Grupo: Aline Vieira Costa, Isadora dos Santos Silva e Rodrigo Costa Rosa Lolla. Curso: Eng. Ambiental e Sanitária - 5º semestre - Prof. Marcos Vinícius Russo Loures Projeto de fenômenos de transporte de massa- Determinação de temperatura média do Centro Universitário Senac Santo Amaro Resultados e discussões As medições de temperatura foram realizadas efetivamente durante 19 dias pela manhã de segunda à sexta-feira, entre os dias 04 e 28 de maio, totalizando um número de 104 medições de temperatura e 104 medições de umidade. No período noturno, as medições foram realizadas durante 7 dias, entre os dias 06 e 20 de maio, às quartas, quintas e sextas-feiras. Os dados obtidos neste período estão relacionados abaixo: Tabela 1 - Temperatura (ºC) medida no período diurno em diferentes pontos
Tabela 2 - Temperatura (ºC) medida no período noturno em diferentes pontos
Latitude: hora do dia, variações diurnas e noturnas As temperaturas médias diárias durante foram de 21.5ºC durante a manhã e, durante a noite, 18.1ºC. Percebe-se que a temperatura mínima medida a noite tem uma diferença de -1.6ºC em comparação à mínima diurna. Já o valor máximo medido durante a noite tem uma diferença de -5.9ºC quando comparado à média diurna máxima. Através da análise das medições de temperatura de 7 dias, manhã e noite, verifica-se a diferença entre a radiação, que é positiva durante o dia devido ao aquecimento do solo e da vegetação, enquanto durante a noite é negativo, uma vez que a radiação da superfície é maior que a radiação atmosférica. As temperaturas mais altas ocorrem então durante o dia, com maior absorção de energia no ar.
Temperatura (ºC)
Figura 1 – Comparação entre as temperaturas médias diurnas e noturnas de 7 dias 24,0 23,0 22,0 21,0 20,0 19,0 18,0 17,0 16,0 Dia Noite
1,0 21,2 19,4
2,0 23,9 18,4
3,0 18,8 17,0
4,0 18,6 16,6
5,0 20,1 17,1
6,0 18,2 17,9
7,0 21,0 20,5
As médias diárias foram calculadas através das medições em todos os pontos escolhidos (Praça do Leitor, Praça do Cubo, Praça da Mata e espaço entre Acadêmicos 1 e 2). No dia 2, a temperatura média foi 23.9ºC, às 9a.m., enquanto no período noturno 18.4ºC. As temperaturas mais próximas entre dia e noite ocorreram na 6ª e 7ª medição: 18.2ºC durante a manhã e 17.9ºC a noite; e 21ºC durante a manhã e 21ºC a noite, respectivamente.
Vegetação A análise das medições diurnas nos pontos escolhidos sem presença de vegetação (P. Cubo e espaço entre os Acadêmicos 1 e 2) e com vegetação (P. Mata) não apresentaram diferenças esperadas. Em alguns dias, a temperatura do ar na Praça da Mata foi aproximadamente 3ºC acima da temperatura nos pontos sem vegetação. Ao longo dos dias, as medições mostram que a maior variação de temperatura está na P. Mata (8.5ºC), ao contrário dos outros pontos (Acad. 8ºC, Cubo 7.8ºC). A temperatura média diurna na Praça da Mata foi de 21.5ºC, enquanto na P. Cubo e Acadêmicos, 21.2ºC e 22ºC, respectivamente. Figura 2 - Variação de temperatura diurnas em três pontos em relação à vegetação
Temperatura (ºC)
28 26 24 22 20 18 16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 P. Mata 26,7 21 20,8 26,3 19 20,6 18,8 18,7 19,7 Acad. 26,6 20,8 23,4 23,2 20,2 22 20,4 19,6 20,9 P. Cubo 25,2 20,2 20,3 23,4 18 20,3 19,1 18,1 20
10 18,2 18,6 18
11 20,5 21,2 20,8
12 22,2 22,5 22
13 20,8 21,9 20,9
14 20 21,1 21,1
15 22,2 23,9 24,3
16 25,3 23,7 24,8
17 22,2 23 21,7
18 25,5 24,3 25,8
19 19,3 20,8 19,4
Já no período noturno, as variações de temperatura na Praça da Mata (4ºC) foram menores, ficando entre as variações de temperatura do espaço entre os Acadêmicos (3.7ºC) e a Praça do Cubo (4.8ºC). Figura 3 - Temperaturas noturnas em três pontos em relação à vegetação 22
Temperatura (ºC)
21 20 19 18 17 16 15 P. Mata Acad. P. Cubo
1 19,9 20 18,8
2 17,8 20,6 17,1
3 16,6 17,8 16,8
4 15,9 18,1 16,3
5 16,6 18,3 16,4
6 17,6 18,3 17,8
7 19,4 21,5 21,1
O balanço de energia é modificado devido a cobertura que a vegetação oferece, interceptando parte da radiação e, uma vez que as medições foram feitas em um ponto com vegetação no entorno, mas sem cobertura ampla, as temperaturas anotadas durante o dia não apresentaram as variações esperadas.
