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Diagnóstico bolométrico no TCABR / Bolometric diagnosis in the TCABR

Bellintani Junior, Valdemar 26 August 2005 (has links)
Foi projetado, construído e instalado um sistema bolométrico para a análise das descargas de plasma do TCABR. Este sistema possibilita a observação da coluna de plasma através de cordas caracterizadas por diferentes direções e ângulos. Os bolômetros utilizados são fotodiodos especiais, acondicionados em câmeras dotadas de colimadores para observação do plasma. A faixa espectral da sensibilidade dos fotodiôdos abrange desde o visível até a região de raios-X moles, energia de fótons desde 7 eV até 6.000 eV. Para este diagnóstico, foi construída uma eletrônica específica para amplificação dos sinais bolométricos. A resolução temporal do diagnóstico é de 3 ms devido a interferência gerada pelo tokamak. Com este sistema, foi obtido pela primeira vez no TCABR, o perfil da potência emitida pela coluna de plasma, sendo este o principal resultado deste trabalho. Para isto, foi desenvolvido um programa destinado a inverter os dados bolométricos utilizando como princípio o método de Abel. Uma série de descargas ôhmicas ( 0,9 X \"10 POT.19\" < ne < 2,0 X 10 POT.19\" \"m POT.3\" e 67 < \"I IND.p\" < 100 kA) foram estudadas com o diagnóstico. Obteve-se para o volume da coluna uma fração Prad/Poh não maior que 30%, valor semelhante ao obtido para o tokamak TCA. Observou-se também diferenças acentuadas para o perfil de potência emitido por descargas com baixos e altos valores da corrente de plasma. Estas diferenças são atribuídas principalmente ao aumento da temperatura eletrônica. A concentração de impurezas metálicas foi calculada no eixo da coluna, obtendo-se valores entre 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\" / In this work, a bolometric diagnostic system was projected, built and installed in the TCABR tokamak, in order to measure the total power radiation loss from the plasma. The system allows plasma observation through 27 lines of sight with different directions and angles. The detector used was a silicon p-n junction photodiode array, for applications in the vacuum ultraviolet and the soft x-ray (XUV, energy range 7 eV to 6 keV) spectral region. An electronic system for amplification of the bolometer signal was also projected and built. This system was projected taking into account the strong electromagnetic noise due to the tokamak operation. Using this bolometric system, the shape of the emitted power was obtained for the first time in the TCABR, and this is the main result of this work. To deal with the bolometric data, we developed a program based on the Abel inversion. A serie of ohmic discharges were studied with this diagnostic. The value of the Prad/Poh obtained for this serie was below 30%, in agreement with the old TCA data. The shape for discharges with high and low plasma current were also analyzed. We find a big difference in the two cases, showing the effect of electron temperature change. The metallic impurity density on axis were calculated using the value of Prad(0) experimentally obtained. For the serie of discharges analyzed, this value remained between 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\"
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Diagnóstico bolométrico no TCABR / Bolometric diagnosis in the TCABR

Valdemar Bellintani Junior 26 August 2005 (has links)
Foi projetado, construído e instalado um sistema bolométrico para a análise das descargas de plasma do TCABR. Este sistema possibilita a observação da coluna de plasma através de cordas caracterizadas por diferentes direções e ângulos. Os bolômetros utilizados são fotodiodos especiais, acondicionados em câmeras dotadas de colimadores para observação do plasma. A faixa espectral da sensibilidade dos fotodiôdos abrange desde o visível até a região de raios-X moles, energia de fótons desde 7 eV até 6.000 eV. Para este diagnóstico, foi construída uma eletrônica específica para amplificação dos sinais bolométricos. A resolução temporal do diagnóstico é de 3 ms devido a interferência gerada pelo tokamak. Com este sistema, foi obtido pela primeira vez no TCABR, o perfil da potência emitida pela coluna de plasma, sendo este o principal resultado deste trabalho. Para isto, foi desenvolvido um programa destinado a inverter os dados bolométricos utilizando como princípio o método de Abel. Uma série de descargas ôhmicas ( 0,9 X \"10 POT.19\" < ne < 2,0 X 10 POT.19\" \"m POT.3\" e 67 < \"I IND.p\" < 100 kA) foram estudadas com o diagnóstico. Obteve-se para o volume da coluna uma fração Prad/Poh não maior que 30%, valor semelhante ao obtido para o tokamak