Characterization of soil thermal dynamics in natural pasture over the brazilian Pampa biome: estimates of soil thermal properties

Abstract

Para caracterizar a dinâmica térmica do solo é necessário determinar suas propriedades térmicas, pois são elas que descrevem como a energia térmica é armazenada e distribuída de acordo com o tempo e a profundidade. Assim, quantificar as temperaturas do solo e da superfície e estimar o armazenamento de calor são fundamentais para estudos de balanço de energia de superfície e este conhecimento é importante para caracterizar o microclima local. Este estudo tem como objetivo quantificar e analisar as propriedades térmicas do solo em campos nativos do bioma Pampa brasileiro por meio de métodos híbridos baseados em dados experimentais e métodos analíticos por meio de dois artigos. No primeiro, investiga-se a influência de condições climáticas como cobertura do céu e umidade do solo ( ) na dinâmica das variáveis térmicas do solo (fluxo de calor, G, e temperatura do solo, Ts) e propriedades térmicas do solo. Os resultados mostraram que os maiores valores de condutividade térmica ( ) e difusividade térmica (k) foram obtidos em períodos com solo úmido. Além disso, observou-se maior variabilidade das propriedades térmicas do solo com o aumento da umidade. A proposta de um novo modelo empírico para ( ) forneceu bons resultados para representar o experimental e estimar G. O segundo artigo apresenta a estimativa das propriedades térmicas e temperatura do solo obtidas a partir da solução analítica da equação de transferência de calor por condução e condução-convecção. Os resultados obtidos esclarecem melhor a dinâmica térmica do solo ao considerar os processos de condução e convecção de calor no solo em diferentes profundidades. Além disso, as propriedades térmicas do solo mostraram variar em diferentes níveis, além da heterogeneidade vertical nas propriedades térmicas do solo em função da umidade do solo para períodos secos e úmidos. Os resultados do estudo mostram a influência da umidade do solo e das condições climáticas na caracterização termodinâmica do solo.