Erosion of the nocturnal boundary layer in the central Amazon during the dry season

In this study, the erosion of the nocturnal boundary layer (NBL) was analyzed in the central Amazon during the dry season of 2014, using data from the GoAmazon 2014/5 Project and high-resolution model outputs (PArallelized Les Model - PALM). The dataset consisted of in situ (radiosonde) and remote sensing instruments measurements (Ceilometer, Lidar, Wind Profiler, microwave radiometer, and SODAR). The results showed that the NBL erosion occurred, on average, two hours after sunrise (06:00 local time), and the sensible heat flux provided more than 50% of the sensible heating necessary for the erosion process to occur. After the erosion, the convective phase developed quickly (175.2 m h-1). The measurements of the remote sensors showed that the Ceilometer, in general, presented satisfactory results in relation to the radiosondes for measuring the height of the planetary boundary layer. The PALM simulations represented well the NBL erosion, with a small underestimation (≈ 20 m) at the beginning of this phase. In the final phase of NBL erosion and in the initial stage of the development of the convective boundary layer (CBL), the model presented satisfactory results, with heights of CBL ranging from 800 m to 1,650 m, respectively. (AU)

Variabilidade espacial da chuva durante o experimento LBA/TRMM 1999 na Amazônia / Rainfall space variability during the LBA/TRMM experiment 1999 in Amazônia

O objetivo desta pesquisa foi o de estudar a variabilidade espacial de chuvas convectivas na Amazônia, durante o experimento LBA/TRMM em 1999. Um conjunto de dados consistindo de 37 pluviômetros (divididos em 4 subconjuntos e com distância máxima entre eles de 50 km) foi utilizado, sendo estas medidas de pluviometria de meados de Dezembro de 1998 ao final de Fevereiro de 1999, que é o pico da estação chuvosa em Rondônia (sudoeste da Amazônia). A metodologia de correlação interestações (baseado em probabilidade condicional) e assumindo uma distribuição estatística log-normal bivariada foi aplicada aos dados de precipitação diária e os resultados mostraram que chuvas que ocorrem em uma distância inferior a 1 km de raio têm um alto valor de correlação (variando de 0,7 a 0,9) representando a validação de uma medida pontual de chuva. A curva ajustada da variação do coeficiente de correlação ( ro ) versus distância (d em km) foi: ro = 0,72 - 0,15 ln (d).

The purpose of this work was to study the space variability of the convective rainfall in Amazonia during the LBA/TRMM experiment 1999. A dataset of 37 rain gauges (split in 4 networks and geographically located with a maximum distance amongst them around 50 km) has been used to provide rainfall measurements for the period from mid Dec 1998 until end of Feb 1999, which is the peak of the rainy season at Rondonia (southwest of Amazonia). The methodology of interstation correlation (based on conditional probability and assuming a bivariate mixed lognormal distribution) have been applied to computed daily rainfall and the results had shown that rainfalls occurring within a 1 km of radius have a high correlation coefficient (ranging from 0.7 up to 0.9) representing the validation of a point rainfall measurement. The adjusted curve of the correlation coefficient (rho) vs distance (d in km) was: rho = 0.72 - 0.15 ln (d).

As possíveis alterações microclimáticas devido a formação do lago artificial da hidrelétrica de Tucuruí -PA / The possible impacts on the microclimate due to the artificial lake from Tucuruí's dam

Existem muitas preocupações ecológicas do impacto que a construção de grandes lagos na Amazônia podem provocar, principalmente relacionadas ao microclima. Este estudo visa aumentar o conhecimento científico sobre a distribuição de chuvas antes e depois da formação do lago artificial da UHE Tucuruí-PA. Foram utilizados dados diários de precipitação dos períodos de 1972 a 1983 (pré-enchimento) e de 1984 a 1996 (pós-enchimento) para as cidades de Tucuruí e Marabá-PA. Comparando-se os totais mensais (pré e pós-enchimento), não se observam diferenças estatisticamente significantes (foram aplicados os testes de Fisher e Man-Whitney). Analisando-se a ocorrência de dias com precipitação superior a 5 e 25 mm.dia-1, também não se observam diferenças estatisticamente significativas. Há um leve aumento do número de dias com chuvas leves no final período sêco após a formação do lago, talvez devido a alta evaporação do lago artificial. Também não se observou modificações do início ou final da estação chuvosa.

