INFLUNCIA DOS JATOS DE BAIXOS NVEIS NA ESTRUTURA

INFLUÊNCIA DOS JATOS DE BAIXOS NÍVEIS NA ESTRUTURA VERTICAL DA CAMADA LIMITE NOTURNA ACIMA DA RESERVA FLORESTAL DE CAXIUANÃ DURANTE A ESTAÇÃO ÚMIDA (LOW LEVEL JET INFLUENCE ON THE NOCTURNAL BOUNDARY-LAYER VERTICAL STRUCTURE ABOVE CAXIUANÃ FOREST RESERVE DURING WET SEASON) Daniele S. Nogueira Universidade Federal do Pará – Aluna de Graduação em Meteorologia Bolsista de Iniciação Científica CNPq - Milenio/ LBA holywod@interconect. com. br Júlia C. P. Cohen Universidade Federal do Pará – Departamento de Meteorologia Leonardo D. A. Sá Museu Paraense Emílio Goeldi – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/ Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticos – CPTEC ID: 251/ ID da Ordem: 43. 18 -P Abstract In this work we investigate the occurrence of low level jet (LLJ) events in the nocturnal boundary-layer above the “Ferreira Penna Scientific Station”, in Caxiuanã Forest Reserve, which is located in the North-Eastern part of Amazonia. As LLJ we define a region of the wind velocity vertical profile located below 1 km height in which the strength of the wind is greater than 5 m/s and where there is a relative maximum value in such way that the wind velocity value decays at least 2 m/s both above and below the jet region. We use radiossonde data of wind velocity, potential virtual temperature, specific humidity and bulk Richardson number to show that LLJs actually separate the atmospheric boundary-layer in two regions with distinct mixing characteristics: a below LLJ well mixed layer and a above LLJ layer without mixing. These data were collected during April 2002 – Experiment of Milenio/LBA Project. At the height of the LLJ (between 200 and 400 m height) the wind velocity changes of direction and is north-easterly. The Figura 2 – Jato de baixos níveis do dia 18 de abril às 21 horas. results have important implications for correct parameterization of forest-atmospheric exchange processes. O JBN das 21 h (hora local) evoluiu e, no dia seguinte, 19 de abril, horário das 3 h (hora local), RESULTADOS E DISCUSSÕES atingiu pleno desenvolvimento, bem como se encontrou mais elevado, entre 800 e 900 m de altura em relação à superfície (figura 3). Sua velocidade também aumentou, passando a situar-se entre 11, 3 a 11, 9 m/s. Os gráficos indicaram o jato do dia 19 de abril, às 3 h (hora local), como o mais intenso e o que Com a finalidade de estabelecer as características gerais da estrutura vertical da CLA, foram propiciou maior mistura, mostrando o papel do jato como agente deste processo. construídos os perfis verticais das variáveis meteorológicas relevantes para os dados noturnos disponíveis. Dentre os perfis verticais noturnos do período do experimento, cerca de 10% apresentaram jatos de baixos níveis (JBNs). A caracterização de um jato de baixos níveis deu-se seguindo a conceituação de Stull (1988) adaptada por Andrade (2003). Os dias 8, 18 e 19 de abril de 2002 apresentaram JBNs no período noturno, conforme pode ser notado nas figuras 1, 2 e 3, respectivamente. Estas figuras apresentam simultaneamente os perfis de velocidade do vento, umidade específica, temperatura potencial virtual e número de Richardson totalizador (bulk), Rib, e servem para mostrar que o JBN efetivamente separa duas sub-regiões com características de mistura distintas, uma inferior, bem misturada, e outra superior, sem evidências de mistura. Observou-se, no dia 8, no horário das 21 h (figura 1), um pequeno aumento no Rib no local do jato. Abaixo dele, seu valor (Rib) apresentava-se praticamente nulo. Os perfis de umidade específica e temperatura potencial virtual mostraram intensa mistura nesta região, o que não foi notado a alturas mais elevadas, em que foram encontrados máximos relativos de Rib com valores Figura 3 – Jato de baixos níveis do dia 19 de abril às 3 horas. muito maiores que aquele onde se deu o jato. Às 9 h (hora local), do dia seguinte, tem-se um outro jato, próximo à superfície, cujo mecanismo gerador ainda é desconhecido. Mencione-se que a freqüência com que foram lançadas as radiossondagens não é suficientemente alta de tal forma a permitir seguramente que os eventos mais intensos de mistura intermitente sejam registrados. Ademais, durante o Experimento da estação úmida, não estiveram disponíveis dados de resposta rápida de variáveis meteorológicas na torre. A mistura pode ser notada no perfil vertical de razão de mistura em todos os eventos de JBNs investigados, em alguns de forma mais acentuada do que em outros. Pode-se, então, considerar a hipótese de advecção de umidade pelo jato de baixos níveis. A origem da umidade seria a enseada próxima à estação científica. Um aspecto importante relacionado a isto é a direção do jato (Nordeste) ser a mesma da região da enseada em relação à estação. Os jatos observados em Caxiuanã são possivelmente do tipo que se forma principalmente ao entardecer, à noite ou ao amanhecer, tendo seu desenvolvimento causado pela redução das trocas verticais turbulentas. Mas não se pode excluir a possibilidade de que eles tenham origem associada à heterogeneidade superficial (contraste entre a floresta e a larga enseada próximo a Caxiuanã) ou a efeito de “canalização” quando a direção do vento coincide com aquela em que se estende um largo braço da Figura 1 – Jato de baixos níveis do dia 8 de abril às 21 horas. enseada. Mostra-se que os JBNs podem induzir a geração de mistura turbulenta de umidade e calor Para o dia 18, às 21 h (figura 2), na região abaixo do jato, apesar de estavelmente estratificada, percebem-se valores de Rib iguais ou muito próximos de zero, indicando que está ocorrendo geração de turbulência por via mecânica (cisalhamento do vento). Através do perfil de umidade específica e de temperatura potencial virtual, pode-se notar que o jato está promovendo significativa mistura na região abaixo dele, o que não ocorre acima do mesmo. Na região do jato, Rib apresenta um crescimento marcante, diminuindo na parte imediatamente superior àquela, provavelmente produzida “de cima para baixo” de tal forma que esta atinge a superfície intermitentemente, conforme sugerido por Mahrt (1999). O entendimento de tais processos é muito importante para a compreensão da evolução da camada limite noturna e tem aplicação em estudos e simulações de dispersão de poluentes e de gases do efeito estufa, proteção contra incêndios, segurança aérea, entre outros. Os resultados têm, portanto, implicações importantes para a correta parametrização dos processos de troca floresta-atmosfera. resultado similar ao de Mahrt et al. (1979) para camada limite noturna em região de latitudes médias. (AGRADECIMENTOS: Esta pesquisa foi financiada pelo Programa-PPG 7/FINEP/MCT, processo nº 64. 99. 0425. 00, e pelo MCT e CNPq/PADCT, através do Instituto do Milênio, com os Projetos nº 62. 0056/01 -0, e nº 620065/01 -0. Daniele Nogueira agradece ao CNPq pela bolsa de iniciação científica concedida; Leonardo Sá agradece ao CNPQ pela bolsa de produtividade em pesquisa, processo 300 329/1996 – 2 NV; os autores agradecem à School of Earth, Environmental and Geographical Sciences (SEEGS) – University of Edinburgh pelo apoio ao projeto e ao Dr. Antônio C. L. da Costa e sua equipe pelo esforço experimental de coleta dos dados usados neste trabalho.