Variação espaço-temporal e tendências da evapotranspiração de referência no Rio Grande do Sul

Detalhes bibliográficos
Ano de defesa: 2024
Autor(a) principal: Melo, Giane Lavarda
Orientador(a): Não Informado pela instituição
Banca de defesa: Não Informado pela instituição
Tipo de documento: Tese
Tipo de acesso: Acesso aberto
dARK ID: ark:/26339/001300001b76z
Idioma: por
Instituição de defesa: Universidade Federal de Santa Maria
Brasil
Engenharia Agrícola
UFSM
Programa de Pós-Graduação em Engenharia Agrícola
Centro de Ciências Rurais
Programa de Pós-Graduação: Não Informado pela instituição
Departamento: Não Informado pela instituição
País: Não Informado pela instituição
Palavras-chave em Português:
Link de acesso: http://repositorio.ufsm.br/handle/1/33789
Resumo: Reference evapotranspiration (ETo), considered a meteorological element, occurs under standardized conditions and is influenced by meteorological variables specific to each location and period, presenting significant spatiotemporal variability. Accurate ETo estimates are essential for effective water resource management and planning of agricultural activities. The main objective of this work was to analyze the variability of ETo in Rio Grande do Sul (RS), by evaluating trends and clusters, based on a set of daily historical meteorological data between 1990 and 2022. To achieve the main objective, the following specific objectives were outlined: i) to quantify ETo in different regions of RS, representing its trends in annual and seasonal series; and ii) to characterize ETo and the correlations of meteorological variables with ETo through multivariate statistical methods of principal component analysis (PCA) and hierarchical and non-hierarchical clustering (Clusterization). The results obtained demonstrated particularities in the behavior of ETo and the main meteorological variables throughout the RS, indicating, despite the upward trend in maximum relative humidity, the predominance of a more arid climate in the last three decades. This statement is based on the presentation of increasing trends in the meteorological variables, vapor pressure deficit, wind speed and solar radiation, and a decreasing trend in the meteorological variable minimum relative humidity. Despite specific regional particularities, the spatial variability of the accumulated ETo showed an increasing pattern in the East-West direction, evidencing that the climate factors altitude, latitude and continentality/maritimity have a strong influence on the estimation of ETo in RS. Through multivariate statistical analysis, it was possible to verify that the meteorological variables maximum temperature and solar radiation acted directly on the determination of ETo in the seasonal periods spring, summer and autumn. Inversely influencing, the variables maximum and minimum relative humidity were equally important for the determination of ETo, while wind speed presented a third level of importance. Spatially, five distinct regions were demarcated according to the daily estimate of ETo, with maximum rates ranging from 5,0 mm day-1 in summer, 4,6 mm day-1 in spring, 2,4 mm day-1 in autumn and 2,33 mm day-1 in winter. The results obtained demonstrated particularities in the spatial-temporal distribution of ETo and confirm the importance of studies of this thematic nature as a tool to aid agricultural activities, with more accurate water consumption forecasts, in addition to sustainable planning of water resources and guidance of new climate modeling efforts in subtropical regions.
