Para vegetação esparsa e de porte alto a determinação dos parâmetros de rugosidade é comprometida pela dificuldade em se observar condições que satisfaçam a lei logarítmica da velocidade do vento. Estimou-se o comprimento de rugosidade (z0) e o deslocamento do plano zero (d) por alguns métodos com medidas micrometeorológicas e da estrutura física de arbustos esparsos em região semi-árida, durante o experimento HAPEX-Sahel. A velocidade do vento foi medida em quatro alturas acima da superfície (3,0; 4,1; 5,3 e 8,5 m), e os fluxos determinados por correlações dos turbilhões a 9m de altura. Métodos baseados no perfil logarítmico foram aplicados em condições de atmosfera neutra. A altura média da vegetação era h = 2,06 ± 0,47 m. O método convencional (ajuste estatístico) resultou em estimativas satisfatórias de d e z0 em condições nas quais a validade do perfil logarítmico foi satisfeita. Com uma única altura de medida localizada acima da subcamada inercial as estimativas resultaram em valores ou fisicamente inconsistentes ou que não caracterizam a rugosidade da superfície. Quando se utilizou a velocidade de fricção dada pela correlação dos turbilhões na solução do perfil logarítmico, as estimativas melhoraram. A combinação do perfil logarítmico com a relação z0 = λ (h - d) proporcionou estimativas satisfatórias para os valores de λ = 0,188 e 0,190 determinados em função da estrutura física da vegetação, o que não foi observado para o valor médio da literatura (0,166). Relações entre a estrutura física da vegetação e o transporte de momentum estimaram apropriadamente d e z0. A rugosidade da área foi melhor descrita por d = 0,95 m = 0,46 h e z0 = 0,204 m = 0,1 h, sendo λ = 0,185. As velocidades horizontal do vento e de fricção foram mais sensíveis a variações em z0 do que em d. / For sparse and tall vegetation the estimate of roughness parameters is compromised by the difficulty in observing conditions that satisfy the windspeed logarithmic law. The roughness length (z0) and the zero-plane displacement (d) were estimated by some methods with micrometeorological measurements and the physical structure of sparse shrubs in semi-arid region, during the HAPEX-Sahel experiment. The wind speed was measured at four heights above of surface (3.0, 4.1, 5.3 and 8.5 m), and the turbulent flows determined by eddy correlations at the height of 9m. Methods based on the logarithmic profile have been applied in neutral atmosphere conditions. The average height of the vegetation was h = 2.06 ± 0.47 m. The conventional method (statistical fit) resulted in good estimates of d and z0 only under conditions of validity of the logarithmic law. Only one height of measurement located above of the inertial sublayer is enough to result in physically inconsistent values. When the friction velocity, given by eddy correlation, was used in the logarithmic law, the estimates improved. The combination of the logarithmic law with z0 = λ (h - d) provided satisfactory estimates of the surface roughness for λ = 0.188 and 0.190 determined in function of the physical structure of the vegetation; but for λ = 0.166, the average value of literature, the estimates where not good. Relationships between the physical structure of the vegetation and the momentum transfer estimated appropriately d and z0. The area roughness was better described by d = 0.95 m = 0.46 h and z0 = 0.204 m = 0.1 h, being λ = 0.185. Wind speed and friction velocity were more sensible to variations in z0 than in d.

