Taxas de armazenamento térmico na biomassa e balanço de energia em superfície para áreas de floresta de terra firme na Amazônia

Avaliaram-se as características das densidades de fluxo de energia sobre dois sítios de floresta de terra firme da Amazônia, evidenciando o papel de cada componente no fechamento do balanço de energia local, com particular ênfase nas taxas de armazenamento térmico de energia acima do solo. Para esta...

Nível de Acesso:openAccess
Publication Date:2009
Main Author: Alessandro Augusto dos Santos Michiles
Orientador/a: Ralf Gielow
Banca: Regina Célia dos Santos Alvalá, Marcos Daisuke Oyama, Clóvis Angeli Sansigolo, Antonio Ocimar Manzi, Roberto Fernando da Fonseca Lyra
Format: Tese
Language:por
Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
Programa: Programa de Pós-Graduação do INPE em Meteorologia
Online Access:http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m18@80/2009/03.06.19.40
Resumo Português:Avaliaram-se as características das densidades de fluxo de energia sobre dois sítios de floresta de terra firme da Amazônia, evidenciando o papel de cada componente no fechamento do balanço de energia local, com particular ênfase nas taxas de armazenamento térmico de energia acima do solo. Para esta análise, coletaram-se dados em duas Reservas Biológicas: a do Cuieiras, na Amazônia central, entre as estações seca de 2003 e úmida de 2004, e a do Jaru, no sudoeste da Amazônia, durante a transição entre as estações seca e úmida de 2002. Empregando metodologias que integram informações de composição e biomassa florestal, dados de umidade relativa e temperatura do ar, além de temperaturas de tronco e de dossel, obtiveram-se, para as taxas de armazenamento de energia, valores noturnos por volta de −20 W m_−2, máximos médios diários entre 75 e 100 W m_−2, magnitudes médias matutinas, após o horário de máximo, de 60 a 26 W m_−2 e mínimos médios diários entre −45 e −65 W m_−2. Em totais diários, verificou-se que a energia foi armazenada nas florestas, em três parcelas aproximadamente iguais: ar, troncos e restante da biomassa (copa e estrato inferior). Durante o período diurno, em ambos os sítios, cerca de 60% da energia do saldo de irradiância foi utilizado pela vegetação para o processo de evapotranspiração, 20% para o aquecimento da atmosfera, 1,5% para a realização de fotossíntese, 8% para armazenamento no ar e na biomassa, menos de 1% para armazenamento no solo e cerca de 10% se dividiram entre componentes não medidos ou se devem a erros instrumentais e/ou de estimativa. Os resultados apontam as florestas investigadas como sumidouros de CO_2 em pequena escala, com a maior assimilação observada durante a estação seca, na Amazônia central. Em geral, observou-se um melhor fechamento do balanço de energia em superfície quando se incluíram as taxas de armazenamento no cálculo, particularmente durante os períodos noturno e matutino. Em razão desta importância do armazenamento para o balanço de energia nas florestas de terra firme avaliadas e, também, pelas dificuldades em sua estimativa, obtiveram-se expressões simplificadas e eficientes que utilizam, como entrada, dados de temperatura e umidade relativa do ar, registrados em intervalos de 30 minutos, em apenas um nível acima da floresta. Verificaram-se valores diários da razão do balanço de energia (razão entre a soma das densidades de fluxo de energia não-radiativas e o saldo de irradiância) variando de 0,77 a 0,88. Observaram-se valores entre 0,82 e 0,91 para esta razão, no período diurno. Para o ciclo noturno, obtiveram-se valores irreais desta razão. Finalmente, o melhor fechamento do balanço de energia, nas áreas de floresta analisadas, ocorreu sob condições atmosféricas instáveis, no período diurno, entre 8 e 14 HL, principalmente durante a estação seca, na Reserva Biológica do Cuieiras.
Resumo inglês:The energy flux density characteristics over two Terra Firme Forest sites in Amazonia were evaluated, showing the function of each component for the closure of the energy balance, with special emphasis on the above-ground thermal energy storage rates (ESR). Data were collected in two Biological Reserves: Cuieiras, in central Amazonia, during the dry season of 2003 and the wet season of 2004, and Jaru, in south-west Amazonia, during the dry to wet transition of 2002. Using a methodology that integrates data of the forest composition and biomass, of the relative humidity and temperature of the air, and of the trunk and canopy temperatures, the following results were found for the ESR: around 20 W m_2 for the night periods; daily average maxima between 75 and 100 W m_2; morning averages from 60 to 26 W m_2, after the hours of the maxima; and daily average minima between 45 and 65 W m_2. As daily totals, the energy was stored in these forests as three nearly equal parcels: in the air, in the trunks, and in the remaining biomass (crown and lower layer). During the daylight period, in both sites, of the net radiation about 60% was used by the vegetation for evapotranspiration, 20% for the heating of the atmosphere, 1.5% for photosynthesis, 8% for storage in the air and in the biomass, and less than 1% for storage in the soil. Finally, about 10% were shared among non-measured components, or due to instrumental and/or estimation errors. The results indicate that these forests are small-scale CO2 sinks, with the greatest assimilation occurring during the dry season in central Amazonia. In general, a better closure of the energy balance was observed when the ESR were included in the computations, particularly during the night and morning periods. Thus, due both to this fact, and to the difficulties to estimate the ESR, efficient simplified expressions for them were obtained, using the temperature and relative humidity of the air measured at 30 minutes intervals at only one level above the forest canopy. The daily energy balance ratios, that is, the quotient between the sum of the non-radiation energy fluxes and the net radiation, varied from 0.77 to 0.88. During the daylight time, these ratios varied between 0.82 and 0.91, while for the nights their values were unreal. Finally, the best closure of the energy balance for these forests did occur during the daylight period, between 8 and 14 LT, under unstable atmospheric conditions, mainly during the dry season at the Cuieiras Biological Reserve.