We report on three campaigns to measure the structure of the nocturnal
boundary layer in cleared and forested areas near Santarém, PA, in 2001 and 2003.
The aim was to describe the temporal evolution of wind and thermodynamic profiles
in the stable surface layer and to use the accumulation of scalars, such as CO2 in the
layer as a way to infer surface fluxes. This was deemed necessary because the
frequent very calm conditions limited the validity of eddy covariance flux CO2
measurements at these sites at night. In 2001, tethered balloon observations were
made at a pasture site. In 2003, this study was repeated, with a special balloon
sonde deployed to measure CO2, temperature, humidity, and pressure. During the
convective period just after sunrise, both the eddy covariance and accumulation flux
estimation methods are valid and were compared. At night the key is to determine
the thickness of the atmospheric layer to which nocturnal respiratory CO2
accumulates. In the forest at night the CO2 accumulation layer was basically
constant and had a height of 32 m. The mean CO2 night flux (Fc) was estimated as
0.09(±0.02) mgCO2/m2s. The average CO2 accumulation rate was constant into de
forest, decreased linearly with height form canopy height to 100-140 m high. These
results are in agreement with the average profiles measured from forest flux towers.
Over plowed field we found a larger CO2 accumulation layer at 60-80 m, reaching
more then 100 m on some nights. The mean CO2 night flux was estimated Fc=0.20(±0.2) mgCO2/m2s. We found two shape of CO2 accumulation rate near the
ground. Two nights the accumulation rate was basically constant with height, other
four nights it decreased linearly with height, from the surface to 30-50 m high. The
level what the accumulation rate is zero vary from 80 m to 135 m high. / Três campanhas de medidas da estrutura da camada limite noturna em área
limpa e de floresta próximo de Santarém, PA, realizadas em 2001 e 2003 são
apresentadas neste trabalho.
O objetivo principal foi descrever a evolução temporal dos perfis de vento e
termodinâmicos na camada limite estável para usar o método de acúmulo de
escalares, como o CO2, nesta camada, como meio de estimar os fluxos superficiais.
Isso se torna necessário porque freqüentemente condições de ventos calmos sobre
estes sítios ocorrem durante o período noturno limitando a confiança das estimativas
do fluxo de CO2 realizadas pelo método de covariância de vórtices turbulentos.
Em 2001, usando balão cativo as observações foram realizadas no sítio de
pastagem. Em 2003, estas observações foram repetidas com uma sonda
especialmente desenvolvida para medir a concentração de CO2, temperatura,
umidade e pressão do ar. Durante os primeiros estágios da convecção, logo após o
nascer do sol, ambos métodos de covariância de vórtices e acumulação são validos
e foram comparados. Durante a noite o principal é determinar a profundidade da
camada atmosférica dentro da qual o CO2 acumula. Na floresta, à noite a camada de
acumulação de CO2 basicamente foi constante e a altura foi de 32 m. O fluxo médio
de CO2 à noite (Fc) foi estimado igual a 0.09(±0.03) mgCO2/m2s. Na média a taxa de
acumulação de CO2 se manteve constante dentro da floresta, decrescendo até
aproximadamente zero até níveis que variaram desde 100 m até 140 m. Estes resultados estão de acordo com as observações das torres de fluxo na região de
estudo dos dados de longo termo do perfil do gás. Sobre o sítio com o solo arado a
camada de acumulação de CO2 à noite em média varia entre 60-80 m, atingindo
mais de 100 m em algumas noites. O fluxo noturno médio de CO2 foi estimado em
Fc=0.20(±0.2) mgCO2/m2s. A variação vertical da taxa de acumulação apresentou
dois padrões distintos próximo a superfície. Duas noites a variação vertical da taxa
de acumulação foi aproximadamente constante, em outras quatro noites decresceu
rapidamente com a altura, desde a superfície até 30-50 metros de altura. O nível a
partir do qual a taxa de acumulação é nula variou desde 80 m a 135 m.
| Identifer | oai:union.ndltd.org:IBICT/oai:repositorio.ufsm.br:1/3936 |
| Date | 19 April 2006 |
| Creators | Silva, Rodrigo da |
| Contributors | Moraes, Osvaldo Luiz Leal de, Manzi, Antonio Ocimar, Nobre, Antonio Donato, Acevedo, Otávio Costa, Degrazia, Gervásio Annes |
| Publisher | Universidade Federal de Santa Maria, Programa de Pós-Graduação em Física, UFSM, BR, Física |
| Source Sets | IBICT Brazilian ETDs |
| Language | Portuguese |
| Detected Language | Portuguese |
| Type | info:eu-repo/semantics/publishedVersion, info:eu-repo/semantics/doctoralThesis |
| Format | application/pdf |
| Source | reponame:Repositório Institucional da UFSM, instname:Universidade Federal de Santa Maria, instacron:UFSM |
| Rights | info:eu-repo/semantics/openAccess |
| Relation | 100500000006, 400, 300, 300, 300, 300, 300, 300, 890f38b3-51f1-4071-8146-2205917ead15, 745d19fb-cd03-4738-a700-642a6bade975, dd04fd64-45db-4fde-b750-432b07597285, 59b9ffdb-d9d2-4e7a-ab64-d60a960a11e9, 63f19660-29dc-422e-990c-8461e608c11a, 7c80e26e-6967-4a7a-af4e-2fbb5ebc8da0 |
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