Esta tesis tiene como objetivo general contribuir a mejorar la comprensión y el conocimiento de la estructura térmica y dinámica de la capa superficial atmosférica. Para cumplir con este objetivo se ha recurrido al tratamiento y el análisis de datos procedentes de diversos instrumentos de exploración en diferentes campañas experimentales.El trabajo realizado se divide en tres partes: la microclimatología, el problema de la indeterminación y el análisis de la capa superficial nocturna.El estudio microclimatólogico ayuda a caracterizar el comportamiento medio de las variables termodinámicas en la capa superficial atmosférica.El problema de la indeterminación de las ecuaciones del movimiento se aborda desde dos puntos de vista diferentes. Por un lado, en base a la teoría de semejanza (indeterminación de orden cero) se presentan nuevas parametrizaciones para los valores medios de las principales variables atmosféricas comparándose con algunas existentes en la bibliografía. Por otra parte, se parametrizan los estadísticos turbulentos (indeterminación de orden uno) a partir del módulo del viento y el gradiente térmico.El análisis de la capa superficial nocturna engloba la caracterización de los regímenes estables y el estudio de diferentes fenómenos que en ella tienen lugar, tales como la intermitencia de la turbulencia, el flujo de drenaje y las inestabilidades de Kelvin-Helmholtz. / This doctoral thesis aims at contributing to the improvement of the understanding of the thermal and dynamic structure of the atmospheric surface layer. It is based on the analysis of data collected in experiments, in which different exploratory instruments are used. The investigation was developed in three parts: the microclimatology, the closure problem and the analysis of the nocturnal surface layer.The microclimatology analysis helps to characterize the average behaviour of the thermodynamic variables in the atmospheric surface layer.The closure problem appears in the set of equations of the turbulent flow. We approach the problem from two different perspectives. On the one hand, we use the similarity theory (zero-order closure) where we present new parameterisations of the mean values of the main atmospheric variables. On the other hand, we find parameterisations of the turbulent statisticians (one-order closure) from mean wind and thermal gradient.The nocturnal surface layer analysis includes the characterization of the stable regimens and the study of different phenomena that happen in these stable regimens, such as the intermittence turbulence, the drainage flow and the Kelvin-Helmholtz instabilities.

Submitted by Lucienne Costa (lucienneferreira@ufcg.edu.br) on 2018-08-13T19:59:41Z No. of bitstreams: 1 FELLIPE PEREIRA DA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 3244729 bytes, checksum: 2fe00804be2bc30792fa334bc1456e9f (MD5) / Made available in DSpace on 2018-08-13T19:59:41Z (GMT). No. of bitstreams: 1 FELLIPE PEREIRA DA SILVA – DISSERTAÇÃO (PPGMET) 2017.pdf: 3244729 bytes, checksum: 2fe00804be2bc30792fa334bc1456e9f (MD5) Previous issue date: 2017-02-16 / Capes / O principal foco desta pesquisa é a definição das características, distintas ou não, da Camada Limite Atmosférica (CLA) formada em duas diferentes situações, sob a influência de sistemas de meso e grande escalas, associados a dias chuvosos, e em dias de céu claro, na região de Fortaleza – CE, para o período pré-definido no mês de abril de 2011. Para isso, foram utilizados dados obtidos através de radiossondagem, com o cálculo da temperatura potencial, temperatura potencial virtual, perfil vertical do vento e cálculo das alturas dos níveis de pressão equivalentes aos topos das camadas identificadas. Para a confirmação dos resultados, dividiu-se o período do estudo em dois períodos menores, configurando-se duas situações, em que na primeira tem-se dias chuvosos e na segunda situação tem-se dias de céu claro. A escolha foi feita a partir da obtenção do acumulado de chuva na área de estudo e possível existência da influência de sistemas atmosféricos de escala maior. Além disso, imagens de satélite para comprovação da presença ou ausência de nebulosidade típicas dessas formações e dados de um micro radar de apontamento vertical afim de obter-se informações de refletividade também foram utilizados. Os resultados encontrados apontam para a possível influência de sistemas atmosféricos de escala maior no desenvolvimento da CLA na área costeira de Fortaleza, onde, na primeira situação a CLA se desenvolveu menos, alcançando uma profundidade menor que a CLA que se desenvolveu no dia em que não haviam sistemas atmosféricos atuantes naquela área. A partir destes resultados ainda é possível supor a influência da localização geográfica da área de estudo no desenvolvimento desta camada. Apesar de ainda serem necessários estudos mais aprofundados neste sentido, este pode ser um indicador do motivo pelo qual os resultados encontrados nesta pesquisa não estarem em concordância com os resultados clássicos presentes na literatura. / The main focus of this research is a definition of Atmospheric Boundary Layer (ABL) characteristics, distinct or otherwise, formed in two different situations, under the influence of meso and large scale systems, associated with rainy days, and on a clear sky day, in Fortaleza - CE, for a defined period in April 2011 is the main focus of this research. For that, data obtained through radiosounding were used, with the calculation of potential temperature, virtual potential temperature, vertical wind profile and calculation of pressure levels heights equivalent to the identified layers tops. To confirm the results, the study period was divided into two smaller periods, with two scenarios, in which the first one has rainy days and in the second situation there are clear sky days. The choice was made from the accumulation of rain in the study area and possible existence of larger scale atmospheric systems influence. Besides, satellite images to prove the presence or absence of cloudiness typical of these formations and vertical pointing micro radar data to obtain reflectivity information were also used. The results show a possible influence of larger scale atmospheric systems on the ABL development in coastal area of Fortaleza, where, in the first situation, the ABL developed less, reaching a lower depth than the ABL that developed in day when there were no atmospheric systems operating in that area. From these results is possible to assume the geographic location influence of study area on the development of this layer. Although further studies are still needed in this way, this may be an indicator of why the results found in this research are not in agreement with the classic results present in literature.

