Aspectos da variabilidade espacial e arrasto em sítios experimentais da Floresta Amazônica - Souza, Cledenilson Mendonça de (2014)
Nesta tese de doutorado caracteriza-se e estuda-se a interação floresta-atmosfera por meio de ferramentas não-lineares utilizando dados de torres micrometeorológicas e de imagens de alta resolução de satélites ambientais. Foram analisadas a interação floresta-atmosfera e características da heterogeneidade horizontal referentes aos sítios experimentais amazônicos de Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Uatumã (1º 56' S 2º 21' S e 59º 16' W 57º 57' W) e da Reserva Biológica do Jarú em Rondônia (10º 05' S 10º 19' S e 61º 35' W 61º 57' W), os quais contêm floresta primária. Foram analisados aspectos do perfil vertical do vento médio acima e no interior do dossel florestal, tais como expressões analíticas para ele, como, por exemplo, a função tangente hiperbólica e variante suas, considerando-se inclusive a variabilidade da altura do ponto de inflexão do perfil e sua relação com a escala de ocorrência de estruturas coerentes. Foram estudados aspectos do arrasto superficial e consequências de sua existência em escoamentos acima de florestas densas. Procurou-se investigar a ocorrência de ondas de gravidade (OGs) acima de sítio experimental na Amazônia central, geradas pela ondulação do terreno na camada limite noturna (CLN). Utilizouse o número de Scorer para classificar ondas internas de gravidade forçadas ou não pela orografia. Para isso foram determinadas escalas características das ondulações do terreno para várias direções do vento compreendidas entre vento de norte-leste e de leste-sul, que são predominantes na região. Foram utilizadas imagens altimétricas com resolução de 30 m, as quais forneceram informações para a detecção de escalas de comprimento características das ondulações do terreno em direções específicas, via análise multi-escala, utilizando-se a Transformada Wavelet Contínua, com uma wavelet analisadora de Morlet. Também foram utilizados dados meteorológicos medidos em uma torre de 80 m de altura (2º 08' 40,0" S 59° 00' 10,0" W) que se encontra aproximadamente a 130 m acima do nível do mar, como parte integrante do projeto científico teuto-brasileiro “ATTO” (Amazonian Tall Tower Observatorium), no sitio experimental da Reserva de Desenvolvimento Sustentável de Uatumã, a nordeste do Amazonas. Os resultados mostraram que a maior parte das OGs detectadas satisfizeram o critério de Steeneveld et al. (2009) para caracterização de ondas induzidas orograficamente. Aquelas que não satisfizeram tal critério foram as detectadas preferencialmente em dois arcos, centrados na torre meteorológica, o primeiro, em que a direção do vento esteve entre 0º a 45º, e o segundo, com a direção do vento entre 120º e 180º. Os eventos de OGs não forçadas pela orografia estão associados ao “Regime Noturno de Turbulência 3” proposto por Sun et al. (2012), em que os efeitos locais não predominam na geração de turbulência, mas efeitos associados a fortes movimentos descendentes de ar bem localizados no tempo (fenômenos do tipo top-down). Como parte da caracterização da heterogeneidade horizontal do terreno, utilizouse imagem de satélite de alta resolução espacial (IKONOS, 1 -4 m) para investigar aspectos da variabilidade em escala da textura de regiões cobertas pela por floresta e desmatadas em área da Rebio-Jarú. Procurou-se determinar a existência de possíveis padrões de variabilidade na textura da cobertura vegetal por escala em regiões tanto cobertas por floresta, pastagem, floresta-pastagem, área cultivada e corpos de água. A detecção de escalas características da textura foi desenvolvida por meio de estudo direcional baseado na aplicação da Transformada Wavelet Contínua Bidimensional, com a utilização da função wavelet analisadora de Morlet. A Análise de Recorrência e de seus quantificadores foi um método de análise de séries temporais não lineares utilizados para discriminar regiões cobertas por florestas de outras com distintos usos da terra em área situada a oeste da Amazônia brasileira a partir de uma imagem de satélite de alta resolução. Isso foi efetuado como parte dos esforços para identificar e caracterizar padrões de heterogeneidade da floresta tropical e de áreas com outras coberturas na região amazônica. Os resultados sugerem a existência de possíveis eixos preferenciais de padrões de textura em áreas cobertas por floresta e de padrões específicos para áreas com diferentes coberturas do solo e com corpos de água. Além desses resultados e metodologias inovadoras, a conclusão deste estudo destaca a importância de caracterizar adequadamente a variabilidade horizontal do terreno e de investigar aspectos da relação entre esta variabilidade e a manifestação de fenômenos físicos específicos na camada limite atmosférica. Tal tipo de investigação certamente apontará caminhos inovadores na busca de parametrizações mais adequadas dos processos de troca floresta-atmosfera em terrenos complexos.