Water deficit and water surplus maps for Brazil, based on FAO Penman-Monteith potential evapotranspiration.

Ano: 2008 | Volume: 3 | Número: 3

Autores: SENTELHAS, P. C.; SANTOS, D. L.; MACHADO, R. E.

Palavras-chave: climatological water balance; agricultural planning; irrigation projects.

Resumo Português:

O balanço hídrico climatológico (BHC) proposto por Thornthwaite e Mather (1957) é uma ferramenta muito útil para o planejamento agrícola. Esse método requer como variáveis de entrada a capacidade de água disponível do solo (CAD), a chuva (P) e a evapotranspiração potencial (ETP). A chuva é uma variável facilmente mensurável e a CAD pode ser determinada de forma relativamente simples conhecendo-se as características físicas do solo. No entanto, a ETP necessita ser estimada com base em dados meteorológicos. Dentre os métodos utilizados para a estimativa da ETP, o proposto por Thornthwaite (1948) é o mais simples e o mais empregado no Brasil, exigindo apenas dados de temperatura. Entretanto, esse método apresenta limitações de uso, já que se baseia apenas em relações empíricas. Quando o BHC é estimado com a ETP calculada pelo método de Thornthwaite, os erros dessa variável são transferidos para as outras variáveis, especialmente para a DEF e o EXC. Como todos os mapas de DEF e EXC para o Brasil são baseados nos dados estimados com a ETP de Thornthwaite, o objetivo deste trabalho foi gerar novos mapas dessas variáveis considerando-se a ETP estimada pelo método Penman-Monteith, o qual é o método de referência adotado pela FAO. Para tanto, foram utilizados dados climáticos normais (1961-1990) do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET), com 219 localidades em todo o país. Esses dados foram empregados na estimativa da ETP pelos métodos de Thornthwaite - TH e FAO Penman-Monteith – PM. Dados da ETP, estimada por ambos os métodos, e de chuva, foram usados para a estimativa do BHC para uma CAD de 100 mm, tendo como variáveis resultantes a evapotranspiração real (ETR), DEF e EXC, que foram comparadas por análise de regressão. Os resultados mostraram que o método de TH subestimou a ETP anual, em relação ao método de PM, em 13% em 84% das localidades. Tal subestimativa levou a subestimativas também da ETR e da DEF, respectivamente de 7% (em 69% dos locais) e 40% (em 83% dos locais). Para o EXC, o uso da ETP de TH resultou em superestimativas médias da ordem de 80% em 78% dos locais analisados. As diferenças observadas nas variáveis do BHC quando a ETP foi estimada por diferentes métodos resultou em mudanças substanciais nos mapas de DEF e EXC para o Brasil. Esses novos mapas, baseados na ETP estimada pelo método de PM, fornecem informações mais acuradas, especialmente para fins de planejamento agrícola e hidrológico e para projetos de irrigação.

Resumo Inglês:

The climatological water balance (CWB) proposed by Thornthwaite and Mather (1957) is a useful tool for agricultural planning. This method requires the soil water holding capacity (SWHC), rainfall (R) and potential evapotranspiration (PET) data as input. Among the methods used to estimate PET, the one proposed by Thornthwaite (1948) is the simplest and the most used in Brazil, however it presents limitations of use, which is caused by its empirical relationships. When Thornthwaite PET method is used into the CWB, the errors associated to PET are transferred to the output variables, mainly water deficit (WD) and water surplus (WS). As all maps of WD and WS for Brazil are based on Thornthwaite PET, the objective of this study was to produce new maps of these variables considering Penman-Monteith PET. For this purpose, monthly normal climate data base (1961-1990) from Brazilian Meteorological Service (INMET), with 219 locations in all country, was used. PET data were estimated by Thornthwaite (TH) and FAO Penman-Monteith (PM) methods. PET, from both methods, and R data were used to estimate the CWB for a SWHC of 100 mm, having as results actual ET (AET), WD and WS. Results obtained with PET from the two methods were compared by regression analysis. The results showed that TH method underestimated annual PM PET by 13% in 84% of the places. Such underestimation also led to AET and WD underestimations of 7% (in 69% of places) and 40% (in 83% of places), respectively. For WS, the use of TH PET data in the CWB resulted in overestimations of about 80% in 78% of places. The differences observed in the CWB variables resulted in changes in the maps of WD and WS for Brazil. These new maps, based on PM PET, provide more accurate information, mainly for agricultural and hydrological planning and irrigation and drainage projects purposes.