This work will discuss the possible climatic impacts of the replacement of native vegetation by pastures in western Amazonia (Rondônia) during the rainy season. The aim is to contribute to a better understanding of these impacts over the local microclimate, especially the surface energy balance. Data were collected during the LBA experiment in 2002 (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia), being used the data between February and march of this year. Measurements were performed at two experimental sites, one within a native forest (10°5 S; 61° 55 W; 120 m) and the other in the area where forest has been replaced by pasture (10° 45 S; 62° 21 W; 290 m). The results showed that the temperature in the deforested area increased on average 0.88 ° C. The pasture area also was 11% drier, with winds of 2.3 ms-1 more intense. The net radiation was also lower in deforested area, 20.41 W.m-2 on average. In what concern the turbulent fluxes of sensible and latent heat, in the in the degraded area, H presented 13.16 W.m-2 higher, and LE was 38 W.m-2 inferior. This situation is reflected in the Bowen ratio, which averaged 0.59 higher. The amount of available energy converted in air heating (H/Rn) was of 39,41% in the pasture and11,18% in the forest. The amount of available energy converted in evaporation (H/LE) in the deforested area was only 31,6%, while in the native forest was 54%. / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Neste trabalho serão discutidos os possíveis impactos microclimáticos da substituição da vegetação nativa por pastagem no Oeste da Amazônia (Rondônia) em estação chuvosa. O objetivo é contribuir para uma melhor compreensão desses impactos sobre o microclima local, em particular a balanço de energia em superfície. Os dados foram colhidos durante o experimento LBA em 2002 (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia), sendo utilizados dados de fevereiro a março deste ano. As medidas foram realizadas em dois sítios experimentais, um no interior de uma floresta nativa (10°5 S; 61° 55 W; 120 m) e o outro em área onde a floresta foi substituída por pastagem (10° 45 S; 62° 21 W; 290 m). Os resultados mostraram que em área desmatada a temperatura aumentou, em média 0,88 °C. A área de pastagem também se mostrou 11 % mais seca, com ventos 2,3 m.s-1 mais intensos. O saldo de radiação também se mostrou inferior em área desmatada, em média 20,41 W.m-2. No que diz respeito aos fluxos turbulentos de calor sensível e calor latente em área degradada, H se apresentou 13,16 W.m-2 maior, e LE foi 38 W.m-2 inferior. Esta situação se refletiu na razão de Bowen, que foi em média 0,59 maior. A quantidade de energia disponível convertida em aquecimento do ar (H/Rn) foi de 39,41% na pastagem e 11,18% na floresta, e a quantidade de energia disponível utilizada na evaporação (H/LE) na área desmatada foi de apenas 31,6%, enquanto na área de floresta nativa foi de 54%.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:06Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 2805396 bytes, checksum: 3acf44338a2db918568d15af9c1fdbde (MD5) Previous issue date: 2011-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Studies about root biomass estimates and its growth, particularly in forest ecosystems, has been intensified lately by the role played by forests in carbon sequestration and the possible consequences under conditions of climate change. This study aimed to analyze the behavior of root growth of trees in the Caxiuanã PA forest under different soil temperature and moisture and rainfall exposure conditions, from January 2009 to March 2010. This experiment was done in Caxiuanã National Forest - PA, in the site of the ESECAFLOR Project (Experiment of Dry in Forest), located in the Ferreira Penna Scientific Station (FPSS), municipality of Melgaço - PA. The monitoring