CARACTERÍSTICAS DA CAMADA LIMITE NOTURNA EM RONDÔNIA:

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1 CARACTERÍSTICAS DA CAMADA LIMITE NOTURNA EM RONDÔNIA:
Aspectos Observacionais e de Modelagem (“NOCTURNAL BOUNDARY LAYER PATTERNS IN RONDÔNIA: Observational and Modelling Aspects”) Autores: Dra.Rosa Maria Nascimento dos Santos Dr. Gilberto Fisch Dr. A. J. Dolman Dr. Maarten Waterloo

2 ESTUDOS DA CAMADA LIMITE NOTURNA NA AMAZÔNIA
7 Milhões de km2 – contém metade das Florestas Tropicais do mundo e grande área de Cerrado Tropical Extensão Territorial + Biodiversidade  complexos ciclos ecológicos, biogeoquímicos e hidrológicos, interagindo continuamente, e em diversas escalas, com a atmosfera Tais interações estão diretamente associadas à dinâmica e estrutura da Camada Limite Atmosférica, em todas as suas porções: Camada Limite Convectiva - CLC (Diurna) e Camada Limite Estável Noturna - CLN.

3 Mistura convectiva do dia posterior
Um grande número de questões à cerca do desenvolvimento da CLN ainda permanece sem resposta Formação e desenvolvimento dos complexos de mesoescala Processos de formação, manutenção e dissipação de nuvens CLN

4 ASPECTOS OBSERVACIONAIS
Descreve a estrutura e a evolução da CLN, observadas durante os períodos seco e chuvoso ASPECTOS DE MODELAGEM Aborda as características da CLN, simuladas por um modelo numérico, para tentar entender os processos e mecanismos que controlam seu desenvolvimento

5 Dados e Área experimental
Dados Utilizados: Balão cativo Radiossonda Fluxos de superfície EMAs RBLE3 - estação seca WetAMC-LBA - estação chuvosa Rebio Jaru – Floresta FNS – Pastagem RM – Transição floresta-pastagem

6 ASPECTOS OBSERVACIONAIS DA CLN EM RONDÔNIA
CARACTERÍSTICAS GERAIS (ESTRUTURA E EVOLUÇÃO MÉDIAS) hi Dq q (hi) qS Dq/hi

7 Estação Seca Floresta FNS (pastagem) CLN mais profunda
= 420m às 05 hl (10 perfis) = 180m às 18 hl (08 perfis) Floresta Menor desenvolvimento vertical = 320m entre 05 e 07hl (09 e perfis, respectivamente) = 110m às 18 hl (05 perfis) FNS (pastagem)

8 Estação Chuvosa CLN menos pronunciada
Diferença entre hi (Floresta) e hi (FNS) menor RM (transição floresta-pastagem) – CLN mais desenvolvida no início da manhã

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10 Estação Seca Estação Chuvosa

11 JATOS NA CLN (JATOS NOTURNOS – JNs)
JATOS NOTURNOS  Característica comum da CLN BANTA et al. (2002)  investigaram a ocorrência de JNs durante o CASES-99, formados devido ao mecanismo de Blackadar Geração de cisalhamento e turbulência entre o nível do jato e a superfície  controle sobre as trocas turbulentas entre a superfície e a atmosfera. Definição e Critérios JN  Um máximo na velocidade do vento médio, maior ou igual à 5 m.s-1, nos primeiros 1000m de altura, que fosse pelo menos 1,5m.s-1 maior que as velocidades nos níveis acima e abaixo.

12 RBLE3 WetAMC-LBA Casos Floresta FNS RM 15 14 21 29 20% dos perfis analisados para cada estação ESTAÇÃO SECA: O jato ocorre, predominantemente, nos horários de 00 hl e 06 horas da manhã, sobre a floresta e a FNS 79% dos casos  eixo do jato entre 200 e 600 m 86% dos casos  velocidade do jato abaixo de 10 m.s-1 Direção predominante  Leste ESTAÇÃO CHUVOSA: Áreas desmatadas (FNS e RM)  preferencialmente às 20, 23 e 02 hl (na FNS) e às 20 e 02 hl (em RM) Floresta  ocorre preferencialmente às 05 e 08 hl 85% dos casos  eixo do jato entre 400 e 800 m 94% dos casos  velocidade do jato abaixo de 10 m.s-1 Direção predominante  Norte