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To achieve the main objective, the following specific objectives were outlined: i) to quantify ETo in different regions of RS, representing its trends in annual and seasonal series; and ii) to characterize ETo and the correlations of meteorological variables with ETo through multivariate statistical methods of principal component analysis (PCA) and hierarchical and non-hierarchical clustering (Clusterization). The results obtained demonstrated particularities in the behavior of ETo and the main meteorological variables throughout the RS, indicating, despite the upward trend in maximum relative humidity, the predominance of a more arid climate in the last three decades. This statement is based on the presentation of increasing trends in the meteorological variables, vapor pressure deficit, wind speed and solar radiation, and a decreasing trend in the meteorological variable minimum relative humidity. Despite specific regional particularities, the spatial variability of the accumulated ETo showed an increasing pattern in the East-West direction, evidencing that the climate factors altitude, latitude and continentality/maritimity have a strong influence on the estimation of ETo in RS. Through multivariate statistical analysis, it was possible to verify that the meteorological variables maximum temperature and solar radiation acted directly on the determination of ETo in the seasonal periods spring, summer and autumn. Inversely influencing, the variables maximum and minimum relative humidity were equally important for the determination of ETo, while wind speed presented a third level of importance. Spatially, five distinct regions were demarcated according to the daily estimate of ETo, with maximum rates ranging from 5,0 mm day-1 in summer, 4,6 mm day-1 in spring, 2,4 mm day-1 in autumn and 2,33 mm day-1 in winter. The results obtained demonstrated particularities in the spatial-temporal distribution of ETo and confirm the importance of studies of this thematic nature as a tool to aid agricultural activities, with more accurate water consumption forecasts, in addition to sustainable planning of water resources and guidance of new climate modeling efforts in subtropical regions.A evapotranspiração de referência (ETo), considerada um elemento meteorológico, ocorre sob condições padronizadas e é influenciada por variáveis meteorológicas específicas de cada local e período, apresentando significativa variabilidade espaço-temporal. Estimativas precisas de ETo são essenciais para a gestão eficaz dos recursos hídricos e o planejamento das atividades agrícolas. Este trabalho teve como objetivo principal analisar a variabilidade da ETo no Rio Grande do Sul (RS), por meio da avaliação de tendências e agrupamentos, a partir de um conjunto de dados meteorológicos históricos diários entre os anos 1990 e 2022. Para atingir o objetivo principal, foram delineados os seguintes objetivos específicos: i) quantificar a ETo em diferentes regiões do RS, representando suas tendências em séries anuais e sazonais; e ii) caracterizar a ETo e as correlações das variáveis meteorológicas com a ETo por meio de métodos estatísticos multivariados de análise de componentes principais (PCA) e agrupamentos hierárquicos e não hierárquicos (Clusterização). Os resultados obtidos demonstraram particularidades no comportamento da ETo e das principais variáveis meteorológicas em toda a extensão do RS, de modo a indicar, mesmo apontando tendência de crescimento da umidade relativa máxima, a predominância de um clima mais árido nas últimas três décadas. Essa afirmação baseia-se na apresentação de tendências de acréscimo nas variáveis meteorológicas, déficit de pressão de vapor, velocidade do vento e radiação solar e de tendência de decréscimo da variável meteorológica umidade relativa mínima. Mesmo havendo particularidades regionais específicas, a variabilidade espacial da ETo acumulada apresentou um padrão de aumento no sentido Leste-Oeste, evidenciando que os fatores do clima altitude, latitude e continentalidade/maritimidade atuam fortemente na estimativa da ETo no RS. Por meio de análise estatística multivariada, foi possível verificar que as variáveis meteorológicas temperatura máxima e radiação solar, atuaram diretamente na determinação da ETo, nos períodos sazonais primavera, verão e outono. Influenciando inversamente, as variáveis umidade relativa máxima e mínima foram igualmente importantes para a determinação da ETo, enquanto que a velocidade do vento apresentou-se como um terceiro nível de importância. Espacialmente, cinco regiões distintas foram demarcadas quanto a estimativa diária de ETo, com variação de taxas máximas entre 5,0 mm dia-1 no verão, 4,6 mm dia-1 na primavera, 2,4 mm dia-1 no outono e 2,33 mm dia-1 no inverno. Os resultados obtidos demonstraram particularidades na distribuição espaço-temporal da ETo e ratificam a importância de estudos deste cunho temático como uma ferramenta de auxílio para atividades agrícolas, com previsões de consumo de água mais precisas, além de planejamento sustentável dos recursos hídricos e orientação de novos esforços de modelagem climática em regiões subtropicais.Universidade Federal de Santa MariaBrasilEngenharia AgrícolaUFSMPrograma de Pós-Graduação em Engenharia AgrícolaCentro de Ciências RuraisPetry, Mirta Teresinhahttp://lattes.cnpq.br/0358609083747198Teixeira, David Bruno de SousaFanaya Junior, Eder DuarteMartins, Juliano DalcinSouza, Vanessa de ArrudaMelo, Giane Lavarda2025-01-13T11:38:21Z2025-01-13T11:38:21Z2024-10-31info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/doctoralThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/33789ark:/26339/001300001b76zporAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalinfo:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2025-01-13T11:38:21Zoai:repositorio.ufsm.br:1/33789Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/PUBhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.com||manancial@ufsm.bropendoar:2025-01-13T11:38:21Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false
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