data of soil temperature and moisture and the root growth was made in two areas, one hectare each that belongs to ESECAFLOR Project (A and B). The parcel "A", consisted of an area under natural conditions, called control parcel. In parcel B , was made the installation of 5000 plastic panels to a height of 1.5 to 4 meters above the ground, enabling the exclusion of approximately 90% of rainwater. Data collection of root growth was assessed monthly, from October 2009 to February 2010, using 18 rhizotrons. The total root growth rate was higher in the control parcel A , where the root growth rate was positively correlated with precipitation, showing the high dependence of water for forest development. / Estudos sobre estimativa de biomassa de raízes e seu crescimento, particularmente em ecossistemas florestais, vem sendo intensificados ultimamente pelo papel exercido pelas florestas no seqüestro de carbono e as possíveis conseqüências sob condições de mudança climática. O presente trabalho teve como objetivo analisar o comportamento do crescimento de raízes de árvores na floresta de Caxiuanã PA, sob diferentes condições de, temperatura e umidade do solo e exposição à precipitação pluvial, no período de janeiro de 2009 a março de 2010. Esse trabalho experimental foi realizado na Floresta Nacional de Caxiuanã PA, no sítio do Projeto ESECAFLOR (Experimento de Seca na Floresta), localizado na Estação Científica Ferreira Penna (ECFPn), no município de Melgaço PA. O monitoramento dos dados de temperatura e umidade do solo e de crescimento de raízes foi feito em duas parcelas, de 1ha cada, do Projeto ESECAFLOR (A e B). A parcela A consistiu de uma área sob condições naturais, denominada de parcela de controle. Na parcela B , foi feita a instalação de 5000 painéis plásticos a uma altura de 1,5 a 4 metros acima do solo, possibilitando, assim, a exclusão de aproximadamente 90% da água da chuva. A coleta de dados sobre o crescimento de raízes foi feita mensalmente, de outubro de 2009 à fevereiro de 2010, utilizando-se 18 Rhizotrons. A taxa de crescimento total de raízes foi superior na parcela de controle A , onde a taxa de crescimento de raízes mostrou-se positivamente correlacionada com a precipitação pluvial demonstrando a alta dependência da água para o desenvolvimento da floresta.

Three observational campaigns have been conducted in the region of Nova Roma do Sul, southern Brazil. In the last one of them, a micrometeorological tower was deployed above the river surface, at the bottom of the Prata river valley. The purpose was to characterize the exchange between the river surface and the atmosphere. The micrometeorological parameters measured at this tower were analyzed and compared to the synoptic meteorological variables. The comparisons showed a connection between the large-scale flow and the local circulations. Differently than usually observed, the vertical turbulent sensible and latent heat fluxes were directed towards the surface at daytime. The physical processes responsible for this behavior are analyzed, using a large eddy simulation model. Seven simulations were performed, to understand how the exchange is affected by the topography, and by the magnitude and direction of the large scale flow. The results show that the vertical fluxes are directed towards the surface, independently of the existence of slopes besides the river. Large scale wind direction has a stronger effect on the flux magnitude than does its magnitude. Two additional simulations were performed, to understand how the fluxes at the valley bottom are affected by the river width. For these simulations, rivers twice and for times as wide as in the previous runs were considered. The results show that, even when the river occupied as much as one third of the total horizontal domain, it still remains with a passive behavior, with