Efeitos de um evento de friagem nas condições meteorológicas na Amazônia: um estudo de caso / Meteorological effects of a cold spell event over Amazonia: a case study

A influência do fenômeno da friagem nas variáveis meteorológicas e nos fluxos de energia e CO2 , foi realizada numa área de floresta próxima à região de Ji-Paraná, Rondônia, durante o mês de junho de 2001. A friagem ocasionou uma diminuição de 35 por cento no valor da temperatura do ar. Notou-se uma redução de 75 W.m-2, na radiação solar incidente, associada à nebulosidade presente em decorrência da penetração da massa de ar fria. Conseqüentemente, tanto o fluxo de calor sensível (H) quanto o de calor latente (LE), apresentaram uma diminuição no seu valor médio diário, apresentando uma diferença em relação aos dias normais de 8 e 34 por cento, respectivamente. A concentração de CO2 permaneceu constante, sem apresentar o aumento comum durante a noite, devido à condição de vento forte típica da friagem. Em situação normal o fluxo médio durante o dia de CO2 (-2,44 mmol m-2 s-1) foi menor que durante os dias de friagem (-5,78 mmol m-2 s-1); enquanto que os fluxos médios noturnos foram +1,77mmol m-2 s-1 e +2,83mmol m-2 s-1 durante situações de dias normais e de friagem, respectivamente.

Observations of the influence of a Cold Spell phenomena on meteorological variables and on energy and CO2 fluxes were made in a forest site near Ji-Paraná, Rondonia, during June 2001. Friagem caused a diminution of 35 percent at air temperature. A reduction of 75 W.m-2 from normal days (200 W.m-2) to cold days (125 W.m-2) in the mean incoming solar radiation was also observed. During the Cold Spell days, both sensible heat (H) and latent heat fluxes (LE) showed a decrease in their mean daily value, showing a difference from normal days of 8 e 34 percent, respectively. The CO2 concentration remained constant, without increase during the night, due to the windy condition of cold days. During normal days the mean diurnal CO2 flux (-2,44 mmol m-2 s-1) was lesser than that one at phenomena days (-5,78 mmol m-2 s-1), while the mean nocturnal fluxes were +1,77mmol m-2 s-1 e +2,83mmol m-2 s-1 during normal and cold days, respectively.

Diurnal variability of rainfall in southwest Amazonia during the LBA-TRMM field campaign of the austral summer of 1999 / Variação diurna da chuva no sudoeste da Amazônia durante a campanha de campo do experimento LBA-TRMM no verão austral de 1999

The TRMM-LBA field campaign was held during the austral summer of 1999 in southwestern Amazonia. Among the major objectives, was the identification and description of the diurnal variability of rainfall in the region, associated with the different rain producing weather systems that occurred during the January-February season. By using a network of 40 digital rain gauges implemented in the state of Rondônia, and together with observations and analyses of circulation and convection, it was possible to identify details of the diurnal cycle of rainfall and the associated rainfall mechanisms. Rainfall episodes were characterized by regimes of "low-level easterly" and "westerly" winds in the context of the large-scale circulation. The westerly regime is related to an enhanced South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and an intense and/or wide Low Level Jet (LLJ) east of the Andes, which can extend eastward towards Rondônia, even though some westerly regime episodes also show a LLJ that remains close to the foothill of the Andes. The easterly regime is related to easterly propagating systems (e.g. squall-lines) with possible weakened or less frequent LLJs and a suppressed SACZ. Diurnal variability of rainfall during westerly surface wind regime shows a characteristic maximum at late afternoon followed by a relatively weaker second maximum at early evening (2100 Local Standard Time LST). The easterly regime composite shows an early morning maximum followed by an even stronger maximum in the afternoon.

