Abstract

1. Abstract In this work we investigate the occurrence of low level jet (LLJ) events during dry season in the nocturnal boundary-layer above Caxiuanã Forest Reserve. 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 values decay at least 2 m/s just above and below the jet region. We use data collected in CIMELA (Eastern Amazonia Mesoscale Circulations) Experiment, which took place in many eastern Amazonia sites in October-November 2003: i) radiossonde data to obtain vertical profiles of wind velocity to detect LLJs and to determine some mixing characteristics induced by them; (ii) four “Vektor” cup anemometer (30 s sampling rate) located in a 54 m height meteorological tower installed in forest environment to obtain wind velocity profiles, both above and below the forest canopy. LLJs occurred in 39% of the available nocturnal profiles. Its mean height was approximately 580 m and its mean velocity value was often greater than 10 m/s. Some very strong wind events, lasting no more than 14 min, have been observed near 22 LT (local time), many of which probably associated with LLJ mixing. Our interpretation is that “top-down” mixing induced by LLJ would reach the surface during these strong wind events, but other hypothesis to explain them cannot be discarded. They have obvious consequences for forest-atmosphere exchange processes. RESULTADOS E DISCUSSÕES Jatos de baixos níveis (JBNs) ocorreram em onze diferentes perfis noturnos, ou seja, 39% das radiossondagens noturnas. A altura média dos JBNs foi de cerca de 580 m e sua velocidade média foi maior que 10 m/ s, exceto em um episódio. Foi observado também um jato diurno no horário das 9 h (hora local). Histogramas mostrando as ocorrências dos jatos de acordo com seu horário, intensidade e altura podem ser vistos na figura 1. Um episódio de jato típico e intenso observado se encontra na figura 2. (a) (b) (c) Figura 1 – Histogramas: (a) Intensidade, (b) altura e (c) horário dos jatos de baixos níveis. Figura 2 – Jato de baixos níveis do dia 14 de novembro às 3 horas. Os jatos mostram sua influência no perfil de razão de mistura abaixo da região do jato, porém o comportamento do perfil de temperatura potencial virtual se mostra pouco sensível à presença do jato, o que pode estar associado às características térmicas da estrutura vertical da atmosfera tropical úmida, com muita mistura de calor durante o dia e com saldo pequeno de perda radiativa durante à noite. Além disso, é interessante ressaltar que a direção dos jatos é sempre de Nordeste. Isto sugere que a origem da elevada concentração de umidade observada abaixo do jato esteja associada a um processo de advecção de umidade da enseada (localizada à Nordeste da ECFP, Caxiuanã) para a Reserva Florestal, contando com a ação do jato na mistura de umidade da superfície até sua altura de ocorrência. Com os dados do anemômetro de copo, foi possível observar a ocorrência de máximos nos perfis de velocidade do vento obtidos a cada 30 s, aqui chamados de rajadas, durando de 2 até 14 minutos. Histogramas mostrando as informações referentes às rajadas estão na figura 3. Um evento de rajada típico observado nos perfis pode ser visto na figura 4. (a) (b) (c) Figura 3 – Histogramas: (a) intensidade, (b) duração e (c) horário das rajadas. Figura 4 – Evento de rajada típico Figura 5 – Concentração de CO2 durante o evento Os eventos de rajadas foram investigados com dados de resposta rápida. A partir deles, foram feitos gráficos de escalares (CO2, vapor d’água e temperatura) e das componentes da velocidade do vento para meia-hora antes, durante e meia-hora depois do evento. Para o evento típico apresentado, o gráfico da concentração de CO2 durante a rajada está na figura 5. Estes eventos também têm a direção nordeste como é o caso dos jatos de baixos níveis observados, com exceção dos que ocorreram durante a tarde, que tiveram direção sudeste e sul. Observa-se que alguns jatos ocorrem no horário da radiossondagem seguinte à do horário da rajada. É possível que a ocorrência de rajadas e a existência de JBNs sejam fenômenos com algum tipo de ligação, todavia ainda não se chegou a uma conclusão definitiva sobre tal relação. É possível também que nem todos os episódios de rajada estejam associados a uma única causa física, conforme indicado por Sun et al. (2004) em seus estudos sobre a CLN na região central dos EUA no Experimento CASES – 99 (Cooperative Atmosphere-Surface Exchange Study). Nota-se também que quando as rajadas ocorrem à tarde, elas não acontecem à noite. No que se refere às rajadas diurnas, Garstang e Fitzjarrald (1999) fizeram um estudo aprofundado da sua ocorrência na Amazônia. Os gráficos brutos de escalares como gás carbônico, vapor d’água e temperatura sofrem alterações com a ocorrência das rajadas. As concentrações de gás carbônico e vapor d’água aumentam, enquanto que a temperatura diminui durante e meia-hora depois do evento de rajada. Alguns resultados preliminares indicam que, fazendo-se uma integração no tempo de w’c’ para cada meia-hora, das 19 h até às 5h, nota-se que o período do evento e da meia-hora seguinte somados respondem por mais de 50% do transporte de CO2 em relação ao resto da noite. É possível observar estruturas de rampas nos sinais de CO2 e vapor d’água, em que as amplitudes e freqüências das oscilações variam com o tempo. No caso da temperatura, as rampas são invertidas. Todas estas observações são úteis para a posterior identificação da fonte de CO2, umidade e calor sensível. Isto provavelmente tem conseqüências para os processos de troca floresta-atmosfera. AGRADECIMENTOS: Esta pesquisa foi financiada pelo Programa-PPG7/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. EFEITOS DO JATO DE BAIXOS NÍVEIS SOBRE O CAMPO DE VENTO EM SUPERFÍCIE DA CAMADA LIMITE ATMOSFÉRICA ACIMA DA RESERVA FLORESTAL DE CAXIUANÃ DURANTE A ESTAÇÃO SECA(LOW LEVEL JET EFFECTS UPON THE SURFACE ATMOSPHERIC BOUNDARY-LAYER WIND FIELD ABOVE CAXIUANÃ FOREST RESERVE DURING DRY SEASON)Leonardo D. A. SáMuseu Paraense Emílio Goeldi – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais/ Centro de Previsão de Tempo e Estudos Climáticosldsa@museu-goeldi.brDaniele S. Nogueira Universidade Federal do Pará – Aluna de Graduação em MeteorologiaBolsista de Iniciação Científica CNPq - Milenio/ LBAJúlia C. P. CohenUniversidade Federal do Pará – Departamento de Meteorologia ID: 120/ ID da Ordem: 45.15-P