Estudo do escoamento turbulento atmosférico em diferentes sítios experimentais localizados na Amazônia

Amazon region is known worldwide for the availability of water and for the number of ecosystems such as dense forests land, flooded forests, flood plains, igapós, open and closed fields. The important role that the Amazon rainforest plays in the energy and mass exchange with the atmosphere and the implication of these changes in the climate at a local, regional and global scale is a fact difficult to be answered. Since such changes are controlled by atmospheric turbulence, the understanding of turbulent flow in the different atmosphere layers, in and above the forest canopy and above water surfaces in the Amazon, becomes necessary. In this work, the vertical variability of the wind velocity, the turbulence statistical moments, the sensible heat flux (H) and the turbulent kinetic energy dissipation rate (ε) in different experimental sites in and above Amazon forest were studied. In addition, a comparison was made between turbulent flows above one of these sites (a rough surface) and above a lake, which is also located in the Amazon. Regarding the vertical wind profile, data collected from six towers of different experimental sites were analyzed, aiming to observe the general characteristics of the behavior of said profile, as well as to test the ability of simplified models to reproduce such characteristics. In general, the profile below the canopy is strongly affected by the forest structure. From the soil up to 0.65h (where h = 35 m is the average height of the forest canopy), the vertical wind profile is approximately constant with height and has very low values, less than 1,0 ms -1. Above 0.65h up to 2.25h the wind speed increases with height. As for the models used, both the Yi and Souza models were able to reproduce satisfactorily the wind profile for the different experimental sites. In relation to this last model, it was still possible to reduce the amount of input variables required to simulate the vertical wind speed profile without prejudice to the aforementioned ability. Differently from the wind profile, the other analyzes performed in this work were based on data from only two experimental sites. These data were collected by bi and three - dimensional sonic anemometers arranged from near the forest floor to about 80 m high. Comparing the results of the two sites studied in this study with other two (investigated by other authors in published works) also located in Amazonia, these sites showed significant differences in the efficiency of absorbing momentum of the atmosphere, probably due to small differences in the forest structure of each site. The behavior of the turbulence statistical moments showed that eddies generated above the forest canopy hardly penetrate the region below 0.5h, , and that depth can be more easily reached during strong wind conditions. Likewise, H values were higher during this condition in both during the daytime and nighttime. Another important observation disappears from the H profile is that is not constant with the height, compromising the validity of the Monin-Obukhov’s theory similarity. In addition, it has been noted that the behavior of the H diurnal cycle is quite complex at certain times, changing from positive to negative within the daytime period. The ε diurnal cycle shows the same behavior at all heights, influenced by the solar radiation diurnal cycle. The highest values of ε were also found during the strong winds performance, with a maximum close to the forest canopy top. Comparing the turbulence characteristics above the forest with those observed above the lake, it was verified that in general the air turbulence intensity above the forest was higher than above the lake during the daytime, due to the high efficiency of the forest in absorbing momentum of the turbulent flow. During the nighttime the situation was reversed, with greater air turbulence intensity above the lake, except in some periods in which intermittent turbulence bursts occur above the forest. The horizontal (Λu) and vertical (Λw) eddies scales calculated during the daytime period were higher above forest than above the lake, and the vertical length scale (Lw) was also larger over the forest, but the horizontal length scale (Lu) was higher above lake. The composites of the vertical velocity power spectra obtained for the daytime and nighttime periods for each site showed canonical behavior, with a well-defined inertial subdomain region, except in the nighttime period above the forest. Finally, shear production was the dominant term of the turbulent kinetic energy (TKE) budget equation during the daytime period at both sites. All terms calculated in this work at night showed values close to zero over the lake, indicating that the terms that could not be calculated, such as the TKE advection, may have contributed to maintenance of turbulence overnight at this site.A região amazônica é mundialmente conhecida pela disponibilidade de água e pelo número de ecossistemas, tais como: florestas densas de terra firme, florestas inundadas, planícies de inundação, igapós, campos abertos e fechados. O