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MEDIDAS E MODELAGEM DA RADIAÇÃO SOLAR INTERCEPTADA PELA VEGETAÇÃO DURANTE A ESTAÇÃO CHUVOSA NA FLORESTA DA REBIO-JARU-RO Moura 1, R.G.; Tota 1, J.; Manzi.

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1 MEDIDAS E MODELAGEM DA RADIAÇÃO SOLAR INTERCEPTADA PELA VEGETAÇÃO DURANTE A ESTAÇÃO CHUVOSA NA FLORESTA DA REBIO-JARU-RO Moura 1, R.G.; Tota 1, J.; Manzi 1, A. O.; Gu 2, L. 1 CPTEC – INPE, Cachoeira Paulista-SP, Brasil 2 University of California, Berkeley-CA, USA RESUMO Durante a campanha WETAMC/LBA (de 26/01 a 10/03) fizeram-se medidas de radiação solar em ambiente de floresta tropical de terra firme da Reserva Biológica do Jaru–RO (10o05' S; 61o56' W). Coletaram-se dados de fluxo de radiação de onda curta, com piranômetros Kipp & Zonen, e fluxo de radiação fotossinteticamente ativa (RFA), com sensores quantum Licor, tanto no topo da torre micrometeorológica de 60 metros de altura quanto no chão da floresta, por meio de um conjunto composto de doze piranômetros e doze sensores quantum, distribuídos ao redor da base da torre. Adicionalmente foram coletadas informações à respeito do índice de área foliar (IAF), utilizando-se um imageador digital de dossel, marca/modelo CID-110 equipado com lente do tipo olho de peixe de 8mm. Os resultados mostram que em média os valores obtidos diretamente de radiação de onda curta e RFA que atingem o chão da floresta são da ordem de 3,4 e 2,1% da respectiva radiação incidente no topo. Neste trabalho as observações de radiação de onda curta e RFA, no topo da floresta e o índice de área foliar (IAF) são utilizados para avaliar o desempenho do modelo de transferência radiativa proposto inicialmente por Sellers (1985) e modificado por Gu (1998). Os resultados do modelo mostraram que ele é capaz de reproduzir razoavelmente bem os fluxos de radiação que atingem o chão da floresta quando forçado com os valores médios dos fluxos de radiação de onda curta e RFA incidentes observados no topo da torre. INTRODUÇÃO A importância da região amazônica é fato bastante conhecido pela comunidade científica mundial, dada principalmente por sua extensão e característica de floresta tropical úmida. O conhecimento da interação da radiação solar com o meio vegetal é imprescindível para a compreensão dos processos de fisiologia vegetal, produtividade de biomassa e trocas turbulentas de energia e massa com a floresta. Com o objetivo de melhor compreender como a radiação influencia em tais processos, realizou-se durante a campanha WETAMC/LBA, coleta de dados de radiação solar em ambiente de floresta. Os resultados mostram que um pequeno percentual, tanto de radiação de onda curta quanto de fotossinteticamente ativa, que atinge o topo da floresta, alcança a superfície próxima ao solo, consequentemente, a maior parte da energia destinada à manutenção da vida vegetal é absorvida pela vegetação na região próxima ao dossel. DADOS E METODOLOGIA Utilizou-se os dados de radiação de onda curta e fotossinteticamente ativa (RFA), obtidos na campanha WETAMC/LBA, realizada de 26 de janeiro a 10 de março de 1999, em sítio experimental de floresta tropical úmida, localizado na Reserva Biológica de Jaru (Rebio-Jaru), (Lat.:10 05S; Long.: 61 56W; Alt.:120m). O sítio de floresta possui uma vegetação com características de Terra-firme e Mata densa, com altura média do dossel de aproximadamente 35m com algumas árvores emergentes alcançando 45m. A descrição em detalhes dos instrumentos de radiação utilizados nas medições suas aplicações, unidades de medida e modelos dos mesmos são mostrados na tabela abaixo.INSTRUMENTOSMEDIÇÃOUNIDADEMODELOPiranômetro Radiação de Onda curta incidente e refletida Wm -2 Solarímetro CM11 (Kipp & Zonen, Delf, Holanda Sensor Quantum RFA Wm -2 ou molm -2 S -2 Sensores Quantum (Licor, Nebraska, USA) Imageador digital Dossel Índice de área Foliar m 2 /m 2 CID-110 equipada com lente de 8 mm Fig.2-Mostrando o comportamento da radiação de onda curta e RFA, próximo ao chão da floresta. Conforme a Figura 3, que mostra o perfil estimado médio da densidade de área foliar obtido pelo modelo proposto por Marques Filho (1997). A análise mostra que o valor médio obtido pelo imageador digital de dossel, que foi da ordem de 4,9 m 2 /m 2, situando-se entre os limites de 4,1 e 5,9 m 2 /m 2, enquanto que o valor estimado médio acumulado implícito na integração da área da curva de densidade utilizada por Marques Filho (1997), foi da ordem de 6,2 m 2 /m 2, situando-se entre os limites de 4,2 e 7,2 m 2 /m 2. Comparando-se os resultados obtidos pelo modelo observa-se que este superestima tanto os valores medidos, quanto aqueles estimados por Roberts et al. (1996) em estudo realizado na Rebio-Jaru-RO, que utilizando método direto, obtiveram como resultado de índice de área foliar acumulado para mata densa valores da ordem de 4,4 m 2 /m 2. Fig.3 - Perfil médio estimado da densidade de área foliar obtido pelo modelo proposto por Marques Filho (1997). Conforme a Figura 4, que mostra o comportamento da radiação de onda curta e RFA, medida e modelada, utilizando-se o modelo modificado por Lianhong Gu (1999) que incide na superfície próximo ao chão da floresta. Analisando-se os valores