Aquecimento diferencial do solo e da água Para análise do aquecimento diferencial do solo e da água, foram comparados os pontos Praça do Cubo e Acadêmicos com a Praça do Leitor, com a presença do lago. Pela manhã, em grande parte dos dias (3º ao 15º) a temperatura do ar próximo ao lago, na Praça do Leitor, foi menor que em outros pontos sem presença de corpos d’água. Figura 4 - Temperaturas diurnas para análise do aquecimento diferencial
Temperatura (ºC)
28 26 24 22 20 18 16
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 P. Leitor 27,1 21,8 20,3 22,5 18 20,3 18,4 18,1 19,9 17,8 20,4 21,5 20,4 19,8 20,8 25,1 23,3 26,1 20,3 Acad. 26,6 20,8 23,4 23,2 20,2 22 20,4 19,6 20,9 18,6 21,2 22,5 21,9 21,1 23,9 23,7 23 24,3 20,8 P. Cubo 25,2 20,2 20,3 23,4 18 20,3 19,1 18,1 20 18 20,8 22 20,9 21,1 24,3 24,8 21,7 25,8 19,4 P. Leitor
Acad.
P. Cubo
Nas medições noturnas, o ponto Acadêmicos apresentou as maiores temperaturas, quando comparado aos pontos P. Leitor e P. Cubo. As variações entre os dois últimos pontos citados não foram grandes, entretanto, no decorrer das medições, a Praça do Leitor ainda foi o ponto com a menor variação de temperatura. O albedo da água é menor, ou seja, grande parte da radiação é absorvida enquanto uma pequena parte é refletida. Dessa forma a variação da temperatura na P. Leitor é menor que em pontos com características urbanas, com prédios e calçadas (P. Cubo e Acadêmicos). Neles, a terra se esfria e aquece rapidamente, e a variação de temperatura do ar é bem maior.
Modelagem matemática Para modelagem matemática da temperatura média do Centro Universitário Senac, todas as medições de temperatura e umidade foram relacionadas em tabela, conforme verificado abaixo:
Noite
Dia
Temperatura (ºC)
Umidade %
Dia
P. Leitor
P. Mata
Acad.
P. Cubo
P. Leitor
P. Mata
Acad.