the exchange above its surface being controlled by the characteristics of the air that is transported from above the land portion of the domain. The river, in this case is a heat and moisture sink, at daytime. Furthermore, the horizontal fluxes, that converge from the slopes towards the air above the river have a fundamental role on the exchange process between the river and local atmosphere. / A campanha experimental de 2005, realizada em Nova Roma do Sul RS, contou com a instalação de uma torre micrometeorológica em lugar inédito. Os sensores foram posicionados sobre a superfície da água, no fundo do vale do rio da Prata, com objetivo de caracterizar as transferências entre a superfície do rio e a atmosfera. Todos os parâmetros micrometeorológicos medidos por essa torre foram avaliados e comparados com variáveis meteorológicas de escala sinótica. As comparações apontaram para uma conexão entre o escoamento de grande escala e as circulações locais. Diferentemente do que normalmente ocorre, os fluxos turbulentos verticais de calor sensível e latente apresentaram sinal negativo durante o dia. Os processos físicos responsáveis por essa conduta são estudados com o uso de um modelo LES. Sete simulações foram utilizadas para testar a contribuição da topografia e da direção e velocidade do escoamento sinótico sobre as trocas verticais. Notou-se que os fluxos verticais são negativos independentemente da presença das encostas e que a magnitude desses fluxos é mais influenciada pela direção do que pela velocidade do vento sinótico. O ambiente no fundo do vale foi modificado numericamente através de mais duas rodadas do LES. A conduta dos fluxos verticais de calor e umidade entre o ar e o rio foram testadas com o nível do rio mais elevado, em 19,8 e 86 metros, transformando a largura da área alagada de 80 para 160 metros e de 80 para 320 metros, respectivamente. Percebeu-se que com o rio ocupando até 1/3 do domínio do modelo, este ainda permanece com papel passivo, ou seja, atuando como sumidouro de calor e umidade. Percebeu-se também que os fluxos horizontais, convergindo das encostas para cima do rio, possuem papel fundamental no processo de trocas verticais entre o rio e a atmosfera local.

Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / In this dissertation, it was estimated contaminants concentration in different stability conditions of the Planetary Boundary Layer. In order to do this, it was used the Lagrangian stochastic model. The experiments by Copenhagen and Prairie Grass were simulated, and to the last one it was used only experiments in which the wind speed was higher than 6m/s. In these simulations it was adopted the turbulence parameterization by Hanna (1982). The results were compared with the concentration field measured and simulated by Timm (2007), who used the turbulence parameterization achieved by Degrazia et al. (2000). The analysis of the results shows a better performance by the Lagrangian particles model when it is implemented the parameterization proposed by Degrazia et al. (2000). / Nesta dissertação, estimou-se a concentração de contaminantes em diferentes condições de estabilidade da Camada Limite Planetária. Para tanto, utilizou-se um modelo de partículas estocástico Lagrangeano. Os experimentos de Copenhagen e Prairie Grass foram simulados, de modo que para o último usou-se apenas experimentos em que a velocidade do vento foi maior que 6m/s. Nestas simulações foi utilizada a parametrização da turbulência proposta por Hanna (1982). Os resultados foram comparados com o campo de concentração medido e simulado por Timm (2007), a qual utilizou a parametrização da turbulência obtida por Degrazia et al. (2000). A análise dos resultados mostra um melhor desempenho do modelo de partículas Lagrangeano quando utilizada a parametrização proposta por Degrazia et al. (2000).