da radiação de onda curta e RFA obtidos via modelo, observou-se que o mesmo capturou razoavelmente bem o sinal da radiação tanto de onda curta como RFA, sendo que o modelo representou melhor os valores medidos principalmente nos dias onde havia menor cobertura de nuvens. Dados utilizados Fluxo de radiação de onda curta incidente para o período diurno das 06 as 18 (HL), no topo da torre micrometeorológica, como também na superfície próximo ao chão da floresta. Fluxo de RFA incidente para o período diurno das 06 as 18 (HL), no topo da torre micrometeorológica, como também na superfície próximo ao chão da floresta. Indice de Área Foliar médio (IAF), obtido por intermédio de um imageador digital de dossel. Metodologia A partir das observações dos dados de radiação de onda curta e da RFA obtidas no topo da torre e próximo da superfície (chão) da floresta, obteve-se o comportamento diurno médio de ambos os comprimentos de ondas citados, no período de seis dias dentro do experimento micrometeorológico realizado durante a campanha WETAMC/LBA. O valor do índice de área foliar, utilizado neste trabalho foi obtido utilizando-se um imageador digital de dossel, marca/modelo CID-110 equipado com lente do tipo olho de peixe de 8mm, ressalta-se que os valores de IAF, mencionados, foram obtidos de maneira independente. Em seguida, os valores médios de radiação de onda curta e RFA diurno obtidos no topo da torre, juntamente com outros parâmetros inclusive o valor do IAF médio foram inseridos no modelo de transferência radiativa desenvolvido por Sellers (1985) e modificado por Lianhong Gu (1999), com a finalidade de estimar os valores de radiação de onda curta e RFA incidentes na superfície próximo ao chão da floresta. Uma vez que os valores médios da radiação de onda curta e RFA na superfície próximo ao chão da floresta, para o mesmo período, são conhecidos, é possível avaliar o grau de representatividade da estimativa apresentada pelo modelo utilizado, quando forçado com os valores de radiação incidente obtidos no topo da torre micrometeorológica. RESULTADOS E DISCUSSÃO Conforme a Figura 1, que mostra o comportamento da radiação de onda curta e RFA, no topo da torre micrimeteorlógica. As análises mostraram que os valores médios da radiação de onda curta e RFA, medidos, ou seja, avaliados a partir dos piranômetros e dos sensores quantum localizados no topo da torre, foram em média da ordem de 320,0 e 214,0 Wm -2, respectivamente. Observou-se também que os valores máximos absolutos de radiação de onda curta e RFA, para o período, ocorreram no dia 65 (juliano) sendo da ordem de 1020,0 Wm -2 e 645,0 Wm -2, em torno das 12:30 (HL), respectivamente. Observou-se ainda que nos três primeiros dias na média a nebulosidade foi menor que nos três dias finais. Fig.1-Mostrando o comportamento da radiação de onda curta e RFA, no topo da torre micrometeorológica. Conforme a Figura 2, que mostra o comportamento da radiação de onda curta e RFA, próximo ao chão da floresta. As análises mostraram que os valores da radiação de onda curta e RFA, medidos, ou seja, avaliados a partir dos piranômetros e dos sensores quantum localizados próximos ao chão da floresta, foram em média da ordem de 3,4 e 2,1% da radiação de onda curta e RFA incidente no topo da torre, respectivamente. Observou-se também que os valores máximos absolutos de radiação de onda curta e RFA, para o período, ocorreram no dia 65 (juliano) sendo da ordem de 41,0 e 15,0 Wm -2, em torno das 12:30 (HL), respectivamente. Fig.4- Mostrando o comportamento da radiação de onda curta e RFA, medida e modelada, utilizando-se o modelo modificado por Lianhong Gu (1999), próximo ao chão da floresta.CONCLUSÃO O modelo modificado por Lianhong Gu, utilizado neste estudo é capaz de reproduzir razoavelmente bem o comportamento dos fluxos de radiação tanto de onda curta como também RFA que atingem o chão da floresta, quando forçado com os valores médios dos fluxos de radiação de onda curta e RFA incidentes medidos no topo da torre. Qualitativamente, o modelo representa bem o comportamento diário da radiação, no entanto o modelo é melhor, quantitativamente, em dias que apresentam pouca nebulosidade. REFERÊNCIAS Gu, L.; Shugart, H. N.; Fuentes, J. D.; Black, T. A.; Shewchuk, S. R. Micrometeorology, biophysical exchanges and NEE decomposition in a two-story boreal forest-development and test of an integrated model. Agricultural and Forest Meteorology, v.94, p , Manzi, A. O.; Moura, R. G.; Sá, L. D. A.; Alvalá, R.C. S. Measurements of solar and terrestrial radiation above and inside the Rebio-Jaru Amazonian Forest during the LBA wet season campaign. 15th Conference on Hydrology, 80th AMS Annual Meeting, Long Beach – Ca, Jan 9-14, p Marques Filho, A. O. Regime de radiação solar e características da vegetação – Modelos de inversão. Acta Amazônica, v. 27, n. 2, p , Roberts, J. M.; Cabral, O. M. R.; Costa, J. P.; McWillian, A. L. C.; Sá T. D. A. An overview of the leaf area index and physiological measurements during ABRACOS In: Gash, J. H. C.; Nobre, C. A.; Roberts, J. M.; Victoria, R. L. eds. Amazonian deforestation and climate, Chichester: John Wiley, cap. 16, p , 1996.


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