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Title in Portuguese: Variabilidade espaçotemporal da evapotranspiração em vegetação do bioma caatinga com uso do modelo dicasm
Title: Spatiotemporal variability of evapotranspiration in vegetation of caatinga bioma using the dicasm model
Author: Soares, Nazaré Suziane
Advisor(s): Costa, Carlos Alexandre Gomes
Keywords: Modelagem hidrológica
Semiárido
Bacia experimental
Transpiração
Balanço hídrico
Transpiration
Semi-arid
Hydrological modeling
Experimental basin
Water balance
Issue Date: 2019
Citation: SOARES, Nazaré Suziane. Variabilidade espaçotemporal da evapotranspiração em vegetação do bioma caatinga com uso do modelo dicasm. 2019. 98 f. Dissertação (Mestrado em Engenharia Agrícola) - Universidade Federal do Ceará, Fortaleza, 2019.
Abstract in Portuguese: A evapotranspiração é inerentemente difícil de medir e prever, especialmente em grandes escalas espaciais por ser um processo de fluxo atmosférico. Entretanto, com uso da modelagem hidrológica pode-se chegar a estimativas confiáveis da evapotranspiração e seus componentes. Portanto, objetivou-se estudar a variabilidade espacial e temporal da evapotranspiração vegetal em Caatinga preservada por meio de modelagem hidrológica. O modelo hidrológico DiCaSM (do inglês, Distributed Catchment Scale Model) foi utilizado para a análise espaçotemporal da evapotranspiração para o período de 2003 a 2017 na área de estudo, que foi a Bacia Experimental de Aiuaba (BEA). Os dados obtidos pelo modelo hidrológico foram comparados com dados medidos em escala experimental e relacionados à evapotranspiração potencial padrão segundo a FAO (ETPFAO). Além disso, realizou-se análise de sensibilidade para os parâmetros de índice de área foliar, altura máxima e mínima da vegetação, resistência de dossel, ponto limite de evapotranspiração real e para os dados de velocidade do vento, sado de radiação, temperatura e precipitação. A análise de sensibilidade enfatizou que os parâmetros de altura máxima e mínima da vegetação e velocidade do vento foram os que causaram maiores mudanças nos processos de evapotranspiração potencial, evapotranspiração real e transpiração. Por meio da avaliação da variabilidade espacial observou-se que a transpiração e evapotranspiração real são representadas pelo modelo com uma diferença significativa entre as unidades de modelagem da BEA enquanto a evapotranspiração potencial não apresentou variabilidade espacial significativa. As curvas de permanência da evapotranspiração permitiram a análise da evapotranspiração potencial em relação à evapotranspiração real modeladas pelo DiCaSM. Além disso, a relação entre evapotranspiração real e potencial modeladas não chega a zero em nenhum período do ano, enquanto que a relação entre evapotranspiração real modelada e evapotranspiração potencial padrão FAO é nula entre os meses de agosto a novembro. A transpiração modelada e medida na BEA apresentou curvas de permanência estatisticamente semelhantes, evidenciando a habilidade do DiCaSM em modelar a periodicidade do fluxo de água atmosférico, principalmente nos meses da estação chuvosa. O modelo poderia caracterizar melhor os processos evapotranspirativos se avaliasse a influências de fatores como resistência de dossel e velocidade do vento que condicionam as trocas hídricas dessa vegetação.
Abstract: Evapotranspiration is inherently difficult to measure and predict, especially on large spatial scales as it is an atmospheric flow process. However, using hydrological modeling, reliable estimates of evapotranspiration and its components can be obtained. Therefore, the objective of this work was to study the spatial and temporal variability of plant evapotranspiration in Caatinga preserved through hydrological modeling. The DiCaSM hydrological model (Distributed Catchment Scale Model) was used for the evapotranspiration spatiotemporal analysis for the period from 2003 to 2017 in the study area, which is the Aiuaba Experimental Basin (BEA). The data obtained by the hydrological model were compared with data measured on an experimental scale and related to standard potential evapotranspiration according to FAO (ETPFAO). In addition, sensitivity analysis was performed for the parameters of leaf area index, maximum and minimum vegetation height, canopy resistance, maximum actual evaporation cut off point and for wind speed, net radiation, temperature and precipitation data. Sensitivity analysis emphasized that the maximum and minimum vegetation height and wind speed parameters caused the greatest changes in the potential evapotranspiration, actual evapotranspiration and transpiration processes. By evaluating spatial variability, it was observed that actual evapotranspiration and transpiration are represented by the model with a significant difference among the modeling units of the BEA while potential evapotranspiration showed no significant spatial variability. Evapotranspiration permanence curves allowed the analysis of the potential evapotranspiration in relation to the actual evapotranspiration modeled by DiCaSM. In addition, the relationship between modeled actual and potential evapotranspiration does not reach zero at any time of the year, while the relationship between modeled actual evapotranspiration and FAO standard potential evapotranspiration is null between August and November. BEA modeled and measured transpiration showed statistically similar permanence curves, evidencing DiCaSM's ability to model the periodicity of atmospheric water flow, especially in the months of the rainy season. The model could characterize evapotranspirative processes in a better way if it evaluated the influences of factors such as canopy resistance and wind speed that affect the water exchange of this vegetation.
URI: http://www.repositorio.ufc.br/handle/riufc/46620
metadata.dc.type: Dissertação
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