1010 15 a 2515 a 25 3939 -2,0-2,0

FloraçãoFloração 1010 15 a 2515 a 25 3535 -1,0-1,0

Des. BagaDes. Baga 1010 15 a 2515 a 25 3535 -0,5-0,5

MaturaçãoMaturação 1414 20 a 3020 a 30 3535 -0,5-0,5

Limites de temperatura do ar para as diferentes fases da videira

Limites de temperatura do ar para as diferentes fases da videira

Temperatura do ar no abrigo meteorológico

O NHF é definido como o número de horas em que a temperatura do ar permanece abaixo de determinada temperatura crítica durante certo período, durante o inverno. Essa temperatura crítica é considerada igual a 7oC por ser aplicável à maioria das espécies criófilas, mais exigentes em frio. Para as espécies menos exigentes, pode-se considerar a temperatura crítica de 13oC (Sentelhas e Angelloci, 2006)

O NHF varia entre espécies e variedades, e quanto mais exigente for a espécie/variedade maior o valor de NHF, como pode-se observar no quadro abaixo:

Frutífera NHF < 7oC

Maçã 250 a 1.700 h

Amora Preta 100 a 1.000 h

Kiwi 250 a 800 h

Pêssego 0 a 950 h

Figo 0 a 200 h

Uva 0 a 1.300 h

Cereja 500 a 1.400 h

Pêra 200 a 1.500 h

Ameixa 300 a 1.800 h

Fonte: www.citygardening.net/chilling

Para cada cultura, Para cada cultura, atualmente, se conhece atualmente, se conhece

suas exigências em suas exigências em termos: temperatura, termos: temperatura,

umidade, chuva, vento, umidade, chuva, vento, radiação solar, radiação solar,

excedente, excedente, deficiência.......deficiência.......

Mais um pouco de Mais um pouco de clima...clima...

Espectro da Radiação Solar – Espectro da Radiação Solar – Destaque para o VísivelDestaque para o Vísivel

Namômetros

Efeitos específicos causados por Efeitos específicos causados por determinadas faixas do espectrodeterminadas faixas do espectro

Região EspectralRegião Espectral Caráter de AbsorçãoCaráter de Absorção Efeito FisiológicoEfeito Fisiológico

1000 nm1000 nm

Onda longaOnda longa

absorvidas sob absorvidas sob forma de calor.forma de calor.

não causam danos e não não causam danos e não apresentam efeitos apresentam efeitos

específicos nos processos específicos nos processos bioquímicos e fotoquímicos.bioquímicos e fotoquímicos.

1000 – 720 nm1000 – 720 nm Absorvido sob a Absorvido sob a forma de calor em forma de calor em

pequena quantidade.pequena quantidade.

Crescimento das plantas Crescimento das plantas (fotoperiodismo, germinação (fotoperiodismo, germinação

de sementes, controle de de sementes, controle de floração e coloração de floração e coloração de

frutos).frutos).

720–610 nm 720–610 nm (vermelho)(vermelho)

fortemente absorvida fortemente absorvida

pela clorofila .pela clorofila .

forte atividade fotossintética forte atividade fotossintética e fotoperiódica.e fotoperiódica.

610–510 nm (610–510 nm (verdeverde, , amareloamarelo,,

laranjalaranja) )

pequena quantidade pequena quantidade baixo efeito fotossintético e baixo efeito fotossintético e fraca ação sobre a formação fraca ação sobre a formação

da planta.da planta.


Região EspectralRegião Espectral Caráter de AbsorçãoCaráter de Absorção Efeito FisiológicoEfeito Fisiológico

510–400 nm (azul)510–400 nm (azul) fortemente absorvida fortemente absorvida

pela clorofila e pela clorofila e carotenóides carotenóides

forte atividade fotossintética forte atividade fotossintética e vigorosa ação na formação e vigorosa ação na formação da plantada planta

400–315 (UV)400–315 (UV) fracamente absorvida fracamente absorvida pela clorofila e pela clorofila e protoplasma.protoplasma.

efeito sobre a fotossíntese, efeito sobre a fotossíntese, exerce efeitos de formação; as exerce efeitos de formação; as plantas tornam-se mais baixas plantas tornam-se mais baixas e as folhas mais grossase as folhas mais grossas

315–280 nm315–280 nm absorvida pelo absorvida pelo protoplasma.protoplasma.

grande efeito morfogenético e grande efeito morfogenético e sobre os processos fisiológicos sobre os processos fisiológicos (é prejudicial à maioria das (é prejudicial à maioria das plantas).plantas).

