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https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/38215| Título: | Regimes de turbulência na camada limite atmosférica: interação com a convecção profunda e a mortalidade de árvores na Amazônia |
| Autor: | Mendonça, Anne Cristiny Santos de |
| Orientador: | Dias Júnior, Cléo Quaresma |
| Coorientador: | Marra, Daniel Magnabosco |
| Palavras-chave: | Downdrafts Distúrbios por vento Velocidade extrema de vento Sazonalidade |
| Data do documento: | 4-Ago-2021 |
| Editor: | Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA |
| Programa: | Clima e Ambiente - CLIAMB |
| Abstract: | In this work, different nocturnal boundary layer regimes and their patterns were identified regarding precipitation seasonality and proximity to the forest canopy. For this, two methods were applied: Hockey-Stick and Vertical gradient of the turbulence velocity scale. We also evaluated the variations in momentum fluxes and sensible heat fluxes in each turbulent regime identified. Since convection plays an important role in determining the weather and climate of the Amazon, the effect of strong wind gusts (convective downdrafts) on the organization of turbulence regimes in both the stable boundary layer and convective boundary layer was analyzed, the latter being performed through a case study. To understand the vulnerability and resilience of the Amazon forest to climate change, the potential of wind as a natural disturbance agent was verified, since downdrafts associated with convective storms can cause strong winds with high destructive power. Fast response data measured at three different heights above the canopy in a contiguous Central Amazon forest during the dry and rainy seasons of 2014 were used. Images from the GOES 13 satellite and critical wind speed data estimated from tree biometry, architecture, and mechanical strength were also used. The results showed that the threshold wind speed that regime 1 (weak turbulence) changes to regime 2 (strong turbulence) was higher during the dry season when compared to the rainy season, and as the distance from the top of the canopy became higher. In regime 2, the sensible heat and momentum fluxes were also higher, corresponding to about 88% of the total observed. When evaluating the effect of downdrafts on the existence of nocturnal turbulent regimes, it was observed that they occurred only in regime 2. However, these events did not characterize regime 2 completely and that other phenomena may be related to the existence of a second turbulence pattern in the Amazonian stable boundary layer. On the other hand, downdrafts did not induce regime change in the convective boundary layer. However, they did promote an increase in turbulence intensity. The maximum wind speeds observed in the field would be sufficient to fell about 73% of the 60 trees investigated in a previous study. The destructive power of the observed winds was greater in the daytime period. |
| Resumo: | Este trabalho identificou diferentes regimes turbulentos noturnos e seus padrões quanto à sazonalidade da precipitação e à proximidade do dossel florestal. Para tanto, foram usados dois métodos: Hockey-Stick e Gradiente vertical da escala de velocidade turbulenta. Também foram avaliadas as variações nos fluxos de momentum e de calor sensível em cada regime turbulento identificado. Dado que a convecção desempenha um papel importante na determinação do tempo e do clima da Amazônia, foi analisado o efeito das fortes rajadas de ventos descendentes (downdrafts convectivos) na organização dos regimes de turbulência, tanto na camada limite noturna quanto na camada limite convectiva, sendo o último realizado através de estudo de caso. Visando entender a vulnerabilidade e a resiliência da floresta Amazônica à mudança do clima, verificou-se o potencial do vento como agente natural de distúrbio, uma vez que os downdrafts associados a tempestades convectivas podem provocar ventos extremos e com alto poder destrutivo. O estudo utiliza dados de resposta rápida medidos em três diferentes alturas acima do dossel em uma floresta contígua da Amazônia Central, durante as estações seca e chuvosa de 2014. Também foram usadas imagens do satélite GOES 13 e dados de velocidades críticas de ventos estimadas a partir da biometria, arquitetura e resistência mecânica das árvores. Os resultados mostraram que a velocidade limiar do vento que separa o regime 1 (turbulência fraca) do regime 2 (turbulência forte) foi maior durante a estação seca em comparação à chuvosa, e à medida que o distanciamento em relação ao topo da copa das árvores tornou-se maior. Ao longo do regime 2, os fluxos de calor sensível e momentum também foram maiores, correspondendo a cerca de 88% do total observado. Ao avaliar o efeito dos downdrafts na existência dos regimes turbulentos durante a noite, foi observado que eles ocorreram apenas no regime 2. Porém esses eventos não caracterizaram o regime 2 por completo e outros fenômenos podem estar relacionados com a existência de um segundo padrão de turbulência na camada limite noturna amazônica. Por outro lado, os downdrafts não motivaram a mudança de regime no período diurno. Ainda assim, promoveram um aumento na intensidade da turbulência. As velocidades máximas de ventos observadas em campo seriam suficientes para derrubar cerca de 73% das 60 árvores investigadas em estudo anterior. O poder destrutivo dos ventos observados foi maior no período diurno. |
| Aparece nas coleções: | Mestrado - Cliamb |
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