62ª Reunião Anual da SBPC

A. Ciências Exatas e da Terra - 3. Física - 1. Áreas Clássicas de Fenomenologia e suas Aplicações

ANÁLISE DAS CORRELAÇÕES DOS FLUXOS DE CALOR E UMIDADE E ENTRE SEUS ESCALARES COM A RAZÃO DE BOWEN EM UM SÍTIO EXPERIMENTAL DE SANTARÉM, PA

Marcenilda Amorim Lima 1 Rodrigo da Silva 2 Adriano Silva 1 Kleber Campos 1 Regimary Luana Pereira 1 Cintya de Azambuja Martins 3

1. Depto. de Física Ambiental, Universidade Federal do Oeste do Pará - UFOPA 2. Programa de Física Ambiental - UFOPA e coordenador do programa LBA Santarém - PA 3. Pesquisadora DCR - UFOPA / FAPESPA

INTRODUÇÃO:

Muitos estudos e experimentos têm contribuído na descrição dos transportes turbulentos de momentum, massa e energia na camada limite atmosférica (Martins, 2008). Segundo Lamaud e Irvine (2005), em superfícies heterogêneas são freqüentes as dissimilaridades entre os escalares de calor e vapor de água na interface biosfera-atmosfera. Para Katul et al. (1995) distintas distribuições de fontes de calor e vapor de água, provocam uma anticorrelação entre temperatura (T) e umidade (q), sobre pastagem, solo nu irrigado uniformemente. O presente estudo tem como objetivo analisar os fluxos turbulentos de calor sensível ( ) e calor latente ( ) e verificar a relação do coeficiente de correlação entre os escalares T e q (RTq) com a razão de Bowen (Bo) obtida através da razão dos fluxos de calor sensível e calor latente. Durante a análise dos dados, a superfície encontrava-se sob influência dos elementos de rugosidade superficial, após a colheita da cultura de soja, que ocasionou mudanças bruscas na cobertura do solo e, conseqüentemente, no transporte de energia e massa entre a superfície-atmosfera. Para isto, foram utilizados dados coletados em uma torre do LBA-ECO, localizada na Fazenda Paraíso (km 77) próxima a Santarém, em uma área com rotação de culturas em determinadas épocas do ano.

METODOLOGIA:

Para a realização deste trabalho foi utilizado o sítio experimental localizado na Fazenda Paraíso (km 77), situado próximo de Santarém, município de Belterra. Para aquisição dos dados, foi montada uma torre micrometeorológica (3.0121°S; 54.5371°W) do LBA-ECO de 20 m. No caso deste estudo, utilizou-se dois dias de dados de 2003 (02 e 03 de Novembro), que corresponde a um período onde o solo encontrava-se mais exposto as condições superficiais, sob forte influência dos elementos de rugosidade superficial, devido às mudanças do uso do solo. As medidas das componentes da velocidade do vento e da temperatura foram efetuadas com anemômetro sônico 3D (SATI/3K Applied Technologies, Inc., Longmont, CO, USA) e um analisador de gás por infravermelho (IRGA, Licor 6262, Licor Inc., Lincoln, NE, USA) para medir a concentração de CO2 e umidade específica, os quais estavam instalados numa altura de 8,75m. Estes sensores de resposta rápida fazem a leitura dos dados em uma freqüência de 10 e 5 Hz respectivamente. Foram feito médias em intervalos de 30 min para calcular os fluxos turbulentos de calor sensível e latente, os coeficientes de correlação dos fluxos turbulentos (RwT e Rwq) e entre os escalares de temperatura e umidade (RTq).

RESULTADOS:

O fluxo turbulento de calor sensível demonstrou ser maior no dia 02 do que no dia 03 durante o período diurno, alcançando valores máximos em torno de 0,37 W/m². As condições superficiais devem ter contribuído nesse aumento, pois no solo tinha pouca vegetação, o aquecimento da superfície foi maior com a entrada de radiação solar, aumentando o fluxo de calor sensível. Ao contrário do fluxo de calor sensível, no dia 03, o fluxo de calor latente apresentou valores mais elevados em relação ao dia 02. Isto se deve ao fato de que no solo tinha mais umidade, ocasionando uma maior evaporação superficial. O coeficiente de correlação RwT demonstrou uma melhor correlação do fluxo de calor sensível do que Rwq, alcançando maiores valores em torno de 0,7 W/m2. Observou-se que houve um decréscimo de Rwq quando a razão de Bowen (Bo) aumenta, concordando com Lamaud e Irvine (2005). Utilizou-se o método de covariância normalizada de Wyngaard (1983), para estimar o coeficiente de correlação RTq definido como a média dos fluxos turbulentos T e q pelos seus respectivos desvios padrões. Para valores de Bo entre 0 e 2, ocorre em RwT um crescimento mais acentuado em relação a Rwq. Porém, quando Bo > 2, RwT não aumenta mais, apresentando um maior espalhamento dos dados para valores de Bo > 5.

CONCLUSÃO:

O fluxo turbulento de calor sensível obteve um melhor comportamento no dia 02. Por outro lado, o fluxo de umidade foi maior durante o período diurno do dia 03. Através do cálculo dos coeficientes de correlação entre os escalares T (temperatura) e q (umidade), foi possível verificar que não existe uma boa correlação entre os fluxos de calor e vapor de água nos dias analisados. Os resultados mostraram que RTq não cresce significamente com Bo, e quando este aumenta ocorre uma diminuição dos valores de RTq. A falta de correlação entre os escalares T e q na Fazenda Paraíso pode estar relacionada com algum fenômeno atmosférico, tais como precipitação, que interferiu nas trocas turbulentas entre os escalares. Outra hipótese é a influência da rugosidade superficial, pois anterior ao período analisado havia cultura de soja na área.

Instituição de Fomento: Experimento em Larga Escala da Biosfera-Atmosfera da Amazônia (LBA), Universidade Federal do Oeste do Pará (UFOPA), CNPq e FAPESPA.

Palavras-chave: Fluxos turbulentos , Transporte de escalares , Coeficiente de correlação.