Microsoft Word - 22-Agra_22091 1488 Original Article Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 OCORRÊNCIA DE ONDAS DE CALOR NO TRIÂNGULO MINEIRO E ALTO PARANAÍBA E SEU EFEITO NA PRODUÇÃO LEITEIRA E CONSUMO ALIMENTAR EM BOVINOS OCCURRENCE OF HEAT WAVES IN TRIANGULO MINEIRO AND ALTO PARANAÍBA AND THEIR EFFECT ON MILK YIELD AND FEED INTAKE IN CATTLE Carolina Cardoso Nagib NASCIMENTO1; Mara Regina Bueno de Mattos NASCIMENTO2; Natascha Almeida Marques da SILVA2 1. Doutoranda, Faculdade de Ciências Agrárias e Veterinárias – FCAV, Universidade Estadual Paulista – UNESP, SP, Brasil. carolnagib@yahoo.com.br; 2. Professora, Doutora, Faculdade de Medicina Veterinária - FAMEV, Universidade Federal de Uberlândia – UFU, Uberlândia, MG, Brasil RESUMO: Objetivou-se estimar a produção leiteira e o consumo alimentar a partir da ocorrência de ondas de calor no Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, MG por meio de um zoneamento bioclimático baseado no Índice de Temperatura e Umidade (ITU). Para tanto foi elaborado um histórico de ocorrências de ondas de calor entre os anos de 2000 a 2010. O declínio na produção de leite (DPL) e a redução do consumo alimentar (RCA) foram simulados nas cidades em que foram identificados períodos de ondas de calor. Ituiutaba e Frutal apresentaram o maior número de ocorrência de ondas de calor por ano. Os DPLs e RCAs mostraram diferenças bioclimáticas entre as cidades de Uberaba, Ituiutaba e Frutal. As cidades com melhores condições bioclimáticas foram Sacramento e Patrocínio, pois apresentaram ITU fora da classificação de emergência, ITU noturno abaixo de 76 e ausência de ondas de calor. Portanto, a ocorrência de ondas de calor pode prejudicar a ingestão de alimentos e diminuir a produção leiteira demonstrando de forma mais efetiva o efeito do estresse térmico em vacas leiteiras na mesorregião do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba. PALAVRAS-CHAVE: Estresse térmico. Mudança climática. Vacas leiteiras. Zoneamento bioclimático. INTRODUÇÃO Um ponto importante do mercado lácteo é o crescimento da produção, e esta vai além dos fatores genéticos, sendo bastante influenciado por fatores externos como manejo adequado, nutrição e clima. O índice de temperatura e umidade (ITU) é um índice ambiental que tem sido utilizado para descrever o conforto térmico de animais. Valores de ITU elevados são responsáveis por grandes impactos sobre a produção leiteira (KLOSOWSKI et al.; 2002; MARCHETO; NAAS; SALGADO, 2002; LIMA et al., 2007; OLIVEIRA et al., 2010). Segundo o Glossário de Meteorologia (AMS, 1989), um evento extremo de onda de calor caracteriza-se por um período de calor desconfortável anormal geralmente acompanhado de alta umidade do ar com duração de pelo menos um dia, mas eventualmente se estendendo por alguns dias ou mesmo semanas. Um conceito mais completo foi apresentado pelo Environment Canadá (1996) no qual apresenta uma definição de onda de calor como um período de mais de três dias consecutivos de temperatura máxima igual ou superior a 32°C. A ocorrência de ondas de calor não é dependente apenas de um ambiente com altas temperaturas e umidade (BOWLES, 2004). Ondas de calor são geralmente associados com padrões específicos de circulação atmosférica representada por anomalia de altura semi-estacionária de 500 hPa (aproximadamente 5800 metros de altitude acima do nível médio do mar) que produzem uma dinâmica de subsidência, céu limpo, ventos fracos, advecção de massa de ar quente, e prolongadas condições de calor na superfície terrestre (MEEHL; TEBALDI, 2004). Uma combinação de fatores contribui para tornar o efeito das ondas de calor um evento extremo, esses fatores seriam: um período de resfriamento anterior ao evento de alguns dias, a precipitação antecedente, dois ou mais dias