O experimento de campo do TRMM-LBA ocorreu conteceu durante o verão austral de 1999, na região do sudeste de Amazonia. Entre os principais objetivos deste trabalho pode-se citar a identificação e descrição da variabilidade diurna da chuva nesta região, associada a diferentes fenômenos meteorológicos e sistemas de tempo que ocorreram durante o período de Janeiro-Fevereiro. Usando uma rede de 40 pluviômetros instalados no estado de Rondônia, ,juntamente com outras observações de circulação atmosférica e convecção, foi possível identificar detalhes do ciclo diurno de chuva e os mecanismos de circulação associados. Os eventos de chuva foram caracterizados por regimes de vento nos níveis baixos e no contexto da circulação de grande escala: ventos de oeste e de leste. O regime "de oeste" se associa a Zona de Convergência do Atlântico Sul (ZCAS) e a episódios intensos de jatos de baixos níveis ao leste dos Andes (LLJ), que podem estender seus efeitos até Rondônia. Episódios de eventos "de leste" se associam a sistemas meteorológicos que se propagam desde a Foz do Rio Amazonas em direção oeste (e.g. linhas de instabilidade) e podem ser acompanhados por episódios fracos de LLJ e de ZCAS. A variabilidade diurna de chuva durante episódios de circulação "de oeste" apresenta um máximo característico á tarde (1200-1400 hora local) com um máximo secundário á noite (2000-2200 hora local). O regime de circulação "de leste" mostra um máximo á tarde (1200-1400 hora local), precedido de um máximo secundário durante a madrugada (0000-0200 hora local).

Perfil de vento em áreas de floresta e pastagem na Amazônia

During the dry station of 1994 a study of the behavior of the wind profile was made using measurements from radiossonde, in forest and pasture areas in the Ji-Paraná region, Rondônia. The wind in the forest is, on average, 2 m.s-1 more strong than pasture, and the mean wind direction comes from ENE above 1000m and from ESE in the area below, in both sites. Is possible to view maximum winds in both sites, near 2000 m, around 8 local time, of about 8,0 m.s-1 and 6,5 m.s-1 at forest and pasture, respectively. The estimated heights of the convective boundary layer are similar the ones computed by thermodynamics methods.

Durante a estação seca de 1994, um estudo do comportamento do perfil do vento foi realizado usando dados de radiossondagens, em áreas de floresta e de pastagem na região de Ji-Paraná (Rondônia). O vento na floresta é, em média, 2 m,s-1 mais intenso que na pastagem, e a direção média do vento apresenta-se de ENE acima de 1000m e de ESE na região abaixo, em ambos os sítios. Nota-se a presença de ventos máximos em ambos os sítios em torno de 2000m, próximo das 8 horas local, de aproximadamente 8,0 m.s-1 e 6,5 m.s-1 na floresta e pastagem, respectivamente. As alturas estimadas da Camada Limite Convectiva são similares aquelas observadas por métodos termodinâmicos.

Análise da variabilidade diária da precipitação em área de pastagem para a época chuvosa de 1999 - projeto TRMM/LBA

As part of the investigations of the experiment TRMM/LBA in Amazônia, measurements of the rain were obtained in a pasture site. In this work precipitation distribution were analyzed during the period from January 10 to February 28, 1999 (wet season). The monthly totals of precipitation for the period were 322.3 and 468.6 mm for January and February, respectively. The analyses of the frequency distribution for the events lower than 1 mm.h-1 and higher than 1, 3, 5, 10, 15 and 20 mm.h-1 showed different time distribution. The events lower than 1 mm.h-1 presented a more regular temporary distribution, even representing only 3% of the total volume of precipitation (27 mm). The events with precipitation above 1, 3, 5 mm.h-1 presented a similar pattern among them, and the most frequent cases ocurred during late afternoon. Those events represented about 97, 91 and 86% of the total of the precipitation, respectively. Finally, the events above 10, 15 and 20 mm.h-1 represented 73, 68 and 62% of the total of the precipitation respectively, and the largest relative frequencies concentrated among 2 up to 4 HL and 15 up to 17 HL. The rainfall observed can be classified in 2 distint system: local convection and mesoscale convective system, which provoke peaks at 16 LT and 4 LT, respectively.

