Radiação solar global

Os componentes do balanço de radiação, integrados entre 7h e 18h 30min, em alguns dias do ciclo de desenvolvimento de uma cultura de milho, encontram-se na Tabela 1.

A radiação solar global, nos dias observados, ficou entre 9,8 MJ/m²/dia (05/022/87) e 27,3 MJ/m²/dia (30/12/86). Essa amplitude de variação relacionou-se com o grau de cobertura do céu, pois o limite inferior ocorreu em um dia encoberto, com um grau médio de cobertura de nuvens da ordem de 9,8 décimos (Tabela 2), enquanto o limite superior ocorreu em dia parcialmente nublado, com 2,8 décimos de cobertura média. Nesse último dia foi constatada a presença de algumas nuvens do tipo cúmulus, em torno do meio-dia e no início da tarde; porém, na maior parte do dia, o céu permaneceu claro.

Fontana (1987) observou, em Taquari, RS, valores de radiação solar global variando entre 10,0 MJ/m²/dia e 27,2 MJ/m²/dia, portanto, uma amplitude de variação semelhante à obtida neste trabalho, também associada ao grau de cobertura de nuvens.

Nas Fig. 1, 2, 3, 4, 5 e 6 estão representados os balanços de radiação em alguns dias do ciclo de desenvolvimento da cultura de milho.

Observa-se que a radiação solar global foi o componente de fluxo de radiação de maior magnitude, chegando a atingir valores instantâneos superiores a 1000 W/m² (Fig. 2 e 4). Esses valores picos ocorreram próximos ao meio-dia local e estiveram associados a céu parcialmente nublado, quando a presença de algumas nuvens pode condicionar uma reflexão direcionada na atmosfera e assim aumentar os valores de fluxo de energia no sentido da superfície.

Valores instantâneos de radiação solar global superiores a 1000 W/m² também foram observados por André & Viswanadham (1983) e Fontana (1987), em horários próximos ao meio-dia local, bem como associados a dias parcialmente nublados.

Radiação solar refletida

Na Tabela 1 constata-se que a radiação solar refletida foi o principal componente negativo do balanço de radiação, variando entre -2,1 MJ/m²/dia e -5,7 MJ/m²/dia.

A menor perda de radiação por reflexão ocorreu em 05/02/87, dia quase totalmente nublado (Fig. 3 e Tabela 2), quando todos os componentes de fluxo de radiação foram minimizados.

Por outro lado, a maior perda de radiação por reflexão aconteceu em 28/01/87. Embora não tivesse sido o dia de maior fluxo de radiação solar global, houve uma reflexão acentuada em conseqüência das características da superfície, quando a cultura, tendo atingido o maior valor de IAF (3,15), apresentou um dos maiores valores de albedo médio diário, que foi da ordem de 0,24.

Nas Fig. 1, 2, 3, 4, 5 e 6 observa-se que, exceto nos horários do início da manhã, do final da tarde e em alguns instantes do período de maior disponibilidade de energia, a perda de radiação da superfície através da reflexão de ondas curtas sempre foi superior à perda líquida de radiação de ondas longas (L). Esse fato coincide com os resultados obtidos por André & Viswanadham (1983), André et al. (1986) e Fontana (1987).

Na Tabela 1 constata-se que o albedo médio diário variou entre 0,193 e 0,238. Denota-se uma tendência de associação entre a elevação do albedo médio diário e o desenvolvimento da cultura, em função do grau de cobertura da superfície, o que está de acordo com Chang (1968).

A aparente falta de coerência na associação entre o albedo médio e o IAF no dia 13/03/87, quando a cultura se encontrava no estádio 10,0 da escala de Hanway, portanto, já atingida a maturação fisiológica, pode ser atribuída ao fato de o IAF mensurado Ter abrangido apenas as superfícies foliares verdes. Nesse dia, existia um grau elevado de cobertura da superfície pelas plantas de milho, porém na sua maior parte secas, determinando um albedo elevado em comparação com o obtido no início do ciclo de desenvolvimento, para uma magnitude de IAF semelhante.

Considerando todo o ciclo de desenvolvimento, o albedo médio encontrado foi 0,22, sendo superior ao obtido por Kowal & Kassam (1973), que encontraram um albedo médio de 0,17, variando entre os extremos de 0,13 e 0,26.

André et al. (1986) observaram uma tendência de decréscimo no albedo de uma cultura de milho, do estádio vegetativo para a maturação fisiológica, com valor médio de 0,14 e extremos de 0,12 e 0,16.

Mendez (1980) encontrou valores de albedo médio diário de 21,1 % e 18,4 %, em culturas de milho semeadas em quincôncio e com espaçamento de 1,0 m entre linhas e 0,20 m entre plantas, respectivamente.

Nas Fig. 3, 4, 5 e 6, fica patente a relação direta entre o albedo e o ângulo zenital da radiação solar, verificando-se valores de albedo superiores a 0,4 no início da manhã e no final da tarde. Essa relação foi destacada pela maioria dos autores consultados.

Balanço de radiação de ondas curtas

O balanço de radiação de ondas curtas variou entre 7,7 MJ/m²/dia e 22,2 MJ/m²/dia, sendo uma função da radiação solar global e do albedo da superfície (Tabela 1).