consecutivos de Índice de Temperatura e Umidade (ITU) nas categorias de emergência e perigo, e limitado resfriamento noturno (ITU> 72) (BROWN- BRANDL et al., 2008). Segundo Hahn (1999), uma queda na temperatura e umidade diminui o perigo do estresse térmico, pois ITU abaixo de 74 durante a noite, os animais tem oportunidade para a recuperação. Por outro lado, várias horas de ITU maior que 84 durante o dia, e a noite com pouca ou nenhuma recuperação deste ITU elevado, ou seja, menores que 74 podem resultar na morte de animais vulneráveis (HAHN; MADER, 1997). Received: 18/03/13 Accepted: 05/05/14 1489 Ocorrência de ondas de calor... NASCIMENTO, C. C. N.; NASCIMENTO, M. R. B. M.; SILVA, N. A. M. Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 Analisando o efeito das ondas de calor na região de Salto, Uruguai, Saravia et al. (2011) observaram que durante as ondas de calor severas ocorreu redução da produção leiteira e nos eventos de ondas de calor leves as vacas recuperavam a normotermia durante a noite, permitindo uma produção de leite semelhante aos dos dias sem eventos de calor extremo. O estresse térmico leva ainda a uma redução de 10 a 15% na ingestão de alimentos, aumento no consumo de água e mudança de comportamento (DHIMAN; ZAMAN, 2001). Assim, as vacas leiteiras diminuem a produção de leite para reduzir a produção e liberação de calor (FERREIRA, 2005). Portanto, num país de clima tropical/subtropical como o Brasil, as vacas leiteiras, principalmente da raça Holandesa, estarão a maior parte do ano submetidas a temperaturas maiores que as desejadas (PERISSINOTTO; MOURA; CRUZ, 2007). Nesse contexto o estudo do clima, suas variações estacionais e a ocorrência de ondas de calor, podem ser vitais para determinar a possibilidade de se produzir leite com bovinos geneticamente especializados em uma determinada região crítica, auxiliando na escolha das melhores técnicas para amenizar os efeitos nocivos do estresse térmico a serem utilizadas para a manutenção da produção desses animais. Com isso, objetivou-se neste estudo avaliar as influências das ondas de calor na região do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, MG sobre a produção leiteira e o consumo alimentar e mapear essa influência, por meio de um zoneamento bioclimático. MATERIAL E MÉTODOS Este estudo foi realizado a partir de um levantamento histórico de nove estações meteorológicas da mesorregião do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba-MG entre 2000-2010 (Tabela 1), exceto as estações meteorológicas de Patrocínio e de Sacramento que os dados foram de 2006-2010 e a de Ituiutaba que não possuía os dados de 2002, devido ao fato deste ano a estação meteorológica estar desativada. Tabela 1. Localização das estações meteorológicas da região do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba – MG. Localidade Latitude (°) Longitude (°) Altitude (m) Ituiutaba -18,96 -49,51 560,00 Capinópolis -18,71 -49,55 620,60 Frutal -20,03 -48,93 543,67 Uberlândia -18,55 -41,15 869,00 Uberaba -19,73 -47,95 737,00 Patrocínio -19,00 -46,58 976,00 Sacramento -19,53 47,26 912,00 Patos de Minas -18,51 -46,43 940,28 Araxá -19,60 -46,93 1023,61 Fonte: Banco de dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET). O zoneamento bioclimático em função da ocorrência de ondas de calor foi baseado no cálculo do Índice de Temperatura e Umidade (ITU) e suas categorias de risco segundo a classificação da USDC-ESSA, (1970), que considera valores menores ou iguais a 74 situação normal, de 75 a 78 situação de alerta, de 79 a 83 perigo e emergência quando for maior ou igual a 84, nas perdas da produção leiteira (DPL) e na redução do consumo alimentar (RCA). Primeiramente, calculou–se o ITU pela fórmula de Yousef (1985), para os horários de 09:00, 15:00 e 21:00 que eram os horários de leitura de algumas estações meteorológicas e posteriormente registrados nas bases de dados do Instituto Nacional de Meteorologia (INMET) e do posto meteorológico do Laboratório de Climatologia e Recursos Hídricos do Instituto de Geografia da Universidade Federal de Uberlândia (IG/UFU). Onde: 1490 Ocorrência de ondas de calor... NASCIMENTO, C. C. N.; NASCIMENTO, M. R. B. M.; SILVA, N. A. M. Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 Ta = temperatura do ar em °C; Tpo = temperatura de ponto de orvalho em °C, conforme Silva (2000), em que: Um valor crítico de ITU acima de 81 para análise de ondas de calor foi adotado para que fosse possível uma correlação entre estresse térmico e o ITU. A divisão de condições de ondas de calor foi realizada em eventos possíveis e efetivos. Os eventos possíveis foram aqueles com ITU maior ou igual a 81 por no mínimo três dias consecutivos e temperaturas de até 32°C. Eventos efetivos foram aqueles em que o ITU foi maior ou igual a 81 e temperatura igual ou superior a 32°C por no mínimo três dias e em pelo menos um horário do dia As simulações de perdas produtivas e também da redução do consumo alimentar foram realizadas durante os eventos de ondas de calor para cada estação meteorológica, utilizando as fórmulas propostas por Berry et al. (1964) e por Hahn e Osburn (1969), respectivamente: Onde: DPL = declínio absoluto na produção de leite (kg.dia-1vaca-1); PN = nível normal de produção de leite (kg.dia-1.vaca-1); ITU = valor do Índice de Temperatura e Umidade (adimensional) medido durante o evento extremo, a onda de calor. No presente estudo consideraram–se os valores de PN de 10, 20 e 30 (kg.dia-1.vaca-1). Onde: RCA = Redução do Consumo Alimentar (kg.dia- 1.vaca-1.); ITU = valor do Índice de Temperatura e Umidade (adimensional) medido durante o evento extremo, a onda de calor. Os seguintes aspectos foram avaliados para o estudo do zoneamento bioclimático da região: comportamento do ITU durante os meses; classificação dos valores médio do ITU para as categorias de alerta, perigo, emergência, noturno; valor médio do ITU noturno (ITU ≥76). Na descrição dos eventos de ondas de calor foram registrados o número de dias e eventos prováveis, considerando ITU maior ou igual a 81, número de dias e eventos efetivos, considerando além de ITU maior que 81 e temperatura do ar superior a 32°C. Os meses de maior frequência de ondas de calor foram avaliados. As perdas na produção leiteira e a diminuição no consumo de alimentos foram simuladas durante as efetivas ocorrências de ondas de calor. Para se conhecer qual cidade avaliada neste estudo foi considerada mais estressante em relação ao número de ondas efetivas de calor, uma classificação das cidades foi feita por meio de análise de componentes principais das variáveis RCA, DPL10, DPL20 e DPL30, pelo programa estatístico SAEG (2011), obtendo–se um escore, comparando por correlação não paramétrica pelo Teste de Fridman, com P < 0,05 pelo programa estatístico INSTAT. RESULTADOS E DISCUSSÃO Os maiores ITU foram encontrados em janeiro, fevereiro, outubro, novembro e dezembro, porém, das nove estações meteorológicas estudadas as que apresentaram valores acima do normal para gado leiteiro, foram Frutal, Ituiutaba, Capinópolis e Uberaba (Figura 1). Figura 1. Comportamento do ITU médio mensal das cidades do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, MG, com estações meteorológicas de 2000 a 2010. 1491 Ocorrência de ondas de calor... NASCIMENTO, C. C. N.; NASCIMENTO, M. R. B. M.; SILVA, N. A. M. Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 Resultados semelhantes foram encontrados por Klosowisk et al. (2002) que verificaram ITU acima de 75, nos meses mais quentes, ao estudar o declínio na produção de vacas leiteiras em Maringá – PR. Em todas as cidades que apresentaram ondas de calor os meses de maior ocorrência foram outubro e novembro, portanto, mais prejudicial se comparada àquelas situações em que estas ocorrem durante a estação mais quente, pois segundo Hahn (1999), são necessários três ou quatro dias para que os animais atinjam um equilibrio térmico, em termos de diminuição da temperatura corporal, para que se inicie a aclimatação. Os valores de ITU diário, ITU considerado prejudicial no periodo da noite (ITU Noturno), além dos ITUs considerados de risco para a produção leiteira são apresentados na tabela 2. Tabela 2. ITU médio, noturno e de risco: alerta, perigo e emergência encontradas no intervalo de anos correspondente ao banco de dados de cada estação meteorológica do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba, MG. ITU ITU Cidades Médio Noturno Alerta Perigo Emergência Araxá 70 77 76 80 85 Capinópolis 73 77 76 81 84 Frutal 74 77 76 81 84 Ituiutaba 74 77 76 81 84 Patos de Minas 71 76 76 79 sem ocorrências Uberaba 72 77 76 80 85 Uberlândia 73 77 76 80 84 Patrocínio 69 0 76 80 sem ocorrências Sacramento 70 76 76 80 sem ocorrências 1ITU médio = média dos horários 09:00, 15:00 e 21:00; 2 ITU noturno = média do horário 21:00 com valores acima de 76; 3alerta = média de ITU de 75 a 78, 4perigo = média de ITU de 79 a 83 e 5emergência = média de ITU ≥ 84. Nas categorias perigo, emergência e ITU noturno as maiores ocorrências foram nas cidades de Ituiutaba e Frutal. Ao analisar os valores de ITU médio nota-se que em todas as cidades avaliadas o ITU de conforto foi alcançado, mostrando com isso que apesar de ocorrerem ondas de calor, a temperatura nesta região pode ser considerada amena. Comparando as Tabelas 2 e 3 pode se observar que algumas estações meteorológicas alcançaram valores de ITU maiores, porém o número de ocorrências foi baixo, por exemplo, Araxá apresentou na categoria de emergência um valor de ITU de 85, mas apenas uma vez, já Frutal apresentou um valor de 84, entretanto com 116 ocorrências. De acordo com Lima et al. (2007), a identificação do número de horas do ITU em qualquer uma das categorias é importante na caracterização do estresse animal, pois uma única hora em que o ITU alcançou 85 não necessariamente terá um efeito severo sobre a produção, devido a capacidade do animal de manter a homeostase, sem que isso resulte em grandes perdas. 1492 Ocorrência de ondas de calor... NASCIMENTO, C. C. N.; NASCIMENTO, M. R. B. M.; SILVA, N. A. M. Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 Tabela 3. Número de ocorrência de ITU noturno e das diferentes categorias encontradas no intervalo de anos correspondente ao banco de dados de cada estação meteorológica da região do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba – MG Nos municípios de Araxá, Sacramento e Patrocínio não foram registrados períodos de ondas de calor, já Frutal e Ituiutaba apresentaram maiores valores de ondas de calor e maior número de ondas de calor por ano (Tabela 4). Apesar de Capinópolis estar situada na mesma microrregião de Ituiutaba, apresentou um número de ondas/ano menor. A cidade de Patos de Minas apresentou menos de uma onda/ano. Lima et al. (2007) não encontraram valores maiores que 10 ondas/ano em estudo no Estado de São Paulo, sendo encontrado um valor de 9,5 apenas na cidade São José do Barreiro, nas demais cidades a quantidade de eventos/ano não passou de cinco. De la Casa e Ravelo (2003) estudando ondas de calor na região de Cordoba, Argentina, encontraram em V. M. Río Seco de 1968 a 1987, 133 casos com duração máxima de 11 dias consecutivos, dando uma média de 7 eventos/ano. Já na região de Rio Cuarto, o impacto das ondas de calor foram menos significantes com apenas 45 casos e duração máxima de cinco dias consecutivos, dando apenas 2,37 eventos/ano. Tabela 4. Ocorrência