importante papel que a floresta amazônica exerce nas trocas de energia e massa com a atmosfera e a implicação destas trocas no clima em escala local, regional e global é fato difícil de ser contestado. Uma vez que tais trocas são controladas pela turbulência atmosférica, o entendimento do escoamento turbulento nas diferentes camadas da atmosfera, dentro e acima do dossel da floresta e sobre superfícies aquáticas na Amazônia se faz necessário. Como base nisso, neste trabalho, foram estudados a variabilidade vertical da velocidade do vento, dos momentos estatísticos da turbulência, do fluxo de calor sensível (H) e da taxa de dissipação da energia cinética turbulenta (ε) em diferentes sítios experimentais sobre áreas de floresta na Amazônia. Além disso, foi realizada uma comparação entre os escoamentos turbulentos sobre um destes sítios (tradada como superfície rugosa) e sobre um lago, este também localizado na Amazônia. Com relação ao perfil vertical do vento, foram analisados dados coletados em seis torres de medidas de diferentes sítios experimentais, com objetivo de observar as características gerais do comportamento do referido perfil, além de testar a habilidade de modelos simplificados em reproduzir tais características. De maneira geral, o perfil abaixo do dossel é fortemente afetado pela estrutura da floresta. Do solo até 0,65 (em que h = 35 m é a altura média do dossel da floresta), o perfil vertical do vento é aproximadamente constante com a altura e apresenta valores muito baixos, menores do que 1,0 ms -1. Acima de 0,65h até 2,25h a velocidade do vento aumenta com a altura. Quanto aos modelos utilizados, tanto o modelo de Yi quanto o de Souza conseguiram reproduzir de maneira satisfatória o perfil do vento para os diferentes sítios experimentais. Em relação a este último modelo, ainda foi possível diminuir a quantidade de variáveis de entrada necessárias para simular o perfil vertical de velocidade do vento sem prejuízo na tal habilidade mencionada acima. Diferentemente do perfil do vento, para as outras análises realizadas neste trabalho foram analisados dados de apenas dois sítios experimentais. Tais dados foram coletados por anemômetros sônicos bi e tridimensionais dispostos desde próximo ao solo da floresta até cerca de 80 m de altura. Comparando os resultados dos dois sítios estudados neste trabalho com outros dois (investigados por outros autores em trabalhos já publicados) também localizados na Amazônia, verificou-se que estes sítios apresentaram diferenças significativas na eficiência em absorver momentum daviii atmosfera, provavelmente devido a pequenas diferenças na estrutura da vegetação de cada sítio. O comportamento dos momentos estatísticos da turbulência evidenciou que vórtices gerados acima do dossel florestal dificilmente penetram a região abaixo de 0.5h, sendo que tal profundidade pode ser mais facilmente atingida durante condições de ventos fortes. Da mesma forma os valores de H foram maiores durante esta condição, tanto durante o dia quanto a noite. Outra observação importante, acerca do perfil de H, é o fato deste não ser constante com a altura, comprometendo a validade da teoria de similaridade de Monin- Obukhov. Além disso, notou-se que o comportamento do ciclo diário de H é bastante complexo em certas alturas, mudando de positivo para negativo dentro do período diurno. Já o ciclo diário de ε, apresenta o mesmo comportamento em todas as alturas, influenciado pelo ciclo diário da radiação solar. Os maiores valores de ε também foram encontrados durante a atuação de ventos fortes, com um máximo próximo ao topo do dossel da floresta. Comparando as características da turbulência sobre a floresta com as observadas sobre o lago, foi verificado que, em geral, a intensidade da turbulência do ar sobre a floresta foi maior do que sobre o lago durante o dia, devido à alta eficiência da floresta em absorver momentum do escoamento. Durante a noite, a situação se inverte, uma vez que a turbulência do ar tem maior intensidade sobre o lago, exceto em alguns períodos em que rajadas de turbulência intermitente ocorrem sobre a floresta. As escalas integrais da turbulência horizontal (Λu) e vertical (Λw), calculadas durante o período diurno, foram maiores sobre a floresta do que sobre o lago, da mesma forma que a escala de comprimento vertical (Lw) também é maior sobre a floresta. Por outro lado, a escala de comprimento horizontal (Lu) foi maior sobre o lago. Os compósitos dos espectros de potencia da velocidade vertical obtidos para os períodos diurno e noturno para cada sítio apresentaram comportamento canônico, com a região do subdomínio inercial bem definida, exceto no período noturno acima da floresta. Finalmente, a produção de turbulência por cisalhamento do vento foi o termo dominante da equação do balanço de Energia Cinética Turbulenta (ECT), durante o período diurno em ambos os sítios. Todos os termos desta equação calculados neste trabalho, referente ao período noturno, apresentaram valores muito próximos de zero sobre o lago, indicando que outros termos que não puderam ser calculados, como a advecção de ECT, podem ter contribuído para manter a turbulência durante a noite neste sítio