TCA. Observou-se também diferenças acentuadas para o perfil de potência emitido por descargas com baixos e altos valores da corrente de plasma. Estas diferenças são atribuídas principalmente ao aumento da temperatura eletrônica. A concentração de impurezas metálicas foi calculada no eixo da coluna, obtendo-se valores entre 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\" / In this work, a bolometric diagnostic system was projected, built and installed in the TCABR tokamak, in order to measure the total power radiation loss from the plasma. The system allows plasma observation through 27 lines of sight with different directions and angles. The detector used was a silicon p-n junction photodiode array, for applications in the vacuum ultraviolet and the soft x-ray (XUV, energy range 7 eV to 6 keV) spectral region. An electronic system for amplification of the bolometer signal was also projected and built. This system was projected taking into account the strong electromagnetic noise due to the tokamak operation. Using this bolometric system, the shape of the emitted power was obtained for the first time in the TCABR, and this is the main result of this work. To deal with the bolometric data, we developed a program based on the Abel inversion. A serie of ohmic discharges were studied with this diagnostic. The value of the Prad/Poh obtained for this serie was below 30%, in agreement with the old TCA data. The shape for discharges with high and low plasma current were also analyzed. We find a big difference in the two cases, showing the effect of electron temperature change. The metallic impurity density on axis were calculated using the value of Prad(0) experimentally obtained. For the serie of discharges analyzed, this value remained between 0,9-1,2 X \"10 POT.17\" \"m POT.-3\"
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Crescimento e maturação do fruto de café (Coffea arabica L.) em sistema arborizado e em monocultivo / Growth and Maturation of coffee fruit (Coffea arabica L.) in a shading system and in monocrop

Camargo, Fabiana Taveira de 15 May 2007 (has links)
A busca por condições climáticas que minimizem efeitos negativos de extremos de temperatura e irradiância, a arborização pode viabilizar a cafeicultura brasileira, em particular, com o advento das mudanças climáticas. A pesquisa avaliou a dinâmica do crescimento e da maturação do fruto e a produtividade do café sob diferentes níveis de luminosidade. O experimento foi composto por seringueiras e cafeeiros, plantados dentro e na interface do seringal, e em monocultivo. O gradiente de radiação disponível aos cafeeiros nas diferentes distâncias das seringueiras foi de 40, 45, 80 e 100 % e caracterizou os tratamentos. Avaliou-se o acúmulo de matéria seca de frutos nas fases da frutificação e a produtividade. Nas fases chumbinho, expansão e granação, o incremento varia com a quantidade de frutos na planta. A expansão depende da irradiância e a granação, do tempo de deposição de reservas. A matéria seca de frutos verde, verde-cana e cereja é superior nas plantas protegidas da face soalheira, favorecida pela exposição até 80 % de luminosidade. A produtividade aumenta, proporcionalmente, com a disponibilidade de luz, enquanto a expansão, o processo e a uniformidade da maturação são, também, beneficiados à exposição até 80 % da radiação solar. / In the searching for climatic conditions to minimize negative effects of high temperature and radiation excess, the shading system can make possible the Brazilian coffee crop. This research aimed to evaluate the growth and maturation of coffee fruits and its productivity under different levels of natural irradiance. Coffee plants were planted inside and aside of a rubber trees plantation and in monocrop. The irradiance gradient level available to coffee plants at different distances from rubber trees were of 40, 45, 80 and 100% and characterized the treatments. The accumulation of the fruits dry matter was evaluated in the phases of the fruiting / fructification and the productivity. In the fruit set (pellet-like berries), expansion and seed-filling stage phases, that increment varies according to the fruits amount in the plant. The expansion depends on the radiation and the seed-filling stage depends on the reserve deposition time. The dry matter increment of &#34;green fruits&#34;, &#34;green-cane&#34; and &#34;cherry&#34; coffee fruits is superior in the shaded plants up to 80% of brightness with shade at afternoon. The productivity (grains.planta-1) increases proportionally to the available irradiância, while the expansion, the maturation and its uniformity are also benefited up to 80% available irradiance.