< 280 nm< 280 nm absorvida pelo absorvida pelo protoplasma.protoplasma.

mata rapidamente as plantas.mata rapidamente as plantas.

Fonte: COMISSÃO HOLANDESA DE IRRADIAÇÃO VEGETAL – 1953 (Mota, 1989).


Fonte:Pereira et al. 2002

Os ventos apresentam aspectos favoráveis, quando moderados, e desfavoráveis, quando intensos e persistentes

Efeitos FavoráveisEfeitos Desfavoráveis

Redistribuição de calor

Dispersão de gases e poluentes

Suprimento de CO2 p/ FS

Transpiração

Dispersão de sementes, polén

Deformação paisagem/plantas

Eliminação de insetos poliniz.

Desconforto animal (remoção excessiva de calor)

Danos mecânicos nas plantas

Aumento da transpiração

Fechamento dos estômatos, reduzindo a FS

Redução da área foliar

Deformação da “paisagem”

Dano mecânico (acamamento)

Direção do Vento

Trigo

Cana

Sentelhas, 2006

Conseqüências dos ventos excessivos e contínuos (acima de 10km/h)

Redução do crescimento e atraso no desenvolvimento

Internódios menores e em menor número

Nanismo da parte aérea

Menor número de folhas

Folhas grossas e menores

Menor número de estômatos por folha e de menor tamanho

REDUÇÃO DO RENDIMENTO

Sentelhas, 2007

Para transformar km/h para m/s basta dividir por 3,6 e vice-versa.

U = 7km/h

U = 15km/h

U = 24km/h

Plantas submetidas a diferentes velocidades do vento. Observe o nanismo da parte aérea nas plantas submetidas a 15 e 24 km/h

Onde U é vento em km/h.

Quebra-Ventos - Naturais (estrutura física cujo objetivo é reduzir a velocidade

do vento)Tipos

Vegetal permanente (árvores)

Vista frontal

Vista lateral

Exemplos da relação Clima e AgriculturaExemplos da relação Clima e Agricultura

Fonte: IBGE e CONAB

Estado do Rio Grande do Sul 4 milhões ha de soja

Efeito da “seca” na produtividade

Perdas de US$ 2,5 milhões em 2005

O que é possível fazer O que é possível fazer para “lidar” com o para “lidar” com o

Clima???Clima???

A cana de AçúcarA cana de Açúcar

Santa Maria, RSTmed=18,8 oCTmed Jul =12,9 oC

stifflch

Zoneamento Agroclimático para trigo Zoneamento Agroclimático para trigo em Santa Catarina.em Santa Catarina.

Cunha et al., 2001

O exemplo de São PauloO exemplo de São Paulo

Aracatuba

Assis

Avare

Bauru

Botucatu C am pinas

C atanduva

Franca

Jales

M arilia

M ococa

O urinhos

Pres.P rudente

R ib.Preto

Santos

S .C arlos

Itarare

R egistro

S .Paulo

D racena

AndradinaS .J.R .P reto

Votuporanga

Lins

Teod.Sam paioBananal

C araguatatuba

S .J.C am pos

C ruzeiro

Itapetin inga

54° 53° 52° 51° 50° 49° 48° 47° 46° 45° 44° 43°

19°

20°

21°

22°

23°

24°

25°

26°

54° 53° 52° 51° 50° 49° 48° 47° 46° 45° 44° 43°19°

20°

21°

22°

23°

24°

25°

26°

FavorávelFavorável - R estrição Térm icaFavorável - Irrigação R ecom endadaFavorável - Suje ito a G eadasD esfavorável

- Fernando A . M . da S ilva- Eduardo D . Assad- Balbino A . Evangelista

- H ilton S ilveira P into- Jurandir Zullo Jr- G ustavo Coral- Bernadete Pedreira

- O rivaldo Brunini- Rogério Rem o A lfonsi- M arcelo B .P . de Cam argo- M ário J.Pedro Jr.- Roberto A . Thom aziello

EMBRAPA / CERRADOS

CEPAGRI / UNICAMP

CIIAGRO / IAC

Equipe Técnica:

Novem bro - 2000

Zoneamento Climático da Cultura do Café (Coffea arabica)

Zoneamento Agrícola para Feijão no Zoneamento Agrícola para Feijão no Paraná.Paraná.