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:49:58Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1804128 bytes, checksum: db60e61159aa6a937fc297b162c210e9 (MD5) Previous issue date: 2007-08-14 / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior / The present work objective to analyze the daily and sazonal variations of radiation balance components including photosynthetic active radiation at forest and pasture sites in Rondonia. Several models estimated atmospheric long wave radiation tested at both experimental sites. For accomplishment of this work, were used data from solar global radiation (Sin) and reflected solar radiation (Sout), incident photosynthetic active radiation (PARin) and reflected (PARout), atmospheric long wave radiation (Lin) and emitted by surface (Lout), radiation balance (Rnet), precipitation (P), air temperature (T) and air relative humidity (UR), measured continually since June, 2005 to May, 2006 in two experimental sites at The Large Scale Atmosphere-Biosphere Experiment in Amazônia LBA, Rondônia State. The pasture area is located at Fazenda Nossa Senhora (FNS) (10º45' S; 62º21' W), with 293 meters altitude, and the forest area at Reserva Biológica do Jaru (JAR) (10o4' S; 61o55' W). The altitude of forest area varies between 120 and 150 meters. The Lin estimates , in hourly base, were done through of Brunt (1932), Swinbank (1963), Idso and Jackson (1969), Brutsaert (1975), Satterlund (1979), Idso (1981) and Prata (1996) equations. The seasonal variation of radiation balance components, especially, solar global radiation, reflected solar radiation and net radiation was well characterized at both experimental sites. The albedo increase between forest and pasture was of 79,5%, that contributes to largest reduction of radiation balance among those two types of vegetable covering. The reduction of net radiation in pasture in relation to forest was 19%. The fraction among photosynthetic active radiation and solar global radiation presented small seasonal variation, 0,46 at pasture and 0,44 at forest (medium values). Atmospheric long wave radiation estimations were satisfactory in both experimental sites only during the dry season. The equations considering the water vapor pressure and the air temperature had better performance than the ones that use the air temperature, as Swinbank (1963) and Idso and Jackson (1969) equations. The Idso (1981), Brunt (1932) and Brutsaert (1975) models were the ones that presented better performance. / O presente trabalho teve como objetivo analisar as variações diárias e sazonais de todos os componentes do balanço de radiação além da radiação fotossinteticamente ativa em um sítio de floresta e um de pastagem em Rondônia. Também foram testados vários modelos de estimativa da radiação de onda longa atmosférica em ambos os sítios experimentais. Para a realização deste trabalho, foram utilizados dados de irradiância solar global (Sin) e irradiância solar refletida (Sout), radiação fotossinteticamente ativa incidente (PARin) e refletida (PARout), radiação de onda longa atmosférica (Lin) e emitida pela superfície (Lout), saldo de radiação (Rnet), precipitação (P), temperatura do ar (T) e umidade relativa do ar (UR), medidos continuamente no período de junho de 2005 a maio de 2006 em dois sítios experimentais pertencentes à rede de torres do Experimento de Grande Escala da Biosfera- Atmosfera na Amazônia LBA, no Estado de Rondônia. A área de pastagem está localizada na Fazenda Nossa Senhora (FNS) (10º45 S; 62º21 W), com uma altitude em torno de 293 metros, e a de floresta na Reserva Biológica do Jaru (JAR) (10o4 S; 61o55 W). A altitude da área de floresta varia entre 120 e 150 metros. As estimativas da Lin, em base horária, foram feitas através das equações de Brunt (1932), Swinbank (1963), Idso e Jackson (1969), Brutsaert (1975), Satterlund (1979), Idso (1981) e Prata (1996). A variação sazonal dos componentes do balanço de radiação, especialmente, a irradiância solar global, a irradiância solar refletida e o saldo de radiação foi bem caracterizada em ambos os sítios experimentais. O aumento do albedo entre a floresta e a pastagem foi em média de 79,5%, o que contribui para a maior redução do saldo de radiação entre esses dois tipos de cobertura vegetal. A redução do saldo de radiação na pastagem em relação à floresta foi de 19%. A fração entre a radiação fotossinteticamente ativa e a irradiância solar global apresentou pequena variação sazonal. Em média essa fração foi de 0,46 na pastagem e de 0,44 na floresta. As estimativas da radiação de onda longa atmosférica foram satisfatórias em ambos os sítios experimentais apenas durante a estação seca. As equações que levam em consideração a pressão do vapor d água e a temperatura do ar tiveram melhor desempenho do que as que utilizam apenas a temperatura do ar, como é o caso das equações de Swinbank (1963) e Idso e Jackson (1969). Os modelos de Idso (1981), Brunt (1932) e Brutsaert (1975) foram os que apresentaram melhor desempenho.