de prováveis e efetivas ondas de calor, sua duração em dias, ocorridas por ano para cada estação meteorológica da região do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba – MG. Município Intervalo de anos POC DPO EOC DEO Nº de ondas/ano Araxá 2000-2010 0 0 0 0 0 Capinópolis 2000-2010 76 271 35 137 3,18 Frutal 2000-2010 134 721 96 533 8,72 Ituiutaba 2000-2010 162 866 109 556 10,9 Patos de Minas 2000-2010 2 7 2 7 0,18 Uberlândia 2000-2010 32 121 17 69 1,54 Uberaba 2000-2010 42 166 29 29 2,36 Sacramento 2006-2010 0 0 0 0 0 Patrocínio 2006-2010 0 0 0 0 0 Nota: POC - Provável ocorrência de ondas de calor, DPO - Dias prováveis de onda de calor, EOC- Efetiva ocorrência de ondas de calor, DEO - Dias efetivos de onda de calor. Semelhante ao que é apresentado na tabela 5 deste estudo, Oliveira et al. (2010), ao estudar risco de perdas produtivas no Estado de Minas Gerais, constataram que os maiores decréscimos na produção leiteira e consumo alimentar (4,5kg.dia- 1.vaca-1) foram encontrados em quase todo Triângulo Mineiro. Isto devido ao fato de que a redução do consumo alimentar é considerada como uma das principais causas da redução na produção de leite (FUQUAY, 1981). Wheelock et al. (2010) com a finalidade de avaliar quanto da redução na produção leiteira de vacas Holandesas estressadas era devido a queda na ingestão da matéria seca, submeteram um grupo de animais a condições de estresse térmico por 7 dias e outro grupo em condições de termoneutralidade porém, este alimentado com a mesma quantidade de ração ingerida pelo grupo estressado. Os autores observaram diminuição progressiva na ingestão de matéria seca no grupo estressado sendo que no 5º e Estações Noturno Alerta Perigo Emergência Araxá 6 1253 174 1 Capinópolis 89 1770 1313 12 Frutal 690 1705 1381 116 Ituiutaba 309 1752 1544 116 Patos de Minas 4 1490 245 0 Uberaba 15 1788 961 10 Uberlândia 213 1795 946 8 Patrocínio 0 60 8 0 Sacramento 1 153 31 0 1493 Ocorrência de ondas de calor... NASCIMENTO, C. C. N.; NASCIMENTO, M. R. B. M.; SILVA, N. A. M. Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 6º dia pós-estresse esta diminuição correspondeu a 30%, observaram ainda que esta redução na ingestão da matéria seca contribuiu com 50% da redução na produção de leite. Tabela 5. Valores medianos da redução do consumo, dos níveis de produção de leite e escore dos componentes principais, nas cidades que tiveram ocorrência de efetivas ondas de calor no Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba. CIDADE RCA DPL10 DPL20 DPL30 ESCORE Capinópolis 3,910ab 1,900ab 4,875ab 7,850ab 10,212ab Frutal 4,120b 2,035b 5,110b 8,260b 10,694b Ituiutaba 4,090b 2,015b 5,110b 8,205b 10,687b Uberaba 3,620a 1,720a 4,360a 7,310a 9,480a Uberlândia 3,825ab 1,850ab 4,775ab 7,695ab 10,003ab Nota: Medianas seguidas de letras iguais na mesma coluna não diferem entre si pelo teste de Fridman (P<0,05). RCA= redução no consumo alimentar, DPL10, DPL20 e DPL30 = nível de produção de leite, respectivamente, de 10, 20 e 30 kg.dia-1.vaca-1. Silva et al. (2008) constataram que, em torno de 81% do território do estado de Pernambuco, apresentou condições estressantes para o gado leiteiro, especialmente para animais que possui altos níveis de produção (NP). Com relação a região estudada nesta pesquisa esta porcentagem representa 67% da região com perdas estimadas de até 8,26kg.dia -1.vaca-1. De acordo com Pires e Campos (2009), o ambiente ideal para criação de animais de leite de linhagem europeia corresponde a uma faixa de temperatura média de 20ºC durante todo ano e umidade relativa em torno de 50 a 80%. A temperatura crítica para vacas de raça Holandesa em lactação é de 21°C e de 24 a 27°C a temperatura crítica para o consumo de alimentos. Temperatura essa muito inferior as encontradas no presente estudo que