Probabilidade de Ocorrência de Probabilidade de Ocorrência de Temperatura do ar abaixo de 2 Temperatura do ar abaixo de 2 ooC.C.

Fonte: Camargo et al. (1990)

UNIVERSIDADE DE SÃO PAULODepartamento de Geografia - USP

PROF. :EMERSON GALVANIMINI-CURSO: CLIMA, AGRICULTURA E ORGANIZAÇÃO DO ESPAÇO

EXERCÍCIO: ZONEAMENTO AGROCLIMÁTICO

1) Procedimentos:

a) Construir os mapas de isolinhas com os elementos meteorológicos (temperatura média anual e do mês mais frio) e dos elementos do balanço hídrico (DEF e EXC),

b) Plote os valores de cada localidade e efetue a Interpolação.

c) Escolher uma cultura.

d) Verificar as exigencias témicas e hídricas e proceder o mapeamento das áreas aptas, inaptas e marginais para o cultivo.

Tabela 1: Valores de precipitação (P), temperatura média anual (Tm), temperatura média do mês mais frio (Tm jul), evapotranspiração real (ETR), deficiência (DEF) e excesso hídrico (EXC) em diferentes localidades no Estado de São Paulo.Localidade Lat.

(graus) Long.

(graus) Alt. (m) P

(mm) Tm (oC)

Tm jul (oC)

ETR (mm)

DEF (mm)

EXC (mm)

PPrudente -22,11

-51,38 475 1183,0 22,7 19,1

1083,6 54,8

99,4

ISolteira(*) -20,68 -51,11

307

1128,0 24,7 21,2 1118,2 249,9 9,8 Araçatuba -21,05 -50,47 310 1172,0 23,8 20,3 1099,7 153,1 72,3 Rio Preto -20,80

-49,38 475 1240,0 23,5 20,1 1042,6 173,6 197,4 Marília -22,21 -49,93 652 1301,0 21,4 17,8 998,4 25,4 302,6 Ourinhos -22,98 -49,86 470 1237,0 22,2 18,4 1082,2 12,8 154,8 Bauru -22,31 -49,06 499 1170,0 21,6 18,0 977,3 62,6 192,7 Barretos -20,43 -48,55 545 1250,0 23,3 19,9 992,3 199,1 257,7 Rib. Preto -21,18 -47,80 521 1529,0 22,4 19,2 1027,3 72,1 501,7 Scarlos(**) -22,06 -48,18 585 1291,0 22,0 18,4 980,4 89,2 310,6 Botucatu -22,80 -48,43 750 1302,0 20,2 16,5 921,7 19,4 380,3 Itapeva -23,95

-48,88 647 1184,0 20,5 16,5 958,3 2,4 225,7 Campinas -22,93 -47,08 574 1377,5 21,6 18,2 1022,0 13,2 355,5 SJ.Campos -23,21 -45,86 593 1276,0 21,4 17,7 992,7 35,3 283,3 São Paulo -23,55 -46,70 725 1355,0 20,0 16,2 922,9 7,3 432,1 Cananéia -24,93 -47,95 7 2261,0 24,1 19,8 1322,3 0,0 938,7 Santos -23,76

-46,07 5 3207,0 24,8 20,7 1411,0 0,0 1796,0

Sitios interessantes na internet:Sitios interessantes na internet:http://www.cpatc.embrapa.br/

www.inmet.gov.br

www.ciiagro.sp.gov.br

www.iac.sp.gov.br

www.iapar.br

www.epagri.br

www.fepagro.rs.gov.br

www.iapar.br

http://www.cpatc.embrapa.br/

http://www.inmet.gov.br/

http://www.ciiagro.sp.gov.br/

http://www.iac.sp.gov.br/

http://www.iapar.br/

http://www.epagri.br/

http://www.fepagro.rs.gov.br/

http://www.iapar.br/

Grato pela atenção e parabéns Grato pela atenção e parabéns pela organização.pela organização.

Emerson GalvaniEmerson Galvani

[email protected]@usp.br

Documents

Climatologia I Minicurso Santa Maria