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Crescimento e maturação do fruto de café (Coffea arabica L.) em sistema arborizado e em monocultivo / Growth and Maturation of coffee fruit (Coffea arabica L.) in a shading system and in monocrop

Fabiana Taveira de Camargo 15 May 2007 (has links)
A busca por condições climáticas que minimizem efeitos negativos de extremos de temperatura e irradiância, a arborização pode viabilizar a cafeicultura brasileira, em particular, com o advento das mudanças climáticas. A pesquisa avaliou a dinâmica do crescimento e da maturação do fruto e a produtividade do café sob diferentes níveis de luminosidade. O experimento foi composto por seringueiras e cafeeiros, plantados dentro e na interface do seringal, e em monocultivo. O gradiente de radiação disponível aos cafeeiros nas diferentes distâncias das seringueiras foi de 40, 45, 80 e 100 % e caracterizou os tratamentos. Avaliou-se o acúmulo de matéria seca de frutos nas fases da frutificação e a produtividade. Nas fases chumbinho, expansão e granação, o incremento varia com a quantidade de frutos na planta. A expansão depende da irradiância e a granação, do tempo de deposição de reservas. A matéria seca de frutos verde, verde-cana e cereja é superior nas plantas protegidas da face soalheira, favorecida pela exposição até 80 % de luminosidade. A produtividade aumenta, proporcionalmente, com a disponibilidade de luz, enquanto a expansão, o processo e a uniformidade da maturação são, também, beneficiados à exposição até 80 % da radiação solar. / In the searching for climatic conditions to minimize negative effects of high temperature and radiation excess, the shading system can make possible the Brazilian coffee crop. This research aimed to evaluate the growth and maturation of coffee fruits and its productivity under different levels of natural irradiance. Coffee plants were planted inside and aside of a rubber trees plantation and in monocrop. The irradiance gradient level available to coffee plants at different distances from rubber trees were of 40, 45, 80 and 100% and characterized the treatments. The accumulation of the fruits dry matter was evaluated in the phases of the fruiting / fructification and the productivity. In the fruit set (pellet-like berries), expansion and seed-filling stage phases, that increment varies according to the fruits amount in the plant. The expansion depends on the radiation and the seed-filling stage depends on the reserve deposition time. The dry matter increment of &#34;green fruits&#34;, &#34;green-cane&#34; and &#34;cherry&#34; coffee fruits is superior in the shaded plants up to 80% of brightness with shade at afternoon. The productivity (grains.planta-1) increases proportionally to the available irradiância, while the expansion, the maturation and its uniformity are also benefited up to 80% available irradiance.
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Medições do saldo de radiação em copas de cafeeiros e limeiras ácidas por sistemas de integração espaço-temporal e estimativas por técnicas de modelagem / Measurements of net radiation of the canopy of coffee and acid lime trees in hedgerows by spatiotemporal integration systems and estimates by modelling techniques

Simon, Jones 16 June 2010 (has links)
A energia radiante absorvida pelas copas tem aplicação em estudos de fotossíntese e transpiração de plantas arbóreas. Sua determinação não é simples. Nas últimas duas décadas tem sido realizados trabalhos sobre interceptação de radiação por espécies arbóreas isoladas ou em renques, envolvendo tanto radiação de ondas curtas como de ondas longas (saldo de radiação, Rn). Uma técnica de medida de Rn utiliza radiômetros movendo-se em torno da copa de uma árvore (geometria esférica de medida) ou ao longo de copas de um renque (geometria cilíndrica). Uma alternativa é o uso de modelagem físico-matemática para estimativa de Rn, que também exige medidas para testar modelos. Considerando os poucos trabalhos nessa linha de pesquisa, o presente estudo objetivou: a) avaliar o desempenho de sistemas móveis de integração espaçotemporal de medidas de Rn em renque de um cafezal e de um pomar de limeira ácida localizados no Campus Luiz de Queiroz, USP, Piracicaba, SP; b) estabelecer relações do saldo de radiação das copas de cafeeiros (Rnc) e limeiras ácidas (Rnl) com o saldo de radiação de gramado (Rng) e irradiância solar global (Rg); c) avaliar o desempenho de três modelos físicomatemáticos de estimativa de Rn por comparação com as medidas realizadas com varredura da copa pelos saldo-radiômetros