Dissertação
Jatos de baixos níveis na Camada Limite Noturna Amazônica e Sua Influência no Transporte de Escalares
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Leônidas Pompeu Leão Velloso
Resumo
O presente trabalho realizou um estudo de longo termo buscando investigar a estrutura
do escoamento turbulento durante a ocorrência de Jatos de Baixo Nível (JBN’s) na
Camada Limite Noturna (CLN) na Amazônia Central. Os dados experimentais para a
realização desse trabalho são provenientes do projeto ATTO (Amazon Tall Tower
Observatory) que conta com sensores micrometeorológicos instalados em duas torres,
uma de 80 metros e outra de 325 metros. Nessas torres são coletados dados de
temperatura, componentes da velocidade do vento (u, v e w), gases (H2O e CO2), dentre
outros. Foram usados dados coletados durante o período de Julho de 2021 a Janeiro de
2022. Identificou-se a presença de Jatos de Baixo Nível (JBN’s) na CLN da Amazônia.
Realizou-se uma estatística descritiva dos parâmetros de altura, direção e velocidade do
vento para os eventos detectados. Após a detecção dos eventos de JBN’s no período
estudado, implementou-se uma classificação de eventos em JBN’s com sinal e JBN’s sem
sinal. Tal classificação esteve associada aos impactos da presença dos JBN nas
concentrações de escalares e intensidade da turbulência ao nível da copa florestal.
Separou-se 7 eventos de cada classe para obtenção de perfis adimensionais e compósitos
dos fluxos de momento e calor sensível, temperatura, velocidade do vento, energia
cinética turbulenta, além das concentrações de H2O e CO2. Foram detectados 132 eventos
de JBN, com o mês de Julho com maior número de eventos. Os parâmetros médios dos
JBN’s são: altura de 130 m, direção do vento de 30,39º e velocidade do vento de 3,6 m/s.
Quanto aos efeitos da presença de JBN’s, observa-se que a classe JBN com sinal promove
intenso cisalhamento do vento que aumenta os fluxos de momento e calor sensível,
dobrando a energia cinética turbulenta durante a sua ocorrência. Conclui-se que a altura
da CLN e da Camada Residual, além de características da topografia do sítio ATTO,
interferem diretamente nos parâmetros e formação dos JBN’s na região. Além disso,
observa-se um indicativo que há um limiar de velocidade adimensionalizada para a ação
do JBN promover mistura de forma descendente.
Abstract:
This work is a long-term study aimed at investigating the structure of the turbulent flow
during the occurrence of Low Level Jets (LLJs) in the Nocturnal Boundary Layer (NBL)
in Central Amazonia. The experimental data for this work came from the ATTO (Amazon
Tall Tower Observatory) project, which has micrometeorological sensors installed on two
towers, one 80m high and the other 325m high. These towers collect data on temperature,
wind speed components (u, v and w), gases (H2O and CO2), among others. The data used
in this study was collected from July 2021 to January 2022. This data was used to identify
the presence of LLJ’s in the Amazonian NBL. Descriptive statistics were carried out on
the parameters of height, direction and wind speed for the events detected. After detecting
the LLJ events during the period studied, a classification of events into LLJ’s with a signal
and LLJ’s without a signal was implemented, based on their impacts at the level of the
forest canopy. Seven events from each class were separated to obtain dimensionless and
composite profiles of momentum and sensible heat fluxes, temperature, wind speed,
turbulent kinetic energy, as well as H2O and CO2 concentrations. A number of 132 LLJ
events were detected, with July having the highest number of events. The average
parameters of the LLJ's are: height of 130m, direction of the 30.39ºand a wind speed of
3.6m/s. As for the effects of the presence of LLJ’s, it can be seen that the LLJ class with
a signal promotes intense wind shear, which increases the fluxes of momentum and
sensible heat and doubles the turbulent kinetic energy during its occurrence. It can be
concluded that the height of the Night Boundary Layer and the Residual Layer, as well
as the characteristics of the topography of the ATTO site, directly interfere with the
parameters and formation of LLJ’ss in the region. In addition, there is an indication that
there is a dimensionless speed threshold for the action of the LLJ to promote downward
mixing.