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:00Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 1588514 bytes, checksum: 9a0a5adcf52a9faa39fd56223c08051d (MD5) Previous issue date: 2009-02-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Studying and monitoring the vegetation - forest, savannah or other types - is important to understand the current climatic standard. Dynamical vegetation models (DVM) are useful tools in biome studies as they are based on physical principles as well as on initial and boundary conditions, therefore can obtain evidence of the influence of factors on the modeled environment, predict future vegetation behavior and, in association with other models, make predictions about vegetation future influence on climate or about the effect of climate change on vegetation. In particular, reflectance models are part of DVMs. Some studies have attempted to identify, canopy elements on the response of the vegetation cover albedo, the effect of obtaining the best parameters configuration. However, the reflectance study for electromagnetic spectrum narrower bands shows further features of the studied objects. Important features are estimated from the response of specific bands vegetation reflectance. Therefore, the objective of this thesis was to add three bands - red, near infrared and blue, corresponding to the bands 1, 2 and 3 of the sensor MODIS, onboard the TERRA and AQUA satellites, into the IBIS model - Integrated Biosphere Simulator, observe the canopy reflectance sensitivity to architectural and optical parameters, and calibrate these parameters according to the surface reflectance products and vegetation index from MODIS for the Reserve Cuieiras (K34). The sensitivity analysis indicates a strong response to the upper canopy parameters. The parameters combination that minimizes the RMSE of EVI - Enhanced Vegetation Index (RMSE = 0.0245) are the slope of the upper canopy leaves up χ = 0.92, reflectance from the upper canopy leaves in the blue band blue−up ρ = 0.0162, red band red −up ρ = 0.0466 and near infrared band nir−up ρ = 0.4427. / Estudar e monitorar a vegetação - floresta, cerrado ou outro tipo de cobertura - é de suma importância para se entender o padrão climático atual. Os Modelos de Dinâmica de Vegetação (MDV) são ferramentas úteis nos estudos de determinado bioma, pois são baseados em princípios físicos e em condições iniciais e de contorno, podendo então obter indícios dos fatores que influenciam o ambiente modelado, fazer previsões futuras do comportamento da vegetação e, associados a outros modelos, fazer previsões futuras da influência da vegetação no clima, ou da mudança do clima na vegetação. Em particular, os modelos de refletância fazem parte dos MDV. Alguns estudos têm sido feitos para identificar a influência dos componentes do dossel sobre a resposta do albedo da cobertura vegetal, obtendo a melhor configuração dos parâmetros a serem usados. Porém, o estudo da refletância para menores faixas do espectro eletromagnético indica mais detalhadamente as feições dos alvos estudados. Para a vegetação, importantes características são estimadas a partir da resposta da refletância de faixas específicas. Nesse aspecto o objetivo desse trabalho foi adicionar três bandas vermelho, infravermelho próximo e azul, referentes às bandas 1, 2 e 3 do sensor MODIS, a bordo dos satélites TERRA e AQUA, no modelo IBIS - Integrated Biosphere Simulator - observando a sensibilidade aos parâmetros óticos e arquitetônicos do dossel e calibrando esses parâmetros de acordo com os produtos de refletância de superfície e índice de vegetação do MODIS para a Reserva do Cuieiras (K34). A análise de sensibilidade indicou forte resposta para os parâmetros referentes à parte superior do dossel. A combinação dos parâmetros que minimizou o RMSE do EVI - Enhanced Vegetation Index (RMSEmin = 0,0245) foi a inclinação das folhas do dossel superior up χ = 0,92, refletância das folhas da parte superior do dossel na faixa do azul blue−up ρ = 0,0162, vermelho red −up ρ =0,0466 e infravermelho próximo nir−up ρ = 0,4427.