P. Cubo
4/5
27,1
26,7
26,6
25,2
61
62
60
65
5/5
21,8
21
20,8
20,2
82
63
69
70
6/5
20,3
20,8
23,4
20,3
59
66
60
70
7/5
22,5
26,3
23,2
23,4
63
51
53
48
8/5
18
19
20,2
18
56
57
53
53
11/5
20,3
20,6
22
20,3
62
60
57
60
12/5
18,4
18,8
20,4
19,1
74
65
60
63
13/5
18,1
18,7
19,6
18,1
67
65
66
64
14/5
19,9
19,7
20,9
20
54
49
51
49
15/5
17,8
18,2
18,6
18
62
69
67
73
18/5
20,4
20,5
21,2
20,8
60
59
61
62
19/5
21,5
22,2
22,5
22
70
66
62
61
20/5
20,4
20,8
21,9
20,9
50
50
54
49
21/5
19,8
20
21,1
21,1
47
52
81
70
22/5
20,8
22,2
23,9
24,3
47
46
51
43
25/5
25,1
25,3
23,7
24,8
66
68
62
59
26/5
23,3
22,2
23
21,7
87
67
74
67
27/5
26,1
25,5
24,3
25,8
59
61
68
59
28/5
20,3
19,3
20,8
19,4
66
64
60
64
6/5
18,8
19,9
20
18,8
76
68
66
69
7/5
17,9
17,8
20,6
17,1
85
79
69
80
8/5
16,8
16,6
17,8
16,8
65
65
59
70
13/5
15,9
15,9
18,1
16,3
88
79
69
67
14/5
17,1
16,6
18,3
16,4
80
67
64
77
15/5
17,8
17,6
18,3
17,8
77
71
83
76
20/5
19,9
19,4
21,5
21,1
73
68
63
61
Através destes dados, foram calculadas as médias de temperatura e umidade, 20.6ºC e 64.1%, respectivamente. Para compreensão da relação entre temperatura e umidade, os valores foram organizados em um gráfico Temperatura x Umidade.
Figura 5 - Relação da umidade com a temperatura y = -0,1028x + 27,148
30
Temperatura (ºC)
25 20 15 10 5 0 0
20
40 60 Umidade (%)
80
100
Com ou sem a visualização da linha de tendência, é possível observar que os pontos tendem a decrescer no gráfico com o aumento da umidade (%). Dessa forma, utilizando na planilha eletrônica uma função do 1º grau [f(x) = a(x) + b], sendo: “f(x)”= temperatura
“x” = umidade
Obtivemos a equação definida por: y=-0,1028x + 27,148, para descobrirmos a temperatura média do centro universitário. Substituindo os valores encontrados nas medições, na equação acima obtivemos: y(x) = -0,1028*(x) + 27,148 → y(x) = -0,1028*(64,1) + 27,148 → y(x) = 20,56 (ºC)
Portanto conseguiu-se chegar a uma temperatura média para o Centro Universitário Senac de 20,56ºC, no período de medições, que ficou compreendido entre os dias 4 e 28 de Maio de 2015. Sabe-se que em climatologia, as variações de temperatura estão relacionadas a quantidade de vapor d’água na atmosfera (umidade do ar), onde 100% é o limite máximo de vapor de água que o ar pode conter enquanto 0% é a ausência completa dele. Em geral, locais com baixa umidade há menor retenção de calor e a variação da temperatura é maior. O contrário acontece caso a umidade no local seja maior. Em relação à temperatura média do centro universitário, através da análise dos dados, pode-se observar que, em grande parte, conforme a umidade no local aumenta, a temperatura do ar diminui.
Referências AYOADE, J. O. Introdução à climatologia para os trópicos/ J. O. Ayoade. Bertrand Brasil, 4° Ed.- Rio de Janeiro, 1996. págs. 25 a 30. GRIMM, A. M. Apostila de Meteorologia Básica: controles de temperatura. Universidade Federal do Paraná, 1999. Diponível em:< http://fisica.ufpr.br/grimm/aposmeteo/cap3/cap3-5.html>. Acesso em: 26 mar. 2015.
PILLAR, V. D. Clima e vegetação. Departamento de Botânica, UFRGS, 1995. Disponível em:< http://ecoqua.ecologia.ufrgs.br >. Acesso em: 24 mar. 2015. SENTELHAS, P. C; ANGELOCCI, L. R. Temperatura do solo e do ar. LCE 306 Meteorologia Agrícola. ESALQ - Universidade de São Paulo. São Paulo, 2009. Disponível em:<http://www.lce.esalq.usp.br/aulas/lce306/Aula6.pdf>. Acesso em: 23 mar. 2015. FRITZSONS, E.; MANTOVANI, L. E. Estudo da relação entre altitude e temperatura no ar no Estado do Paraná. CONGRESSO DE ECOLOGIA DO BRASIL, 9., 2009, São Lourenço. Disponível em:<http://ainfo.cnptia.embrapa.br/digital/bitstream/item/56838/1/SP4984.pdf>. Acesso em: 25 mar. 2015.