Teste sobre as matérias do módulo 3

1. Balanço energético de superfícies.

2. Sombreamento

Intercepção de radiação solar pela vegetação. Radiação solar transmitida e radiação solar interceptada. Fracções de área iluminada e sombreada. Indice de área foliar e coeficiente de extinção da radiação.

3. Microclimas

Conceito. Formação de microclimas: diferenciação do regime radiativo, diferenciação do regime de vento e diferenciação do regime hídrico (rega). Consequências sobre o balanço energético no microclima. Conforto humano em parques e jardins. Exemplos.

Calculo da evapotranspiração a partir de uma base de dados com dados mensais com as variáveis em coluna.

Cálculo das necessidades de rega utilizando diferentes estratégias de rega.

As necessidades de rega como variáveis aleatórias. Siumulação para uma sériede 30 anos. 

Reserva utilizável e reserva facilmente utiizável. Fração facilmente utilizável.

Identificação das zonas de saturação, conforto hídrico e bstress hídrico.

Estratégia de rega em situação de conforto hídrico.

Estratégis de rega admitindo situação de stress hídrico, com e sem presença de uma toalha freática.

Exemplo de aplicação.

Fenologia e clima

1. Desenvolvimento vegetativo e estados fenológicos. Importância do fotoperíodo e da temperatura.

2. Duração cronológica e temperatura; relação taxa-temperatura. Temperaturas cardinais (base, óptima e máxima) e duração térmica. O conceito de tempo térmico. Estados fenológicos e o aquecimento global. Exercícios de aplicação.

Método FAO Penman-Monteith para a determinação da evapotranspiração de referência. Construção de uma folha Excel para o cálculo.

Fórmula de Hargreaves-Samani.

Breve introduçãoà água no solo. Nocão de capacidade de campo, coeficiente de emurchecimento permenete, água utilizável e água facilmente utilizável. Problema de aplicação.

Realização de um teste escrito de avaliação de conhecimentos do módulo 2.

Lei da água

- Objetivos gerais.

- Enquadramento institucional (Regiões Hidrográficas e seus organismos de gestão (ARHs). Autoridade Nacional da Água. Conselho Nacional da Água e Conselhos de Região Hidrográfica.

- Ordenamento dos recursos hídricos (Planos de Gestão de Albufeiras de Águas Públicas, Planos de Ordenamento da Orla Costeira e Planos de Ordenamento dos Estuários)

- Pçanea,emto dos recursos hídricos (Plano Nacional da Água, Planos de Gestão de Região Hodrográfica e Planos Específicos de Gestão das Águas)

Medidas Especiais de Proteção dos Recursos Hídricos (Medidas de proteção das captações de água, Zonas de máxima infiltração e Zonas vulneráveis)

- Titularidade dos Recursos Hídricos. Domínio Público Hídrico (Marítimo, Lacustre e fluvial e das outras águas. Nocão de leito, margem e zona adjacente)

- Títulos de utilização dos recursos hídricos (Autorizações, Licenças e Concessões).

- Regime económico e financeiro. Taxa de recursos Hídricos. Suas componentes.

Diretiva Quadro da Água

- Definições

- Objetivos ambientais

- Caracterização da região hidrográfica (Caracterização das massas de água, análisei impacte das pressões antropogénicas, definição das condições de referência e avaliação económica)

- Serviços Hídricos. Amortização dos custos dos serviços hídricos.

- Estratégias de combate à poluição.

Transposição dos anexos da DQA para a legislação nacional.

Influências da vegetação e sua manipulação nos valores extremos de escoamento

Interpretação tradicional (baseada no Modelo de Horton); interpretação actual.

Exemplos de casos de estudo.

Métodos empíricos de cálculo de caudais de ponta de cheia.

Método Racional.

Descrição do método. Área da bacia, coeficiente de escoamento, intensidade da precipitação crítica.

Precipitação crítica: duração (tempo de concentração), período de retorno.

Exercício de aplicação.

Escoamento Fluvial

Descrição do processo.

Métodos de medição: método área-velocidade, descarregadores, caleiras.

Volume total anual de escoamento (produção de água).

Regime de escoamento: Cheias e Escoamentos mínimos estivais.

Modelos interpretativos dos processos de escoamento: modelo de Horton, modelo de Hewlett, o caso mais geral.

Exemplos de casos de estudo.

Influência do tipo e técnicas de manipulação da vegetação no escoamento anual

Método dos pares de bacias.

Dados disponíveis (Revisões de Bosh and Hewlett (1982), e Zhang et al. (2001)).

Intrepretação com base no conhecimento actual sobre evapotranspiração.

Teste de avaliação sobre as matérias do módulo 1.

Perda por intercepção

Descrição do processo.

Métodos de medição: balanço de água nas copas.

Exemplos de casos de estudo.

Factores de que depende: frequência da precipitação, capacidade de armazenamento da copa, taxa de evaporação.

Diferenças entre florestas e vegetação rasteira.

Valores da perda por intercepção: % da Precipitação, % da evapotranspiração. Variação entre zonas do globo e tipos de vegetação.