movimentando-se ao longo dos renques (geometria cilíndrica de medidas). Os estudos foram realizados nas quatro estações do ano e em três no pomar, iniciandose respectivamente no outono e no verão de 2008. Os sistemas integradores forneceram valores diários de magnitude coerentes com os de calor latente de vaporização da copa determinados por medidas de transpiração de uma árvore. O desempenho do sistema de grande porte utilizado no pomar exige testes adicionais. O curso diário de Rn em cada posição dos radiômetros em torno da copa mostraram padrões diferenciados conforme orientação do renque e época do ano. No cafezal foram encontradas muito boas relações de Rnc com Rg e Rng nas escalas de 15min, horária e diurna, exceto no verão para 15min e horária e no inverno, na escala diurna, para Rng. Para o pomar, as relações de Rnl com Rg e Rng foram boas nas três escalas temporais, exceto no verão para 15min e horária e no outono na escala diurna. Para o cafezal o modelo de Beer apresentou altos índices de confiabilidade nas épocas do ano, nas escalas horária e diurna; e no pomar se mostrou confiável para inverno, mas não no verão na escala diurna e na escala horária apresentou menor confiabilidade. O modelo de Pilau apresentou boa confiabilidade para o cafezal no outono e menor confiabilidade nas demais estações, enquanto na escala horária verificou-se boa confiabilidade no outono e inverno; para o pomar, o desempenho foi satisfatório para inverno nas duas escalas temporais e insatisfatório para verão na escala diurna. Para o cafezal o modelo de Oyarzun mostrou-se confiável na escala diurna, e menos confiável na escala horária no verão; para o pomar, apresentou boa confiabilidade em ambas escalas temporais no inverno e baixa confiabilidade no verão. / The amount of radiant energy absorbed by the canopy of trees has great application in photosynthesis and transpiration research. Studies of radiation interception by the canopies of an isolated or a sequence of trees in hedgerows have been carried out by a technique which employs moving radiometers around an isolated tree (spherical geometry of measurement) or along a part of a hedgerow (cylindrical geometry). This technique allows spatiotemporal integration of the values. Crop Modeling is an alternative approach to estimate the radiation balance of canopies (Rn). The present study had the following objectives: a) to evaluate the performance of systems for spatiotemporal integration of Rn measurements in hedgerows of a coffee and an acid lime crops at the Luiz de Queiroz Campus of the University of São Paulo, in Piracicaba, SP, Brazil; b) to establish relations of the net radiation of the coffee (Rnc) and of acid lime plants (Rnl) canopies with grass net radiation (Rng) and incoming solar radiation (Rg); c) to evaluate the performance of three models of Radiation Balance (Rn), by comparing modem results with measurements by the moving radiometers along the planting row (cylindrical geometry). The coffee experiment was carried out all year long starting in the fall of 2008 while for the orchard only three seasons were tested starting in the summer 2008. Measurements of Rn by the moving systems were considered reliable, but it is recommended further testing of that of the orchard. The daily course of Rn for each measurement around the canopy showed different patterns for the two crops, in agreement with planting row orientation and season. Concerning to relations of Rnc with Rg and Rng integrated for 15min, hourly and diurnal periods, they were very good for the coffee crop in the three timescales, excepting for the 15min and hourly timescales in the summer and for the Rng for the diurnal period in the winter. For the orchard, the relations of Rnl with Rg and Rng were good, excepting for the summer in the 15min and hourly and in autumn for the diurnal timescales. The Beer´s model showed good reliability for the coffee crop; while for the orchard it showed to be reliable in the winter, but not in the summer for the diurnal period; for the hourly periods it was less reliable. The Pilau´s model showed good reliability for the coffee crop for both the diurnal and hourly periods during the fall, but less reliability in the other seasons; for the orchard, its performance was reliable for the winter in the two timescales and not reliable for the summer in the diurnal scale. The Oyarzun´s model showed to be reliable in the diurnal timescale and less reliable in the hourly timescale for the summer; for the orchard, it showed good reliability for the winter and little reliability for the summer.