A magnitude do balanço de radiação de ondas curtas dependeu, sobretudo, da radiação solar global. Como esta foi afetada pelo grau de cobertura do céu, conseqüentemente infere-se que a radiação solar direta é o fator preponderante no balanço de ondas curtas.

Balanço de radiação de ondas longas

Na Tabela 1 observa-se que a perda líquida de radiação de ondas longas (I) pela superfície variou, em valor absoluto, entre 1,3 MJ/m²/dia e 4,3 MJ/m², estando sua magnitude relacionada à disponibilidade de energia que atingiu a superfície, representada pela radiação solar global.

Pela Tabela 3 constata-se que, em média, a perda de energia da superfície, através de radiação de ondas longas, foi da ordem de 15 % e 18 % em relação ao balanço de radiação de ondas curtas e ao saldo de radiação, respectivamente. Esses valores foram inferiores aos obtidos por Fontana (1987), em soja, que verificou perda média de radiação de ondas longas em torno de 22 % do balanço de radiação de ondas curtas, e 30 % do saldo de radiação; essas diferenças devem ter sido determinadas pelas características peculiares das duas superfícies.

Também observa-se na Tabela 3 que, proporcionalmente ao balanço de radiação de ondas curtas e ao saldo de radiação, a perda líquida de radiação de ondas longas em um dia totalmente encoberto (05/02/87) foi superior a alguns dias totalmente claros, como 12/02/87, 26/02/87 e 13/03/87. Esse comportamento também foi observado por Fontana (1987).

Nas Fig. 1, 2, 3, 4, 5 e 6 verifica-se que a emissão de radiação de ondas longas foi menor no início da manhã e no final da tarde, e maior no intervalo compreendido entre o meio da manhã e o meio da tarde. Esse fato evidencia a estreita dependência da emissão da radiação pela superfície em função da sua temperatura, que tende a acompanhar os picos da radiação solar global incidente sobre a mesma, confirmando as observações de Monteith & Szeics (1961), André et al. (1986) e Fontana (1987).

Coeficiente térmico e coeficiente de transformação em ondas longas

Os resultados desses parâmetros descritivos encontram-se na Tabela 3, cujos valores médios foram de 0,169 para o coeficiente térmico (b ) e -0,141 para o coeficiente de transformação em ondas longas (l ).

Um aspectro perceptível na Tabela 3, com relação ao coeficiente térmico, é que, embora considerado uma propriedade da superfície (Monteith & Szeicz 1961, André & Viswanadham 1983), houve interação com o grau de nebulosidade (Tabela 2), pois seus menores valores ocorreram nos dias 05/02/87 e 19/02/87, respectivamente, encoberto e parcialmente nublado, porém com nebulosidade intensa. Isto reforça a observação de Stanhill et al. (1965), segundo os quais o coeficiente térmico não deveria ser considerado uma característica exclusivamente da superfície e sim como resultante da interação desta e da atmosfera.

Outro fator destacável na Tabela 3 é que o coeficiente térmico foi maior no início do ciclo de desenvolvimento da cultura, quando o IAF era baixo, tendo o coeficiente de transformação em ondas longas apresentando uma tendência inversa. Comportamento semelhante pode ser observado nos dados encontrados por André & Viswanadham (1983).

Com relação ao coeficiente de transformação em ondas longas, considerado uma propriedade do meio (André & Viswanadham 1983), merece ser questionada a aparente associação com as características da superfície, haja vista a relação entre este coeficiente e o grau de cobertura do solo (IAF) na fase inicial do desenvolvimento da cultura (Tabela 3).

Todos os valores de coeficiente de transformação em ondas longas obtidos (Tabela 3) foram inferiores a zero, podendo ser interpretados, segundo a inferência de Gay (1969), citado por André & Viswanadham (1983), como decorrência de a quantidade de radiação de ondas curtas absorvida pela superfície aumentar mais rapidamente que a quantidade do saldo de radiação utilizada na evapotranspiração da cultura.

Estimativa do saldo de radiação

Pela análise de regressão linear entre o saldo de radiação da superfície e a radiação de ondas curtas, integrados no período diurno, foram encontrados coeficientes de determinação (r²) de 0,94 e 0,98, considerando as relações de Rn com o balanço de radiação de ondas curtas e com a radiação solar global, respectivamente (Fig. 7). Coeficientes desta ordem de magnitude foram encontrados por diferentes autores, entre esses, Matzenauer et al. (1981), para o milho, Bergamaschi (1984), para o feijoeiro, e Fontana (1987) para a soja.

Com base nos coeficientes de determinação, constata-se que a associação do saldo de radiação com a radiação solar global ou com o balanço de ondas curtas concorda com a afirmativa de Nkemdirim (1973), segundo a qual quando for desejável usar apenas totais diários, pode-se utilizar, com igual efeito, um modelo que leve em consideração um valor médio de albedo ou apenas a radiação solar global.

Essa equação pode ser utilizada no cálculo do termo energético da fórmula de Penman para a estimativa da evapotranspiração da cultura do milho, fornecendo dados mais consistentes que as equações gerais de estimativa de Rn (Fontana 1987).