Comparação de Seis Algoritmos para a Determinação da Difusividade Térmica de um Latossolo Amarelo (Comparison of Six Algorithms for the Determination of Thermal Diffusivity of Oxisol)

Willames Albuquerque Soares, Antônio Celso Dantas Antonino, José Romualdo Sousa Lima, Carlos Alberto Brayner Lira

Resumo


Conhecer o perfil de temperatura do solo de uma localidade é de essencial importância na compreensão dos processos físicos que ocorrem no ambiente, sendo necessária para isto a determinação as características térmicas do solo. A capacidade térmica é bem determinada em função do conteúdo de água no solo, e, a difusividade térmica pode ser estimada por diversos métodos. Os mais utilizados para fazer esta estimativa são os algoritmos da amplitude, da fase, do arco tangente e do logaritmo. Em 2003, Gao et al. propuseram uma equação para o transporte de calor no solo incorporando a condução e a convecção térmica, o algoritmo condução-convecção. Igualmente, a difusividade térmica pode ser determinada diretamente pela solução numérica da equação de transporte de calor. Este trabalho objetivou determinar, pelos seis algoritmos (Amplitude, Fase, Condução-convecção, Arco tangente, Logaritmo e diferenças finitas), a difusividade térmica de um Latossolo Amarelo localizado na Fazenda Experimental Chã de Jardim, pertencente ao Centro de Ciências Agrárias da Universidade Federal da Paraíba, no município de Areia-PB (6°58’12”S; 35°42’15” O; 620 m). Para tal, a temperatura do solo foi medida nas profundidades de 0,02; 0,08 e 0,14 m e o conteúdo de água no solo a 0,05 m. Dentre os seis algoritmos, apenas o da fase apresentou diferenças significativas com todos os outros métodos, com resultados numericamente superiores. Pode-se observar que a difusividade térmica do solo sofreu influência da umidade volumétrica do solo, sendo possível determinar uma equação polinomial de terceiro grau para descrever tal dependência.

 

 

A B S T R A C T

Know the soil temperature profile of a locality is of essential importance in understanding the physical processes that occur in the environment, being necessary for this determination the thermal characteristics of the soil. The heat capacity is determined in function of the water content in the soil, and the thermal diffusivity can be estimated by various methods. The most used to make this estimate are the algorithms of the amplitude, phase, arc tangent and logarithm. In 2003, Gao et al. proposed an equation for the heat transport in soil by incorporating the conduction and convection thermal, the conduction-convection algorithm. In addition, the thermal diffusivity can be determined directly by numerical solution of the equation of heat transport. This work aimed to determine, by six algorithms, the thermal diffusivity of a Yellow Latosol located in Chã de Experimental Farm Garden, belonging to the Centre for agricultural sciences of Federal University of Paraíba, in the municipality of Sand-PB (6° 58 ' 12 "; S; 35° 42 ' 15"; O; 620 m). To this end, the soil temperature was measured in the depths of 0.02, 0.08 and 0.14 m; and the water content in the soil the 0.05 m. Among the six algorithms, only the phase presented significant differences with all other methods, with numerically superior results. It can be observed that the thermal diffusivity of soil was influenced by soil volumetric moisture, being possible to determine a third-degree polynomial equation to describe such reliance.

Keywords:  Soil temperature; Soil moisture; Heat flow in soil.

 

 


Palavras-chave


temperatura no solo, umidade do solo, fluxo de calor no solo.

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DOI: https://doi.org/10.26848/rbgf.v7.1.p146-154



      

Revista Brasileira de Geografia Física - ISSN: 1984-2295

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