foram superiores a 32°C, constatando assim alto nível de estresse levando a uma redução do consumo alimentar e também da produção de leite. No Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba as cidades de Patrocínio e Araxá apresentam melhores características de ambiente térmico para criação de vacas leiteiras, seguidas de Patos de Minas. Estas cidades apresentam–se em grande parte do ano sobre efeito de baixas temperaturas com média em torno de 20,2; 22,10 e 22,47°C e umidade relativa em torno de 65%, 66%, 67%, respectivamente. Ao analisar os escores de componentes principais das cidades que apresentaram eventos efetivos de ondas de calor pode-se observar que menores escores são os que apresentam menor estresse térmico para o animal, sendo a cidade de Uberaba considerada a melhor e Frutal e Ituiutaba as piores. Nas regiões Frutal e Ituiutaba, que apresentam condições ambientais estressantes para o gado leiteiro, a utilização de técnicas que amenizam o estresse térmico e utilização de cruzamentos com raças mais adaptadas serão necessárias para obtenção de êxito na atividade leiteira. CONCLUSÕES Ondas de calor com maior número de dias demonstram maiores perdas produtivas e diminuição de consumo alimentar. Os meses com maiores ITU médios não são os que apresentam maiores ocorrências de ondas de calor. Com isso comprova-se que a ocorrência de ondas de calor pode prejudicar a ingestão de alimentos e diminuir a produção leiteira demonstrando de forma mais efetiva o efeito do estresse térmico em vacas leiteiras, o que não pode ser visualizado apenas com valores de ITU, sendo assim o conhecimento das ocorrências desse fenômeno é uma ferramenta importante para planejar um ambiente térmico propício para pecuária leiteira na mesorregião do Triângulo Mineiro e Alto Paranaíba. ABSTRACT: The aim of this study was to estimate milk production and food consumption during the occurrence of heat waves in the Triângulo Mineiro and Alto Paranaíba, MG by means of bioclimatic zoning based on the Temperature and Humidity Index (THI). Therefore a history of heat wave occurrence between the years 2000-2010 was compiled. The decline in milk production (DMP) and reduced food consumption (RFC) were simulated in cities where periods of heat waves were identified. Frutal and Ituiutaba had the highest rate of heat wave occurrence per year. The DMP and RFC showed bioclimatic differences between the cities of Uberaba, Ituiutaba and Frutal. The cities with the best bioclimatic conditions were Sacramento and Patrocinio, as they presented a THI classified outside of the emergency range, with a night THI of below 76 and without heat waves. Therefore, the occurrence of heat waves can impair food intake and 1494 Ocorrência de ondas de calor... NASCIMENTO, C. C. N.; NASCIMENTO, M. R. B. M.; SILVA, N. A. M. Biosci. J., Uberlandia, v. 30, n. 5, p. 1488-1495, Sept./Oct. 2014 decrease milk production, thereby most effectively demonstrating the effects of thermal stress on dairy cows in the Triângulo Mineiro and Alto Paranaíba, MG region. KEYWORDS: Bioclimatic zoning. Climate change. Dairy cattle. Thermal stress. REFERÊNCIAS AMS. American Meteorological Society. Glossary of Meteorology. Boston, Ma. 5ª Ed. 1989. BOWLES, E. H. Classifying Heat Waves In The United States. 2009. 129 F. Tese. (Doutorado em Filosofia) - Department Of Geography College Of Arts And Sciences, Kansas State University, Manhattan, 2009. BROWN-BRANDL, T. M.;NIENABER, J. A.; HAHN G. L.; EIGENBERG R. A. Analysis of meteorological parameters of different extreme heat waves. In: Proceedings Of The Eighth International Livestock Environment Symposium, 8., 2008, Cataratas do Iguaçu. Anais… Cataratas do Iguaçu p. 849-855. 2008. DE LA CASA, A. C.; RAVELO, A. C. 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