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Water Column optics and penetration of UVR Aluna:Professor: Gina MantillaRicardo M. Pinto-Coelho Seminário de Ecologia Energética:

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1 Water Column optics and penetration of UVR Aluna:Professor: Gina MantillaRicardo M. Pinto-Coelho Seminário de Ecologia Energética:

2 Introdução UV na coluna da água e alterações ecológicas Depende da profundidade e das mudanças espectrais Influencia visão, comportamento, sobrevivência e produtividade Concentração e características ópticas de Matéria Orgânica Dissolvida- MOD Ambientes marinhos e águas continentais normalmente estudados separadamente

3 Introdução A radiação solar é medida como irradiação (Wm -2 ) e caracterizada pelo comprimento de onda (nm). O espectro de irradiação solar (UV, PAR, IR) Ozônio e MOD absorvem UV-B Reflexão depende do ângulo de incidência e segue a Lei de Fresnel A penetração de irradiação depende do Ângulo Solar Zenital - ASZ

4 Introdução O espectro da luz debaixo da água é caracterizado pela combinação da absorção de vermelho pela água (>600 nm), a de azul pelas células fotossintetizantes (450 nm) e de violeta e UV pela MOD.

5 Introdução A transparência de UV pode ser descrita empiricamente por duas medidas: Coeficiente de Atenuação Difusa, Kd Profundidade de Atenuação Percentual, Zn% E d(Z,λ) = E d(0 -, λ) e (-K d,λ *Z) (1) -E d é proporcional a concentração de substâncias que absorvem ou dispersam UV -Z medido verticalmente em metros -E d,0 downwelling na superfície -E d(Z,λ) downwelling em Z e λ.

6 Introdução Maior atenuação na camada superior pois há maior concentração de fitoplâncton (35-40 m 42% menor) Atenuação por MOD e partículas não algais (1-30 minus phytoplankton)

7 A partir da equação 1obtém-se a equação para a profundidade na qual irradiação de um comprimento de onda é reduzida de 100% na superfície para n% em um coluna não estratificada. Z n%,λ = ζ/K d,λ (2) ζ é profundidade óptica (ζ = Ln (f -1 )) 1= 37%, 2.3= 10%, 4.6= 1% Z 37%,λ = 1/K d,λ Representa melhor porque o K d varia menos na superfície Introdução

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9 Propriedades Ópticas Aparentes (POAs) depende das características da luz incidente e das características ópticas da água K d como padrão? Gordon propôs ajuste

10 Introdução Propriedades Ópticas Inerentes (POIs) depende somente da água e seus componentes óticos ativos. Coeficiente de absorção α, Coeficiente de dispersão b e Coeficiente de atenuação c. c= α+b(3) α é a soma da absorção dos componentes e é proporcional à concentração dos mesmos Expressos em m -1

11 Classificação Ótica de Águas Naturais Variam em cor, transparência e composição Morel e Prieur (1977), classificaram águas oceânicas de acordo com componente ótico predominante: Caso 1: Fitoplâncton e seus produtos Caso 2: Partículas minerais ou MOD não associado a fitoplâncton

12 Classificação Ótica de Águas Naturais Kirk (1980), classificou águas continentais de acordo com componentes óticos: Water Gilvin = CDOM Algae = Phytoplakton Tripton = Inorganic particles Usados sozinhos ou combinados

13 Classificação Ótica de Águas Naturais MOD: Matéria Orgânica Dissolvida não caracterizada (g m -3 ) COD: usado quando uma concentração específica é informada, por exemplo o Carbono (g C m -3 ) CMOD: concentração óticade MOD ou concentração de substâncias como ácidos húmicos e fulvic (α cdom,λ )

14 Classificação Ótica de Águas Naturais Ambiente marinhoÁguas continentais K d, m – 32 m -1 K d, – 37 m – 165 m -1 Os menores valores foram encontrados em mar aberto (Mar Sargasso e Mediterrâneo) e lagos profundos (Lago Crater e L. Vanda) Ambiente com tempo de residência hidráulica grande, isolados de fonte terrestre de MOD e nutrientes (distância, altitude, latitude)

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16 Referências HARGREAVES, B.R. Water Column Optics and Penetration of UVR. p in: UV Effects in Aquatic Organisms and Ecosystems, E.W. Helbling & H. E. Zagarese (eds), Comprehensive Series in Photochemical and Photobiological Sciences, Royal Society of Chemistry, Cambridge, UK, p. José E. P. TurcoI; Gilcileia S. Rizzatti Avaliação de modelo matemático para estimar a radiação solar incidente sobre superfícies com diferentes exposições e declividades Eng. Agríc. vol.26 no.1 Jaboticabal Jan./Apr. 2006


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