Aperfeiçoamento de modelos numéricos para estimativa de propriedades térmicas do solo
Abstract
A compreensão das propriedades térmicas do solo, difusividade (𝑘), capacidade volumétrica (𝑐𝑣) e condutividade (𝜆), é importante em aplicações de diversas áreas do conhecimento relacionadas, principalmente, a interação solo-planta-atmosfera. Estudos para compreender o que afeta o valor destas propriedades estão relacionados, frequentemente, ao fechamento do balanço de energia na superfície, onde estas propriedades são essenciais para determinação do fluxo de calor na superfície do solo. Além disso, o conhecimento das propriedades térmicas do solo é fundamental para estimativas da temperatura do solo, variável importante em estudos de germinação e crescimento de plantas, além de estudos nas engenharias. Neste sentido, este trabalho tem por objetivo estimar as propriedades térmicas do solo, por meio de uma abordagem alternativa auxiliada por modelagem numérica com dados experimentais coletados em dois sítios experimentais pertencentes a região do bioma Pampa no período de um ano. Foi sugerido o acréscimo de um parâmetro empírico ao método gradiente de solução da Lei de Fourier da condução de calor, de modo a melhor representar os dados experimentais observados. A proposição dos modelos levou em consideração a análise do comportamento observado nos dados experimentais. Comparou-se os modelos propostos com modelos descritos na literatura mostrando-se melhores resultados com os modelos propostos. Ainda, realizou-se uma análise nas médias diárias a fim de verificar a existência de relação entre as propriedades térmicas do solo e o conteúdo de água no solo. Os resultados obtidos nesta tese indicaram que os modelos propostos representaram melhor os dados experimentais, em comparação a modelos presentes na literatura. Além disso, estes resultados contribuirão para estudos de trocas de energia em superfície, uma vez que a metodologia proposta melhorou a estimativa das propriedades térmicas do solo e, consequentemente, o fluxo de calor do solo, um componente essencial para estudos sobre fechamento do balanço energético da superfície.
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