Considerações finais sobre evapotranspiração

Florestas e vegetação rasteira: Diferenças a considerar e previsiveis impactos no escoamento (balanço de bacias).

Evapotranspiração.

Descrição do processo. O modelo de Penmam-Monteith.

Métodos de medição: balanço bacias, balanço de lisimetros, Eddy covariance.

Componentes da evapotranspiração: transpiração, perda por intercepção, evaporação do solo e de superfícies de água livre.

Transpiração

Descrição do processo. O modelo de Penmam-Monteith. O modelo hidraúlico (lei de Darcy).

Métodos de medição: medição do fluxo de seiva.

Transpiração no Mediterrâneo: diferenças entre árvores e vegetação rasteira.

A importância das raízes das árvores na seca sasonal de verão.

As fontes de água para as raízes: água do solo; água subterrânea.

Tipos de aquíferos.

Exemplos de casos de estudo.

Bacia Hidrográfica. Sistema aberto.

Balanço de massa.

Equação do balanço hidrológico de bacias. Definição dos termos da equação.

Water footprint - Breves considerações.

O trade-off carbono-água na vegetação.

Continuação da aula anterior.

Revisões e dúvidas sobre a matéria do mód 1.

1.V.2.3. Classificação climática de Thornthwaite. Exercícios de aplicação em várias regiões do globo.

1.V.2. Disponibilidade hídrica climática em várias unidades geoclimáticas. Balanços hídricos locais à escala mensal e anual. Classificação climática de Thornthwaite.

1.V.2.1. A evapotranspiração potencial (ETP) climática. Exemplos.

1.V.2.2. Balanços hídricos climáticos. Exemplos e exercícios.

1.V. Regimes climáticos e recursos hídricos

1.V.1. Grandes Unidades Geoclimáticas. Regimes climáticos associados à variação meridional da temperatura e da amplitude térmica anual e à variação meridional da precipitação. A classificação climática de Köppen: tipos climáticos e sua distribuição à superfície do globo; exemplos. O caso particular de Portugal. Exercícios de aplicação sobre tipos climáticos de Köppen em várias regiões do globo.

1.IV. Circulação Geral da Atmosfera.

Os gradientes meridionais de T e P à superfície do globo e a circulação meridional unicelular. Força do gradiente de pressão. A rotação da Terra e a circulação tricelular. Força de Coriolis. A célula de Hadley e as regiões tropicais: zona intertropical de convergência e precipitação convectiva, anticiclones sub-tropicais, ventos de leste (alíseos). A célula de Ferrel e as regiões temperadas: depressões sub-polares e frente polar, massas de ar tropical e polar, precipitação frontal, ventos de oeste. O caso de Portugal. A célula polar. Migração meridional anual dos centros de pressão e os diferentes regimes de precipitação.

1.III.2. Movimento vertical duma parcela de ar. Gradientes adiabáticos seco e saturado. Aplicações à precipitação orográfica. Efeito Föhn. Exercícios de aplicação.

1.III. Aspectos termodinâmicos da atmosfera

1.III.1. Densidade, pressão, temperatura e humidade duma parcela de ar. Pressão atmosférica. Pressões parciais e densidades parciais do ar seco e do vapor de água; tensão de vapor. Saturação e condensação: tensão de saturação; ponto de orvalho. Humidade absoluta. Déficit de saturação. Humidade relativa.

Exercícios de aplicação sobre humidade do ar.

Exercícios de aplicação sobre radiação e balanços de radiação.

1.II. Breve análise da energia radiante no sistema climático. A Atmosfera.

1.II.1. Revisão de alguns conceitos básicos de energia radiante.

1.II.2. Radiação Solar. Constante solar. A geometria do sistema Sol – Terra e a variação diária e anual da radiação solar: lei de Lambert. Atenuação pela atmosfera: absorção selectiva e difusão. Reflexão pelas nuvens e pela superfície do globo. Albedo e absorvidade média do globo e atmosfera. Consequências sobre a variação meridional e temporal da radiação solar à superfície.

1.II.3. Radiação Terrestre. Emissão. Absorção e transmissão selectivas na atmosfera; janela de Simpson (ou janela atmosférica).

1.II.4. Radiação Atmosférica. Efeito de estufa natural da Atmosfera.

1.II.5. Balanço de radiação e radiação líquida à superfície do globo. Valores médios e variação com a latitude.

Apresentação da Disciplina: objectivos, estrutura e calendarização de actividades. Regimes de frequência e avaliação.

Objectivos particulares do Módulo 1 (Climatologia). Bibliografia.

1.I. Meteorologia e climatologia: conceitos gerais.

1.I.1. Tempo e clima. Elementos meteorológicos e climáticos. Normais climáticas. Estações meteorológicas e instrumentos meteorológicos. Visita à estação meteorológica do ISA.

1.I.2. Sistema climático, clima e recursos hídricos. Os sub-sistemas e o caso particular da Atmosfera. A energia no sistema climático: o gradiente latitudinal da temperatura e a circulação da atmosfera. A água no sistema climático: o ciclo da água; variação latitudinal da precipitação, da evapotranspiração e dos recursos hídricos.