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Saldo de radiação da copa de laranjeira num pomar e de renques de cafeeiros: medidas e estimativas / Net radiation of orange tree canopy in an orchard and coffee hedgerows: measurements and estimates

Pilau, Felipe Gustavo 05 October 2005 (has links)
A energia radiante absorvida pelas plantas é a principal determinante da taxa fotossintética, condicionando o crescimento e desenvolvimento vegetal, produção e qualidade dos produtos, sendo ainda uma variável fundamental na determinação da transpiração, possibilitando estabelecer relações entre essa variável e a evapotranspiração de referência, podendo-se determinar o coeficiente basal de culturas que orientarão nos processos de irrigação. Em vista da sua importância e do reduzido número de estudos de medida e estimativa do saldo de radiação da folhagem de arbóreas, objetivou-se realizar medidas do saldo de radiação de uma laranjeira (Rnl), cv. Pêra do Rio, com um sistema móvel de integração espaço-temporal para árvores "isoladas", instalando-se oito saldo-radiômetros na armação circular vertical em torno da copa, que através do movimento de três rotações por minuto, criava uma esfera "sensora" de medida ao redor da planta, e de trechos de renques de um cafezal (Rnc) formado, variedade Mundo Novo Apuatã, e de cafezal em formação, variedade Obatã IAC 1669-20, utilizando-se um sistema móvel de integração espaço-temporal para cultivos em renques, no qual oito saldo-radiômetros, fixados em uma armação circular vertical em torno da folhagem, movimentavam-se ao longo de 4,7 m de renque, criando um cilindro "nocional" de medida. O estudo no laranjal ocorreu entre outubro/04 e junho/05, e nos cafezais entre março/04 e maio/05, com ocorrência de diferentes áreas foliares. Os dois sistemas apresentaram-se eficientes para a medida do saldo de radiação. Essas medidas foram correlacionadas à irradiância solar global (Rg) e ao saldo de radiação de gramado (Rng), medidos em estações meteorológicas automáticas. Obtiveram-se melhores ajustes das análises de regressão entre os valores de Rnl e Rg, nas escala de 15 min e horária, verificando-se ainda bom ajuste entre essas variáveis na escala diária para as diferentes áreas foliares (AF). Também na escala diária, bom ajuste foi obtido entre Rnl por área unitária de projeção da copa no solo (Rng/AP) e Rng. Bons ajustes foram também obtidos entre o saldo de radiação dos cafeeiros em formação (Rnc) com Rg e Rng, nas escalas de 15 min e horária, e também para cafeeiros formados, inclusive na escala diária. Porém, não se verificou um ajuste único de Rnc/AF com Rg ou Rng para as diferentes áreas foliares dos cafeeiros em formação, na escala diária. O uso da lei de Beer para estimativa de Rnl e Rnc no período de 6-18h levou a valores subestimados em 17% para a laranjeira e em 8% para os cafeeiros em formação, comparados aos valores medidos, devendo-se atentar, portanto, para as limitações do uso da lei. Foram propostos modelos físicomatemáticos para estimativa de Rnl e Rnc, que apresentaram boa concordância com os valores medidos em ambas as espécies, para diferentes áreas foliares, na escala de 15 min. Ao correlacionar-se os valores de saldo de radiação medidos e estimados pelos modelos na escala diária, para todos os valores de área foliar, obteve-se superestimativas de 6% para a laranjeira e de 5% para o renque de cafeeiros formados, indicando o bom desempenho dos modelos. / The solar energy absorbed by plants is the main determinant factor of photosyntetic rate, conditioning growth and crop development, production and products qualities, still being a fundamental variable to determine transpiration. In relation to transpiration, it is possible to establish relationships between this variable and reference evapotranspiration, allowing to determine the basal crop coefficient, which will guide irrigation management. Regarding to the importance and the few number of studies about measurements and estimates of net radiation of arboreal canopy, this project aimed to accomplish net radiation measurements in an orange tree canopy within an orchard (Rnl), cultivar Pêra do Rio, with a device for measuring all wave net radiation absorbed by "single" trees, deploying eight net radiometers on a circular frame which rotates around the canopy, at 3 rpm, creating a "sensing sphere", and in hedgerows (Rnc):of a mature coffee plantation, variety Mundo Novo Apuatã; and of a young coffee plantation, variety Obatã IAC 1669-20, with a device for measuring total radiation absorbed by hedgerows, deploying eight net radiometers on a vertical circular frame around the plants, moving in a rail of 4.7 m along the hedgerow, creating a "notional cylinder" of measurement. The study in the orange orchard was carried out from October/2004 to June/2005, and in the coffee plantation was from March/2004 to May/2005. Both devices for net radiation measurements worked well. These measurements were correlated to global solar radiation (Rg) and grass net radiation (Rng), routinely measured in automatic weather stations. The best fits between Rnl and Rg, using regression analyses, were obtained for data of 15 min and hourly periods. Good agreement between these was also observed when the different leaf areas (AF) were considered, at daily scale. The same was observed for the relationship between Rnl by canopy drip line (Rnl/AP) and Rng. For the young coffee hedgerow, a good correlation was observed between Rnc and Rg or Rng, for both 15 min and hourly scales, and for mature coffee hedgerow, even at daily scale. An unique relationship between Rnc and Rg or Rng was not verified for different leaf areas of young coffee hedgerow, at daily scale. The use of Beer´s law to estimate Rnl and Rnc from 6 a.m. to 6 p.m. resulted in an underestimation of 17% to the orange tree and 8% to the young coffee hedgerow, when compared to measured values, which suggest caution to the limitations of this law. The physical-mathematical models proposed to estimate Rnl and Rnc presented good levels of agreement between measured and estimated values for both species, at different leaf areas, at 15 min scale. When correlating the measured and estimated values, for all leaf areas, at daily scale, it was obtained an overestimation of 6% for orange tree, and of 5% for young coffee hedgerow, showing a good performance of these models.