Justiça Restaurativa e os círculos de construção de paz: uma perspectiva multicultural no sertão de Pernambuco

O presente artigo faz uma caracterização do pós-colonialismo e pensamento decolonial para construir bases à uma argumentação multicultural dos direitos humanos vinculada à abordagem conhecida por Justiça Restaurativa (JR) – uma alternativa à justiça convencional – que utiliza métodos dialógicos para a resolução de conflitos, como os círculos de construção de paz, e que vem sendo aplicada no Centro de Atendimento Socioeducativo de Petrolina, o CASE.  Para essa articulação são levados também em conta os dispositivos legais de garantia dos direitos humanos para adolescentes em privação de liberdade, elementos históricos e interpretativos da cultura no sertão pernambucano, e abordagens transatlânticas semelhantes à JR, para o diálogo com a regulação e emancipação social sob as tensões dialéticas do multiculturalismo dos direitos humanos segundo os marcos sugeridos por Boaventura de Sousa Santos. &nbsp

Justiça Restaurativa e os círculos de construção de paz: uma perspectiva multicultural no sertão de Pernambuco

O presente artigo faz uma caracterização do pós-colonialismo e pensamento decolonial para construir bases à uma argumentação multicultural dos direitos humanos vinculada à abordagem conhecida por Justiça Restaurativa (JR) – uma alternativa à justiça convencional – que utiliza métodos dialógicos para a resolução de conflitos, como os círculos de construção de paz, e que vem sendo aplicada no Centro de Atendimento Socioeducativo de Petrolina, o CASE.  Para essa articulação são levados também em conta os dispositivos legais de garantia dos direitos humanos para adolescentes em privação de liberdade, elementos históricos e interpretativos da cultura no sertão pernambucano, e abordagens transatlânticas semelhantes à JR, para o diálogo com a regulação e emancipação social sob as tensões dialéticas do multiculturalismo dos direitos humanos segundo os marcos sugeridos por Boaventura de Sousa Santos. &nbsp

Medições in Situ da Concentração de Co2 em um Reservatório Tropical Usando li-7500a e uma Boia Meteorológica

Medidas da concentração do ciclo diário de CO2 foram realizadas sobre a superfície do lago da Usina Hidrelétrica de Balbina/AM. As medidas foram realizadas com analisador de gás por infravermelho da marca Licor, modelo 7500A. Os dados de concentração de CO2 foram analisados e comparados com dados meteorológicos de umidade relativa e precipitaçãode uma boia instalada com uma estação HOBO U-30, localizada no mesmo lago. Este estudo revela um aumento da concentração de CO2 no período noturno. ABSTRACT Measures the concentration of the daily cycle of CO2 were carried out on the surface of the lake of the Balbina Hydroelectric Plant/AM. The measurements were performed with infrared gas analyzer brand Licor, model 7500A. The CO2 concentration data were analyzed and compared with meteorological data from a buoy fitted with a HOBO U-30 station, located in the same lake. This study reveals an increase in the concentration of CO2 at night