Como parte das investigações do experimento TRMM/LBA na Amazônia, medidas de chuva foram obtidas continuamente sobre uma área de pastagem. Neste trabalho foram analisados dados de precipitação durante o período compreendido entre 10 de janeiro a 28 de fevereiro de 1999 (período chuvoso). Os totais mensais de precipitação para o período estudado foram de 322,3 e 468,6 mm para janeiro e fevereiro, respectivamente. As análises da distribuição de frequência para os eventos inferiores a 1 mm/h e superiores a 1, 3 , 5, 10, 15 e 20 mm.h-1, mostraram diferentes distribuição temporal. Os eventos inferiores a 1 mm.h-1 apresentaram uma distribuição temporal mais regular, porém representando apenas cerca de 3% do volume total de precipitação (27 mm). Os eventos com precipitação superiores a 1, 3, 5 mm.h-1 apresentaram um padrão similar entre si, sendo que os casos mais frequentes ocorreram durante a madrugada e final da tarde. Esses eventos representaram cerca de 97, 91 e 86% do total da precipitação, respectivamente. Finalmente, os eventos acima de 10, 15 e 20 mm.h-1 totalizaram, respectivamente, 73, 68 e 62% do total da precipitação, e as maiores frequências relativas concentraram-se entre 2 às 4 HL e 15 às 17 HL. A precipitação observada pode ser classificada em 2 sistemas distintos de produção de chuva: convecção isolada local e sistemas convectivos de mesoescala, os quais provocaram máximos de precipitação às 16 e 4 HL, respectivamente.

On the influences of the El Niño, La niña and Atlantic Dipole Paterni on the Amazonian Rainfall during 1960-1998

The influence of the large-scale climatic variability dominant modes in the Pacific and in the Atlantic on Amazonian rainfall is investigated. The composite technique of the Amazon precipitation anomalies is used in this work. The basis years for these composites arc those in the period 1960-1998 with occurrences of extremes in the Southern Oscillation (El Niño or La Niña) and the north/south warm (or cold) sea surface temperature (SST) anomalies dipole pattern in the tropical Atlantic. Warm (cold) dipole means positive (negative) anomalies in the tropical North Atlantic and negative (positive) anomalies in the tropical South Atlantic. Austral summer and autumn composites for extremes in the Southern Oscillation (El Niño or La Niña) and independently for north/south dipole pattern (warm or cold) of the SST anomalies in the tropical Atlantic present values (magnitude and sign) consistent with those found in previous works on the relationship between Amazon rainfall variations and the SST anomalies in the tropical Pacific and Atlantic. However, austral summer and autumn composites for the years with simultaneous occurrences of El Niño and warm north/south dipole of the SST anomalies in the tropical Atlantic show negative precipitation anomalies extending eastward over the center-eastern Amazon. This result indicates the important role played by the tropical Atlantic in the Amazon anomalous rainfall distribution.

A influência dos modos dc variabilidade climática dc grande escala dominantes no Pacifico e Atlântico nas chuvas da Amazônia é investigada. A técnica de compósitos das anomalias dc precipitação na Amazônia é usada neste trabalho. Os anos base destes compósitos são aqueles do período 1960-1998 com ocorrências de extremos na Oscilação Sul (El Niño ou La Niña) e de padrão de dipolo norte/sul quente (ou frio) nas anomalias de TSM no Atlântico tropical. Dipolo quente (frio) significa anomalias positivas (negativas) no Atlântico tropical Norte e negativas (positivas) no Atlântico tropical Sul. Compósitos dc verão e outono austrais para extremos na Oscilação Sul (El Niño ou La Niña) e independente para padrão de dipolo norte/sul (quente ou frio) de anomalias de TSM no Atlântico tropical, apresentam valores (magnitude e signal) consistentes com aqueles encontrados cm trabalhos anteriores sobre a relação entre as variações de precipitação na Amazônia c anomalias de TSM no Pacífico e Atlântico tropicais. No entanto, compósitos dos verões e outonos austrais para os anos com ocorrências simultâneas de El Niño e dipolo quente norte/sul dc anomalias de TSM no Atlântico tropical mostram anomalias negativas de precipitação estendendo-se para leste sobre a Amazônia ccntro-leste. Este resultado indica o importante papel desempenhado pelo Atlântico tropical na distribuição anômala de precipitação na Amazônia.

Modificações do microclima e regime hidrológico devido ao desmatamento na Amazônia: estudo de um caso em Rondônia (Ro), Brasil

As mudanças no microclima e no balanço hídrico devido ao desmatamento na Amazônia (região de Ji-Paraná-RO) foram estudadas com dados meteorológicos coletados de janeiro/92 até outubro/93, em sítios experimentais de floresta tropical e de pastagem. Observou-se que a troca de vegetação (desmatamento) reduz a precipitação total em 10%, diminui a evapotranspiração real de 24% e também apresenta uma maior amplitude térmica da temperatura do ar de 1,6 °C. A análise do balanço hídrico mostra claramente que a floresta tropical consegue extrair mais água do que o sítio de pastagem durante a estação seca, embora os dois sítios possuam comportamentos similares durante a estação chuvosa.