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Saldo de radiação da copa de laranjeira num pomar e de renques de cafeeiros: medidas e estimativas / Net radiation of orange tree canopy in an orchard and coffee hedgerows: measurements and estimates

Felipe Gustavo Pilau 05 October 2005 (has links)
A energia radiante absorvida pelas plantas é a principal determinante da taxa fotossintética, condicionando o crescimento e desenvolvimento vegetal, produção e qualidade dos produtos, sendo ainda uma variável fundamental na determinação da transpiração, possibilitando estabelecer relações entre essa variável e a evapotranspiração de referência, podendo-se determinar o coeficiente basal de culturas que orientarão nos processos de irrigação. Em vista da sua importância e do reduzido número de estudos de medida e estimativa do saldo de radiação da folhagem de arbóreas, objetivou-se realizar medidas do saldo de radiação de uma laranjeira (Rnl), cv. Pêra do Rio, com um sistema móvel de integração espaço-temporal para árvores “isoladas”, instalando-se oito saldo-radiômetros na armação circular vertical em torno da copa, que através do movimento de três rotações por minuto, criava uma esfera “sensora” de medida ao redor da planta, e de trechos de renques de um cafezal (Rnc) formado, variedade Mundo Novo Apuatã, e de cafezal em formação, variedade Obatã IAC 1669-20, utilizando-se um sistema móvel de integração espaço-temporal para cultivos em renques, no qual oito saldo-radiômetros, fixados em uma armação circular vertical em torno da folhagem, movimentavam-se ao longo de 4,7 m de renque, criando um cilindro “nocional” de medida. O estudo no laranjal ocorreu entre outubro/04 e junho/05, e nos cafezais entre março/04 e maio/05, com ocorrência de diferentes áreas foliares. Os dois sistemas apresentaram-se eficientes para a medida do saldo de radiação. Essas medidas foram correlacionadas à irradiância solar global (Rg) e ao saldo de radiação de gramado (Rng), medidos em estações meteorológicas automáticas. Obtiveram-se melhores ajustes das análises de regressão entre os valores de Rnl e Rg, nas escala de 15 min e horária, verificando-se ainda bom ajuste entre essas variáveis na escala diária para as diferentes áreas foliares (AF). Também na escala diária, bom ajuste foi obtido entre Rnl por área unitária de projeção da copa no solo (Rng/AP) e Rng. Bons ajustes foram também obtidos entre o saldo de radiação dos cafeeiros em formação (Rnc) com Rg e Rng, nas escalas de 15 min e horária, e também para cafeeiros formados, inclusive na escala diária. Porém, não se verificou um ajuste único de Rnc/AF com Rg ou Rng para as diferentes áreas foliares dos cafeeiros em formação, na escala diária. O uso da lei de Beer para estimativa de Rnl e Rnc no período de 6-18h levou a valores subestimados em 17% para a laranjeira e em 8% para os cafeeiros em formação, comparados aos valores medidos, devendo-se atentar, portanto, para as limitações do uso da lei. Foram propostos modelos físicomatemáticos para estimativa de Rnl e Rnc, que apresentaram boa concordância com os valores medidos em ambas as espécies, para diferentes áreas foliares, na escala de 15 min. Ao correlacionar-se os valores de saldo de radiação medidos e estimados pelos modelos na escala diária, para todos os valores de área foliar, obteve-se superestimativas de 6% para a laranjeira e de 5% para o renque de cafeeiros formados, indicando o bom desempenho dos modelos. / The solar energy absorbed by plants is the main determinant factor of photosyntetic rate, conditioning growth and crop development, production and products qualities, still being a fundamental variable to determine transpiration. In relation to transpiration, it is possible to establish relationships between this variable and reference evapotranspiration, allowing to determine the basal crop coefficient, which will guide irrigation management. Regarding to the importance and the few number of studies about measurements and estimates of net radiation of arboreal canopy, this project aimed to accomplish net radiation measurements in an orange tree canopy within an orchard (Rnl), cultivar Pêra do Rio, with a device for measuring all wave net radiation absorbed by “single” trees, deploying