Jatos de Baixos Níveis no Sudoeste da Amazônia

This study presents an analysis of the occurrence of Low Level Jets (LLJs) in a grassland area in the southwestern Amazon. Using the wind vertical profile data obtained by atmospheric radiosonde, it was observed that about 60% of total analyzed profiles showed LLJs. This percentage is higher than found in several studies in the Amazon and is linked to the LLJs selection criteria used in this work. Another interesting result is the tendency of weak LLJs is associated with lower heights, whereas strong LLJs preferentially develop in greater heights. This result suggests that different mechanisms may have generated the LLJs of different intensities.Este estudo apresenta uma análise da ocorrência de Jatos de Baixos Níveis (JBNs) em uma área de pastagem no sudoeste da Amazônia. Utilizando dados do perfil vertical de velocidade do vento, obtidos por meio de radiossondagem atmosférica, observou-se que em cerca de 60% do total de perfis analisados, apresentaram JBNs. Este percentual é bem superior ao encontrado em vários trabalhos realizados na Amazônia e está ligado ao critério de seleção de JBNs utilizado neste trabalho. Outro resultado interessante é a tendência de JBNs fracos estarem associados a alturas menores, ao passo que, JBNs fortes preferencialmente se desenvolvem em maiores alturas. Este resultado sugere que diferentes mecanismos podem ter gerado os JBNs de diferentes intensidades

Estabilidade e estrutura da turbulência sob a influência de jatos de baixos níveis noturnos no sudoeste da amazônia

The aim of this study was to evaluate how the occurrence of nocturnal Low Level Jets (LLJs) may influence the atmospheric turbulence structure and atmospheric stability at the surface. Using data collected from both radiosondes and Eddy Covariance Systems during the WetAMC-LBA campaign, three atmospheric stability regimes were defined at the surface: weakly stable; transition, and very stable. Relating these regimes and the turbulence structure of strong, weak-type 1 (occurring above 500 m) and weak-type 2 (occurring below 500 m) LLJs, it was observed that 22% of the strong LLJ cases were within the weakly stable regime, whereas only 3% of the weak LLJ cases (type 1 and 2) were in this regime. Another interesting result is that in the weak type 1 LLJ cases, the highest percentage were within the very stable regime (approximately 54%). During strong-LLJs, mean friction velocity and mean turbulence kinetic energy were 0.09 ms-1 and 0.13 m2s-2, respectively. For weak-type 1-LLJs, these variables presented respectively values of 0.04 ms-1 and 0.02 m2 s-2, whereas for weak-type 2-LLJs values were 0.06 ms-1 and 0.03 m2s-2, respectively. These results suggest that LLJs with sufficiently high velocities may increase turbulence and introduce weak atmospheric stability at near surface, depending on the height of occurrence. © 2015, Sociedade Brasileira de Meteorologia. All rights reserved

Análise do Perfil Vertical de co2 em uma Área de Floresta na Amazônia Central

http://dx.doi.org/10.5902/2179460X16210This study aimed to describe the vertical profile of CO2 concentration during least rainy period and rainy periods of 2006 , into an area of tropical forest in the Central Amazon, Brazil . It were used data of CO2, collected at various heights by a system of measures including an infrared gas analyzer (Licor 7000), in a tower with 40 meters of height. From the data collected it was observed that the concentration of CO2 decreases as one moves from the ground to the top of the canopy. This suggests that the largest source of CO2 is from the soil, due to processes such as respiration and decomposition of plant biomass. When is compared the least rainy and the most rainy periods, it is noted significant differences in the amounts of CO2 concentration in these periods. The highest concentrations were observed during least rainy period, with monthly mean values above 440 ppm near the surface.Este estudo teve como objetivo descrever o perfil vertical da concentração de CO2 durante o período menos chuvoso e chuvoso do ano de 2006, em uma área de floresta tropical na Amazônia Central do Brasil.Para tanto, foram utilizados dados da concentração de CO2, coletados em várias alturas por um sistema de medidas incluindo um analisador de gás infravermelho (Licor 7000), em uma torre de 40 metros de altura. A partir dos dados coletados foi possível observar que a concentração de CO2 diminui à medida que se avança do solo ao topo do dossel. O que sugere que a maior fonte de CO2 é proveniente dos solos, em virtude de processos como a respiração e decomposição da biomassa vegetal. Quando se comparam os períodos menos chuvoso e mais chuvoso, nota-se diferenças significativas nos valores de concentração de CO2 entre esses períodos. As maiores concentrações foram observadas durante o período menos chuvoso, com valores médios mensais acima de 440 ppm próximo à superfície

