62ª Reunião Anual da SBPC
A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 1. Áreas Clássicas de Fenomenologia e suas Aplicações
Análise dos fluxos de calor sensível, calor latente e coeficientes de correlação em um escoamento acima da Floresta de Caxiuanã, PA.
Regimary Luana dos Santos Pereira 1
Cintya de Azambuja Martins 2
Rodrigo da Silva 3
Kleber Campos 1
Adriano Silva 1
Marcenilda Amorim 1
1. Universidade Federal do Para
2. Prof. Dra./Orientadora - Pesquisadora DCR (UFOPA / FAPESPA / LABPADA)
3. Prof. Dr./ Programa de Física Ambiental/ UFOPA /Coordenador do LBA Santarém - PA
INTRODUÇÃO:
A camada limite atmosférica (CLA) é a porção mais rasa da troposfera, onde ocorrem os processos de troca de calor, momentum, vapor de água e poluentes. Ela é influenciada diretamente pela superfície terrestre, e responde a ação combinada de forçantes mecânicos e térmicos (Stull, 1998). Estes mecanismos através dos quais calor e umidade são transferidos da superfície para atmosfera pelo deslocamento de ar contendo essas propriedades são os chamados fluxo turbulento de calor sensível ( ) e de calor latente ( ). Para quantificar a contribuição das trocas de calor e umidade, Bowen (1926) propôs um método de estudar a partição de energia disponível através da razão entre calor sensível (H) e o calor latente (LE), denominado razão de Bowen (Bo). Tendo em vista a parametrização dos processos superficiais, a temperatura (T) e umidade (q) têm mecanismo de transferência similares na camada limite turbulenta da atmosfera, sendo objeto de muita pesquisa (Marht, 1998; Williams et al., 2007). Este trabalho tem como objetivo analisar os fluxos turbulentos de calor sensível e calor latente em uma área de floresta primária, bem como, verificar o comportamento dos coeficientes de correlação, tanto dos fluxos (Rwt e Rwq) e entre os escalares de T e q (Rtq) com o Razão de Bowen.
METODOLOGIA:
Neste trabalho foram utilizados dados do experimento COBRA-PARÁ, que fazem parte do Projeto LBA (Experimento de Grande Escala da Biosfera Atmosfera na Amazônia), coletados na Floresta Nacional de Caxiuanã no período 30 de outubro a 15 de novembro 2006. Neste estudo, foram escolhidos dois dias de dados para serem analisados, sendo eles os dias Juliano (DJ) 305 e 308. O sítio experimental de Caxiuanã (01º42'30"S, 51º31'45"W, 60m) é uma reserva florestal localizada no município de Melgaço-Pa, a cerca de 400km a oeste da cidade de Belém-Pa. Durante o experimento os dados foram coletados por sensores de resposta rápida (10HZ) das três componentes de vento (u, v e w). As medidas das componentes da velocidade do vento e da temperatura foram realizadas com (anemômetro sônico Gill, modelo R3), além do vapor d'água e concentração de CO2 (sensor LICOR, modelo LI 7500), os quais estavam instalados na altura de 54m acima do solo. A torre para medir fluxos está situada em um grande platô com aproximadamente 1km de altura media do dossel em torno de 35m. As séries temporais escolhidas na análise compreendem o um dia inteiro de dados. Além disso, foram feitas análises das variáveis das três componentes do vento (u,v,w), temperatura e umidade, assim como dos fluxos de calor e umidade.
RESULTADOS:
Nas primeiras horas do DJ305 e DJ308, os fluxos de calor sensível (H) e latente (LE) apresentam valores muito próximos de zero, com a entrada de radiação por volta das 06:00h no final da tarde as 17:00h. Este aumento está associado como os processos turbulentos que durante o dia são intensos, enquanto que o decréscimo relaciona-se com o resfriamento da superfície pela ausência da radiação. O LE é sempre positivo, pois a parte de energia da radiação solar foi absorvida pela vegetação através da evapotranspiração. Enquanto o H torna-se positivo apenas no período diurno. O pico máximo dos fluxos em torno 400w/m-2 (DJ305) e 500w/m-2 (DJ308) para LE,enquanto H é de 300w/m-2 (DJ305) e 350w/m-2 (DJ308). A análise do coeficiente de correlação Rtq, no período diurno, apresenta uma boa correlação com Rwt e Rwq, com valores próximos a +1, que indica comportamento similar entre eles. No entanto, no DJ308, observa-se o mesmo comportamento, porém Rtq mostra valores dispersos. No período noturno, Rwt possui valores negativos, pois atmosfera está mais quente que a superfície. Entretanto, à noite Rwq é positivo, isso pode esta relacionado com a presença do orvalho na vegetação, resultando em uma anti-correlacao (Rtq ≅ -1), ou seja, a temperatura e umidade apresentam comportamentos distintos.
CONCLUSÃO:
O fluxo de calor latente (LE) é maior que o fluxo de calor sensível (H) nos DJ305 e DJ308, pois o LE no interior da floresta apresenta um bom comportamento devido à vegetação em seu processo de evapotranspiracão que é influenciado pela umidade da planta e quantidade de radiação solar. Nos dias analisados, essa diferença de comportamento entre os fluxos de calor sensível e latente são bastante notáveis quando analisado o coeficiente de correlação entre temperatura e umidade (Rtq), pois, durante o dia, o Rtq mostra que os escalares de temperatura e umidade estão bem correlacionados. À noite, eles são dissimilares, ou seja, estão anti-correlacionados, devido ao fato de que Rwt é negativo, indicando uma perda de calor para atmosfera, enquanto Rwq está aumentando e é positivo. Comparando-os resultados dos fluxos de calor sensível e latente com os seus coeficientes de correlação, observa-se que ambos apresentam as mesmas características.
Instituição de Fomento: Experimento em Larga Escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia (LBA), Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA), CNPq e FAPESPA.
Palavras-chave: Fluxos turbulentos, Coeficientes de correlação , Razão de Bowen.