eight net radiometers on a circular frame which rotates around the canopy, at 3 rpm, creating a “sensing sphere”, and in hedgerows (Rnc):of a mature coffee plantation, variety Mundo Novo Apuatã; and of a young coffee plantation, variety Obatã IAC 1669-20, with a device for measuring total radiation absorbed by hedgerows, deploying eight net radiometers on a vertical circular frame around the plants, moving in a rail of 4.7 m along the hedgerow, creating a “notional cylinder” of measurement. The study in the orange orchard was carried out from October/2004 to June/2005, and in the coffee plantation was from March/2004 to May/2005. Both devices for net radiation measurements worked well. These measurements were correlated to global solar radiation (Rg) and grass net radiation (Rng), routinely measured in automatic weather stations. The best fits between Rnl and Rg, using regression analyses, were obtained for data of 15 min and hourly periods. Good agreement between these was also observed when the different leaf areas (AF) were considered, at daily scale. The same was observed for the relationship between Rnl by canopy drip line (Rnl/AP) and Rng. For the young coffee hedgerow, a good correlation was observed between Rnc and Rg or Rng, for both 15 min and hourly scales, and for mature coffee hedgerow, even at daily scale. An unique relationship between Rnc and Rg or Rng was not verified for different leaf areas of young coffee hedgerow, at daily scale. The use of Beer´s law to estimate Rnl and Rnc from 6 a.m. to 6 p.m. resulted in an underestimation of 17% to the orange tree and 8% to the young coffee hedgerow, when compared to measured values, which suggest caution to the limitations of this law. The physical-mathematical models proposed to estimate Rnl and Rnc presented good levels of agreement between measured and estimated values for both species, at different leaf areas, at 15 min scale. When correlating the measured and estimated values, for all leaf areas, at daily scale, it was obtained an overestimation of 6% for orange tree, and of 5% for young coffee hedgerow, showing a good performance of these models.
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Medições do saldo de radiação em copas de cafeeiros e limeiras ácidas por sistemas de integração espaço-temporal e estimativas por técnicas de modelagem / Measurements of net radiation of the canopy of coffee and acid lime trees in hedgerows by spatiotemporal integration systems and estimates by modelling techniques

Jones Simon 16 June 2010 (has links)
A energia radiante absorvida pelas copas tem aplicação em estudos de fotossíntese e transpiração de plantas arbóreas. Sua determinação não é simples. Nas últimas duas décadas tem sido realizados trabalhos sobre interceptação de radiação por espécies arbóreas isoladas ou em renques, envolvendo tanto radiação de ondas curtas como de ondas longas (saldo de radiação, Rn). Uma técnica de medida de Rn utiliza radiômetros movendo-se em torno da copa de uma árvore (geometria esférica de medida) ou ao longo de copas de um renque (geometria cilíndrica). Uma alternativa é o uso de modelagem físico-matemática para estimativa de Rn, que também exige medidas para testar modelos. Considerando os poucos trabalhos nessa linha de pesquisa, o presente estudo objetivou: a) avaliar o desempenho de sistemas móveis de integração espaçotemporal de medidas de Rn em renque de um cafezal e de um pomar de limeira ácida localizados no Campus Luiz de Queiroz, USP, Piracicaba, SP; b) estabelecer relações do saldo de radiação das copas de cafeeiros (Rnc) e limeiras ácidas (Rnl) com o saldo de radiação de gramado (Rng) e irradiância solar global (Rg); c) avaliar o desempenho de três modelos físicomatemáticos de estimativa de Rn por comparação com as medidas realizadas com varredura da copa pelos saldo-radiômetros movimentando-se ao longo dos renques (geometria cilíndrica de medidas). Os estudos foram realizados nas quatro estações do ano e em três no pomar, iniciandose respectivamente no outono e no verão de 2008. Os sistemas integradores forneceram valores diários de magnitude coerentes com os de calor latente de vaporização da copa determinados por medidas de transpiração de uma árvore. O desempenho do