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Use este identificador para citar ou linkar para este item: https://bdtd.inpa.gov.br/handle/tede/1198
Tipo do documento: Tese
Título: Estudo das trocas de energia sobre a Floresta Amazônica
Autor: Oliveira, Maria Betânia Leal de 
Primeiro orientador: Manzi, Antonio Ocimar
Primeiro coorientador: Randow, Celso Von
Primeiro membro da banca: Gash, John Handescombe Carey
Segundo membro da banca: Santos, Carlos Antonio Costa dos
Terceiro membro da banca: Marques Filho, Ari de Oliveira
Quarto membro da banca: Acevedo, Otavio Costa
Quinto membro da banca: Alvalá, Regina Célia dos Santos
Resumo: Incertezas na determinação das componentes do balanço de energia implicam em limitações na aplicabilidade destas medidas para estudos da interação solo-vegetação-atmosfera e para a validação de modelos climáticos e de superfície. Nesta tese foram avaliados diversos aspectos da medição das componentes do balanço de energia e principalmente dos fluxos turbulentos, em uma área de floresta de terra firme, na Reserva Biológica do Cuieiras do INPA, localizada na região central da Amazônia. Em geral, as medidas de fluxo de calor sensível (H) e de fluxo de calor latente (LE) obtidas pela técnica de covariância dos vórtices turbulentos (CVT) são sistematicamente subestimadas em sítios de floresta, em relação ao saldo de radiação medido. Para avaliar este problema do fechamento do balanço de energia, além das medidas de fluxos de calor latente (LE) e de calor sensível no ar (H), foram considerados o fluxo de calor sensível no solo (G), armazenamento de energia no ar (Sa), na biomassa (Sb), na camada entre o chão da floresta a altura dos sensores de medição dos fluxos turbulentos, armazenamento de energia no solo (Sg) e a energia consumida durante o processo de fotossíntese e liberada na respiração e decomposição (P), em dez dias de dados da estação seca e dez dias da estação chuvosa. Em escala diária, Sa, Sb, Sg e P não ultrapassaram 3% do saldo de radiação (Rn), porém ao considerar as medidas em escala horária, foi verificado um aumento no fechamento do balanço de energia de até 8%. Adicionalmente, com a utilização da técnica de cintilometria, foram observados maiores valores de H do que o determinado pela técnica CVT, com maiores diferenças verificadas para médias de 10 minutos e menores para intervalo de 1 hora, indicando uma limitação da técnica CVT em medir os fluxos em escala de tempo relativamente longa. Neste sentido, para uma análise da variabilidade dos fluxos e da partição de energia em longo prazo, foram necessárias correções às medidas de H e LE. A magnitude e sazonalidade dos fluxos turbulentos de energia (H e LE) foram controladas pela disponibilidade de energia à superfície, com 75% do saldo de radiação sendo utilizado para os processos evapotranspirativos e 25% para aquecimento do ar. A evapotranspiração (ETP) apresentou uma sazonalidade com valores mais elevados na estação seca, onde o saldo de radiação e déficit de pressão de vapor (VPD) foram predominantemente os controles desse processo. No entanto, quando o período seco refletiu numa diminuição considerável do conteúdo de água armazenado no solo (Ssolo) e da condutância da superfície (gs), o alto déficit de pressão de vapor não foi suficiente para manter elevada a ETP. Um estudo da variabilidade espacial dos fluxos também foi feito, comparando medidas dos fluxos de energia em duas posições topográficas (platô e baixio) do sítio experimental. As componentes do balanço de energia apresentaram diferenças significativas entre os locais e entre as estações, principalmente no caso dos fluxos H e LE, onde LE foi até 65% maior no platô durante a estação seca. P foi semelhante nos dois locais enquanto os demais termos foram consideravelmente superiores no baixio e na estação seca.
Abstract: Uncertainties on the determination of the components of the energy balance at the surface imply in limitations on the applicability of these measurements for studies of soil-vegetationatmosphere interactions and for the validation of climate and surface models. In this thesis, many aspects of the measurement of the energy balance components, especially of turbulent fluxes, were investigated, in an area of terra firme forest, at the Biological Reserve of Cuieiras of INPA, located in Central Amazonia. In general, measurements of sensible heat flux (H) and latent heat flux (LE) obtained by the eddy covariance technique (CVT) are systematically underestimated in forest sites, in relation to the measured amount of available energy. To investigate this problem of energy balance closure, besides measurements of latent and sensible heat fluxes in the air, other terms were considered, such as sensible heat fluxes in the soil (G), energy storage rates in the air (Sa), biomass (Sb) and in the soil (Sg), in the layer among the ground of the forest the height of the sensor of measurement of the turbulent fluxes, and the energy rates consumed during photosynthesis and released during plant respiration and decomposition processes (P), for 10 days of the dry and rainy seasons. On daily scales, Sa, Sb, Sg and P were lower than 3% of the net radiation (Rn), however when measurements at hourly scales are considered, an increase on the energy closure of up to 8% was obtained. Additionally, with the use of the scintillometry technique, values of H higher than the ones obtained by the CVT were observed, with the biggest differences occurring for 10-min averages and lowest for 1-hour intervals, what indicates a limitation of the CVT technique to measure fluxes in relatively long temporal scales. In this sense, for a long term analysis of the flux variability and of the partition of energy, corrections to H and LE were necessary. The amount and seasonal variability of turbulent fluxes (H and LE) were controlled by the energy available at the surface, with 75% of the net radiation being used for evapotranspiration and 25% for the heating of the air. The evapotranspiration (ETP) varied seasonally with higher values in the dry season, when the available energy and vapor pressure deficit (VPD) were its main controllers. However when the dry season presented a considerable reduction of the soil water content (Ssolo) and of the surface conductance (gs), the high vapor pressure deficit was not enough to maintain an elevated ETP. A study of the spatial variability of the fluxes was also done, comparing measurements of the energy fluxes in two topographic positions (plateau and valley) at the site. The components of the energy balance presented significant differences between the locations and between the seasons, especially in the case of H and LE fluxes, where LE was up to 65% higher in the plateau during the dry season. P was similar at both places, while the remaining terms were significantly higher in the valley and in the dry season.
Palavras-chave: Evapotranspiração
Covariância dos vórtices turbulentos
Cintilometria
Balanço energético
Área(s) do CNPq: CNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::GEOCIENCIAS
Idioma: por
País: BR
Instituição: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
Sigla da instituição: INPA
Departamento: Manejo florestal, Silvicultura
Programa: Ciências de Florestas Tropicais
Citação: OLIVEIRA, Maria Betânia Leal de. Estudo das trocas de energia sobre a Floresta Amazônica. 2010. 144 f. Tese (Doutorado em Manejo florestal, Silvicultura) - Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia, Manaus, 2010.
Tipo de acesso: Acesso Aberto
URI: http://localhost:8080/tede/handle/tede/1198
Data de defesa: 10-Set-2010
Aparece nas coleções:Doutorado - CFT

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