Desempenho de diferentes modelos de estimativa da radiação solar global em Ponta Grossa, PR

Abstract

A irradiância solar global (Qg) é uma variável física importante que vem sendo constantemente empregada em modelos agrometeorológicos, tanto para caracterização climática, como para dar suporte a estudos radiométricos voltados ao planejamento da irrigação e à previsão de safras agrícolas. O trabalho teve como objetivo comparar medidas diárias de Qg com estimativas dessa variável obtidas por quatro diferentes métodos de cálculo. Para tanto, no período compreendido entre 28/03/2008 a 24/08/2011, no município de Ponta Grossa, PR, procedeu-se ao estudo de análise de regressão linear simples mediante o confronto entre medidas radiométricas realizadas por piranômetro e estimativas de Qg. A transmitância global foi condicionada pela nebulosidade atmosférica. Os modelos baseados na transmitância global média diária estimaram de forma mais satisfatória os valores de Qg, face aos coeficientes estatísticos calculados para validação dos critérios de estimativa propostos por Angström-Prescott. Entretanto, o desempenho dos modelos baseados na determinação da transmitância global média sob condições atmosféricas extremas, considerando dias totalmente ensolarados e nublados, revelou coeficientes de Willmott mais elevados, os quais se aproximaram muito de 1, refletindo exatidão e confiabilidade dos valores calculados deQg, quando comparados aos valores observados em estação meteorológica automática.

Coeficientes de Angströn-Prescott para Estimar a Radiação Solar no Rio Grande do Sul

“…Para o coeficiente b0 mensal, notou-se que os valores são mais baixos na região Central do RS e, especificamente durante os meses de Junho, Julho, Agosto e Setembro (Fig. 5 F,G,H,I) e mais elevados na região Oeste, Norte e Sul do estado, indicando que a radiação difusa é maior em Janeiro e menor em Julho (Buriol et al, 2012). O coeficiente b1 mensal, não apresentou um padrão (Fig.…”

“…A radiação solar global é a fonte primária de energia responsável por grande parte dos processos físicos e bioquímicos no sistema solo-planta-atmosfera no Planeta. Do total da radiação solar incidente no topo da atmosfera, apenas uma parte atinge a superfície terrestre, devido aos processos de reflexão, difusão e absorção ao atravessar a atmosfera (Beruski et al, 2015), denominada radiação solar global incidente na superfície terrestre (Qg). A Qg é uma variável empregada em modelos agrícolas, na caracterização climática, em estudos da necessidade hídrica, evapotranspiração, na estimativa do potencial de produtividade das culturas, no planejamento de instalações para o aproveitamento da energia solar e na previsão de safras agrícolas (Estefanel et al, 1990;Fontana e Oliveira, 1996;Beruski et al, 2015).…”

“…Existe uma relação entre Qg e n, pois quanto mais horas sem nuvens durante o dia, mais radiação solar chega até a superfície terrestre e esta relação tem sido usada na estimativa da radiação solar global quando esta variável não é medida diretamente (Buriol et al, 2012). Uma das primeiras e mais usadas equações para relacionar Qg com n foi a equação linear de Angströn-Prescott (publicada por Angströn em 1924 e modificada por Prescott em 1940) (Penman, 1948).…”

“…Para o Rio Grande do Sul (RS), Berlato (1971), Lopes (1971), Mota et al (1977), Estefanel et al (1990), Fontana e Oliveira (1996) e Buriol et al (2012), determinaram os coeficientes b0 e b1 somente para algumas localidades e regiões do Estado. Além disso, exceto no trabalho de Buriol et al (2012) para Santa Maria, os coeficientes foram calculados antes dos anos 2000, quando o equipamento de medida da radiação solar global nas EMC do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) era o actinógrafo bimetálico, um piranômetro analógico menos preciso que o piranômetro eletrônico utilizado a partir dos anos 2000 nas Estações Meteorológicas Automáticas do INMET. Assim, este trabalho teve o objetivo de determinar os coeficientes b0 e b1 da equação de Angströn-Prescott para os locais do estado do RS que possuem dados de radiação solar medidos por piranômetros eletrônicos e dados de brilho solar medidos por heliógrafos, bem como espacializar esses coeficientes para o Estado.…”

Influência das variáveis climáticas declinação solar, fotoperíodo e irradiação no topo da atmosfera em regiões agricultáveis do Brasil

“…Estudos similares vêm sendo desenvolvidos com regularidade no Estado do Paraná. Beruski et al (2015) compararam medidas diárias de Qg (irradiância solar global) com estimativas dessa variável obtidas por quatro diferentes métodos de cálculo, com o objetivo de determinar a transmitância solar global, bem como avaliar e comparar o desempenho de quatro diferentes modelos de estimativa de Qg sob as condições climáticas de Ponta Grossa, Paraná, Brasil, e concluíram que os valores de transmitância solar global para dias nublados foram de 0,152 e 0,142 MJ m -2 , para pri-mavera/verão e outono/inverno, respectivamente; em dias ensolarados os valores para primavera/verão e outono/ inverno foram de 0,610 e 0,622 MJ m -2 , respectivamente. Assim, em ambas as ocasiões a transmitância global diária foi condicionada pela nebulosidade atmosférica e pode ser empregada para estimar a irradiância solar global, visto que confere maior confiabilidade da estimativa de Qg para fins radiométricos e agrometeorológicos.…”