13 Vj Vj

14 Vj Vj Vj

15 CONCLUSÕES - ASPECTOS OBSERVACIONAIS DA CLN
A área de transição floresta-pastagem avaliada neste estudo (RM) apresenta padrões de desenvolvimento similares aos da floresta, até o horário de 06 hl, e semelhantes aos da FNS nos horários de transição A estrutura da CLN foi melhor caracterizada durante a estação seca. O JN ajudou a organizar a estrutura da CLN durante a estação seca, com uma camada de turbulência fraca (ou quase nula) aparecendo abaixo do JN, uma camada rasa bem misturada acima, e a CR bem marcante na maioria dos casos Durante a estação úmida a situação se inverteu e, geralmente, observou-se a formação de uma mistura fraca abaixo do jato que parecia ser formada de cima para baixo, indicando o desacoplamento da superfície, e uma camada estável acima dele; e a CR, na maior parte dos casos, não foi identificada

16 ASPECTOS DE MODELAGEM DA CLN EM RONDÔNIA
CARACTERÍSTICAS GERAIS DO MODELO OSU-CAPS - “Oregon State University – Coupled Boundary Layer-Plant-Soil Model” Unidimensional (modelo de coluna) Simula a mistura turbulenta na CLA, considerando as condições do solo e da superfície vegetada, para aplicações nas quais não seja possível uma alta resolução vertical na descrição Rodada “off line” do modelo para cada um dos sítios: Floresta, FNS e RM

17 CARACTERÍSTICAS DAS SIMULAÇÕES
Dados Iniciais  perfis verticais de Temperatura do ar, umidade específica e vento; parâmetros e condições iniciais à superfície Floresta FNS RM Z0 (m) ** 3,03 0,06 0,053 Z0H (m) *** 0,303 0,006 0,0053 Albedo ** 0,123 0,171 Tref (K)*+ 300,65 TSOLO1 (K) (5 cm) * 298,0 300,0 299,0 TSOLO2 (K) (1 m) *

18 SIMULAÇÕES DE CONTROLE
CONTROLE1  início às 17 hl (21 GMT) - período de transição da CLC para a CLN; período de integração de 15 horas, com intervalos de 180s (3min); condições típicas - noite de céu claro (Rn médio  -50 W.m-2), ventos calmos (  1,0 - 1,5 m.s-1) e sem ocorrência de chuvas CONTROLE2  início às 19 hl (23 GMT); período de integração de 15 horas, com intervalos de 180s (3min); condições típicas - noite de céu claro (Rn médio  -50 W.m-2), ventos calmos (  1,0 - 1,5 m.s-1) e sem ocorrência de chuvas

19 SIMULAÇÕES DE CONTROLE: Testes Preliminares - Fluxos

20 Altura da CLN Simulada x Observada

21 Perfis de q (K): simulados x observados
CONTROLE2 CONTROLE1 OBSERVADO

22 Perfis de q (g.kg-1): simulados x observados
CONTROLE2 CONTROLE1 OBSERVADO

23 CENÁRIOS: Experimentos de Sensibilidade
Aumentar o conhecimento sobre a dinâmica da CLN sob diferentes perspectivas EXP1  Noite parcialmente nublada (4/8 do céu), com ventos calmos (1-2 m.s-1, ou menor), sem chuva EXP2  Noite nublada (8/8 do céu), com chuva contínua ao longo da madrugada – 7,2 mm.h-1, durante 4 horas seguidas EXP3  Noite parcialmente nublada (6/8 do céu), com chuva isolada no final da tarde – 10,8 mm durante 30 minutos EXP4  Noite de céu claro, com ocorrência de um JN (≥ 5 m.s-1) abaixo dos 1000 m de altura EXPERIMENTOS

24 Altura da CLN chuva chuva

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27 CONCLUSÕES - ASPECTOS DE MODELAGEM DA CLN
A estrutura da CLN apresentou características semelhantes para as simulações que apresentavam cobertura de nuvem – EXP1, EXP2 e EXP3 – com uma camada estável rasa no início da noite, ventos calmos e pouca (ou nenhuma) turbulência, se aprofundando durante a madrugada e ainda mantendo essa tendência de manhã cedo. Para a simulação do jato, sobre áreas desmatadas (RM e FNS), a turbulência mecânica contribui mais efetivamente para o aprofundamento da CLN, dominando a organização de sua estrutura. Na FNS, as análises indicaram que a CLN tem um desenvolvimento parecido com aquele observado sobre áreas urbanas – onde uma camada de mistura turbulenta rasa é observada próximo à superfície, nas primeiras horas da noite O aparecimento do jato causa uma perturbação que se reflete nos níveis mais baixos, intensificando os ventos próximos à superfície e dando origem a movimentos turbulentos que provocam o aparecimento da camada bem misturada observada próximo à superfície, especialmente sobre a FNS, e o desacoplamento da camada superior

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