sistema de grande porte utilizado no pomar exige testes adicionais. O curso diário de Rn em cada posição dos radiômetros em torno da copa mostraram padrões diferenciados conforme orientação do renque e época do ano. No cafezal foram encontradas muito boas relações de Rnc com Rg e Rng nas escalas de 15min, horária e diurna, exceto no verão para 15min e horária e no inverno, na escala diurna, para Rng. Para o pomar, as relações de Rnl com Rg e Rng foram boas nas três escalas temporais, exceto no verão para 15min e horária e no outono na escala diurna. Para o cafezal o modelo de Beer apresentou altos índices de confiabilidade nas épocas do ano, nas escalas horária e diurna; e no pomar se mostrou confiável para inverno, mas não no verão na escala diurna e na escala horária apresentou menor confiabilidade. O modelo de Pilau apresentou boa confiabilidade para o cafezal no outono e menor confiabilidade nas demais estações, enquanto na escala horária verificou-se boa confiabilidade no outono e inverno; para o pomar, o desempenho foi satisfatório para inverno nas duas escalas temporais e insatisfatório para verão na escala diurna. Para o cafezal o modelo de Oyarzun mostrou-se confiável na escala diurna, e menos confiável na escala horária no verão; para o pomar, apresentou boa confiabilidade em ambas escalas temporais no inverno e baixa confiabilidade no verão. / The amount of radiant energy absorbed by the canopy of trees has great application in photosynthesis and transpiration research. Studies of radiation interception by the canopies of an isolated or a sequence of trees in hedgerows have been carried out by a technique which employs moving radiometers around an isolated tree (spherical geometry of measurement) or along a part of a hedgerow (cylindrical geometry). This technique allows spatiotemporal integration of the values. Crop Modeling is an alternative approach to estimate the radiation balance of canopies (Rn). The present study had the following objectives: a) to evaluate the performance of systems for spatiotemporal integration of Rn measurements in hedgerows of a coffee and an acid lime crops at the Luiz de Queiroz Campus of the University of São Paulo, in Piracicaba, SP, Brazil; b) to establish relations of the net radiation of the coffee (Rnc) and of acid lime plants (Rnl) canopies with grass net radiation (Rng) and incoming solar radiation (Rg); c) to evaluate the performance of three models of Radiation Balance (Rn), by comparing modem results with measurements by the moving radiometers along the planting row (cylindrical geometry). The coffee experiment was carried out all year long starting in the fall of 2008 while for the orchard only three seasons were tested starting in the summer 2008. Measurements of Rn by the moving systems were considered reliable, but it is recommended further testing of that of the orchard. The daily course of Rn for each measurement around the canopy showed different patterns for the two crops, in agreement with planting row orientation and season. Concerning to relations of Rnc with Rg and Rng integrated for 15min, hourly and diurnal periods, they were very good for the coffee crop in the three timescales, excepting for the 15min and hourly timescales in the summer and for the Rng for the diurnal period in the winter. For the orchard, the relations of Rnl with Rg and Rng were good, excepting for the summer in the 15min and hourly and in autumn for the diurnal timescales. The Beer´s model showed good reliability for the coffee crop; while for the orchard it showed to be reliable in the winter, but not in the summer for the diurnal period; for the hourly periods it was less reliable. The Pilau´s model showed good reliability for the coffee crop for both the diurnal and hourly periods during the fall, but less reliability in the other seasons; for the orchard, its performance was reliable for the winter in the two timescales and not reliable for the summer in the diurnal scale. The Oyarzun´s model showed to be reliable in the diurnal timescale and less reliable in the hourly timescale for the summer; for the orchard, it showed good reliability for the winter and little reliability for the summer.

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