Evidências do fenômeno de terras caídas com grandes cheias na região Oeste do Pará / Evidence of the phenomenon of falling lands with great fillings in the West region of Pará

O fenômeno de terras caídas faz parte da dinâmica natural dos rios,resultante da combinação de diversas causas naturais, é intensificado pela ação antrópica e refere-se ao processo erosivo que acontece nas margens dos rios de água branca. Estetrabalho objetiva compreender e explicar a dinâmica entre as águas e as terras caídas nas margens do Rio Amazonas tendo como base os dados de nível do Rio Tapajós na cidade de Santarém-PA.Os dados foram obtidos junto à Companhia Docas do Pará, no período de 2000 a 2017. Calcularam-se as médias diárias e mensais dos níveis com a finalidade de obter o ciclo anual do Rio Tapajós. Apesar de não haver estudos relacionados às terras caídas nas áreas de estudo, sabe-se que eventos de grandes cheias têm influência direta na sua magnitude e ocorrência

Desenvolvimento de Uma Sonda Atmosférica sem fio para Estudos Ambientais de Baixo Custo

This paper presents the development of a wireless atmospheric probe, designed to assist long-term environmental studies with limited financial resources. The work is based on the concept of Wireless Sensor Networks in which multiple sensors are arranged spatially in a particular region. Facilitating the monitoring of large areas without the need for large physical structures of communication and power, as cables and towers. The prototype, built with cheap material, captures temperature data, pressure and humidity, transmitting this information in real time to a remote receiver via radio frequency to a distance of 1 km. The prototype is also equipped with a photovoltaic system capable of guaranteeing energy independence, an essential factor for long-term studies. To evaluate the efficiency of the prototype, correlation tests were performed with a Metpak station II (Gill Instruments), to simulate the continuous operation of the sensors in situ. The tests show significant correlations between atmospheric pressure variables (98%), relative humidity (87%) and air temperature (97%). The tests ensure a good degree of reliability to the prototype; can serve as an alternative to environmental monitoring projects and Wireless Sensor Networks.Este trabalho apresenta o desenvolvimento de uma sonda atmosférica wireless, projetada para auxiliar estudos ambientais de longa duração com poucos recursos financeiros. O trabalho é baseado no conceito de Redes de Sensores Sem Fio, no qual vários sensores dispõem-se espacialmente dispersos em uma determinada região. Facilitando o monitoramento de vastas áreas sem a necessidade de grandes estruturas físicas de comunicação e energia, como cabos e torres. O protótipo, construído com material de baixo custo, capta dados de temperatura, pressão e umidade relativa do ar, transmitindo essas informações em tempo real a um receptor remoto via radiofrequência, a uma distância de até 1 km. O protótipo ainda é equipado com um sistema fotovoltaico, capaz de lhe garantir autonomia energética, fator imprescindível para estudos de longa duração. Para avaliar a eficiência do protótipo, foram realizados testes de correlação com uma estação METPAK II (Gill Instruments), visando simular o funcionamento contínuo dos sensores in situ. Os testes apresentam correlações significativas entre as variáveis de pressão atmosférica (98%), umidade relativa (87%) e temperatura do ar (97%). Os testes realizados garantem um bom grau de confiabilidade ao protótipo; podendo servir como alternativa para projetos de monitoramento ambiental e de Redes de Sensores Sem Fio