Made available in DSpace on 2015-03-26T13:50:19Z (GMT). No. of bitstreams: 1 texto completo.pdf: 341342 bytes, checksum: f274f3a40358cd173610caa8bdc1d93e (MD5) Previous issue date: 2007-03-16 / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico / Crop simulation models are tools that generate sceneries, considering the several combinations of elements that influence on crop productivity. Simulation models have been used for optimization of managements practices as well as to estimate crop yield. The CROPGRO model is widely applied in crop productivity estimates. The objectives of the present study are: 1) to evaluate the performance of the model CROPGRO-Dry bean for estimating the growing stages and the productivity of the common bean (Phaseolus vulgaris L.), in Viçosa, MG; 2) to apply the model for the determination of the best sowing dates of bean, for rainfed conditions; 3) to test the model in the prediction of the productivity of the common bean. The adjustment of the genetic coefficients of the model was done to Pérola, Ouro Negro and Ouro Vermelho bean cultivars, in Viçosa-MG. The coefficients are determined based on experimental data. Those data were obtained from two experiments in the year of 2003, for two different conditions: irrigation and rainfed. An additional experiment was conducted in the year of 2004, with irrigation. After calibration, the model simulated the bean productivity for 31 years between 1975 and 2006. The simulations applied climatological daily of maximum and minimum temperatures, total precipitation and global solar radiation; physical hydric characteristics of the soil and crop management practice. According to the results, the model is highly sensitive to genetic coefficient variations between the three distinct cultivars during the growth stages and grain productivity. CROPGRO-Dry bean model simulated with accuracy the bean phenology based on the soil and climate conditions of the Viçosa-MG. It was simulate satisfactorily the grain productivity, since values of RMSE were less than 5 % for Pérola and Ouro Negro and, 12, 63 %, Ouro Vermelho cultivars. In general, for the two sceneries, potential and real, as more delayed the planting date is, lower is the productivity of the bean for the dry season for the three cultivars. The best sowing dates were found to be between October 1 to November 20. CROPGRO-Dry bean model is, therefore, a useful tool for predicting the bean yield, thirty days in advance harvest. / Os modelos de simulação de cultura são ferramentas que permitem criar cenários, considerando as diversas combinações dos vários elementos que influenciam a produtividade das culturas. Estes são comumente utilizados para a simulação do crescimento de plantas como ferramentas na otimização das práticas de manejo, bem como, para estimar produtividades. Os modelos da família CROPGRO têm sido amplamente utilizados na simulação do crescimento e desenvolvimento de culturas. O presente trabalho teve como objetivo: 1) Avaliar o desempenho do modelo CROPGRO-Dry bean na estimativa do desenvolvimento e da produtividade do feijoeiro (Phaseolus vulgaris L.), em Viçosa, MG; 2) Aplicar o modelo para a determinação das melhores datas de semeadura de feijão, em condições de sequeiro; 3) Testar o modelo na simulação da previsão de produtividade do feijoeiro. O ajuste dos coeficientes genéticos do modelo para os cultivares de feijão Pérola, Ouro Negro e Ouro Vermelho, cultivados no município de Viçosa-MG, foi obtido a partir de dois experimentos realizados no ano de 2003, sendo um conduzido com irrigação e outro em condições de sequeiro. Outro experimento foi conduzido no ano de 2004, com irrigação. Após o ajuste dos coeficientes, realizou-se a simulação da produtividade do feijoeiro com base em dados de 31 safras compreendidas entre o período de 1975 a 2006. As simulações foram baseadas em dados meteorológicos diários de temperaturas máxima e mínima do ar, precipitação pluvial e radiação solar global, características físico-hídricas do solo e dados de manejo da cultura. Por meio das análises realizadas nas simulações, observou-se que o modelo foi muito sensível à variação dos coeficientes genéticos, mostrando variação entre os cultivares nas simulações de desenvolvimento fenológico e produtividade de grãos. O modelo CROPGRO-Dry bean simulou com adequada precisão o desenvolvimento fenológico das cultivares de feijão Pérola, Ouro Negro e Ouro Vermelho, para as condições de solo e de clima de Viçosa-MG. O modelo CROPGRO-Dry bean simulou satisfatoriamente a produtividade de grãos, com o quadrado médio do erro menor que 5 % para as cultivares Pérola e Ouro Negro e, 12, 63%, para a cultivar Ouro Vermelho. Em geral, para os dois cenários de cultivo, potencial e real quanto mais tardio o plantio, menor a produtividade do feijão da seca simulado para as três cultivares. As melhores datas de semeadura determinadas pelo modelo CROPGRO-Dry bean, para as três cultivares de feijão foram entre 1º de outubro a 20 de outubro. O modelo CROPGRO-Dry bean mostrou ser uma boa ferramenta para a previsão de produtividade do feijão das águas , obtendo-se uma adequada estimativa de produtividade com 30 dias de antecedência da colheita para os três cultivares de feijoeiro plantado nessa época em Viçosa.