Variabilidade diária da precipitação em regiões de floresta e pastagem na Amazônia

Measurements of hourly rainfall were made with an automatic weather station in ABRACOS Project sites of pasture and forest in the Amazonia rainforest between 1992-1995 in the rainy season (jan/feb/mar). Daily variability of rainfall higher than 1mm h-1 showed a relative frequency of 6.7% at 14 local time (LT) on the pasture site, and 5.7% at 16 LT to the forest. The afternoon period (13-18 LT) registered above 30% of rainfall events in the forest and pasture To rainfall higher than 10mm h-1, there is an evening concentration, 12.3% of events in the pastureland, and 11.5% on the forest occurred at 18 LT. The period between 7-18 LT concentrate 64.9% of events on the pastureland and 57.7% on the forest. Of the total rainfall events, 14% are higher than 10 mm h-1, in the both sites. The comparison of the total rainfall measured in sites showed on average values 28% higher on the forest than pasture.

As estações automáticas do Projeto ABRACOS instaladas na Amazônia Ocidental forneceram os dados horários de precipitação em áreas de pastagem e floresta, durante o trimestre mais chuvoso (j/f/m) no período de 1992 a 1995. A variabilidade diária de precipitação maior que 1 mm h1 mostrou uma frequência relativa de 6,7% dos casos às 14 horas local (hl) na pastagem e 5,7% às 16 hl na floresta. O período da tarde (13-18 hl) registra acima de 30% dos eventos de precipitação em ambos os sítios. Há uma boa regularidade na distribuição horária dos eventos, principalmente na floresta. Para as precipitações maiores que 10 mm h1, existe uma concentração dos casos no final da tarde. Na pastagem 12,3%, e na floresta 11,5% dos eventos ocorrem às 18 hl. O intervalo entre 7-18 hl detém 64,9% dos casos na pastagem, e 57,7% na floresta. Do total de eventos de precipitação, 14% são maiores que 10 mm h1, tanto na floresta como na pastagem. Comparando-se o total de chuva ocorrido nas áreas de floresta e pastagem, o volume precipitado na floresta é cerca de 28% em média superior ao da pastagem.

Uma revisão geral sobre o clima da Amazônia

This paper describes recent research on some climatic aspects of Amazonia. It describes the paleoclimate, characteristics of the present patterns of air temperature and rainfall distribution, together with results from field observations of atmospheric phenomena (squall lines, the Bolivian upper-tropospheric high, river breezes, relations with El Niño, interactions with polar fronts and convection processes, cold spells, inter-annual and longer-term variability). Since deforestation is proceeding rapidly in Amazonia, the paper describes the principal changes in microclimate that result from it and the results of numeric simulations in which tropical forest is replaced by pasture. The paper concludes with a summary of micrometeorological studies conducted in Amazônia over the last two decades.

Este trabalho busca apresentar, de uma maneira compacta, os principais resultados científicos já alcançados pela comunidade brasileira e mundial sobre pesquisas na Amazônia. Aborda-se o paleoclima da região, bem como as características atuais, em termos de temperatura do ar e da distribuição de chuvas. São discutidos os principais sistemas atmosféricos atuantes na região, tais como linhas de instabilidade, brisa fluvial, teleconexões com El-Niño, interação com sistemas frontais no sul do país, friagens, além da variabilidade do clima nas escalas interanuais e de longo-prazo. Tendo em vista as altas taxas de desmatamento em algumas partes da Amazônia, são discutidos as principais modificações microclimáticas e resultados obtidos por simulações numéricas devido à substituição de floresta tropical por áreas de pastagens. Finalizando, é apresentado um resumo dos vários experimentos micrometeorológicos que ocorreram na Amazônia nas últimas duas décadas.

Climatic aspects of the Amazonian Tropical Forest

The purpose of this study is to analyse the climatic aspects of the data collected in a forest site in comparison with conventional data obtained at different sites, such as clearing, rural an urban areas. The results showed that diverse climatic conditions do exist among the sites: the urban site showed higher temperature and lower relative humidity. In addition, evapotranspiration (potential and actual rates) was computed from the forest data set, using the classical Penman-Monteith's equation. The actual evapotranspiration is 30% of the potential value during dry period and seems to be almost constant during the whole year (tipically 2.0 to 2.5 mm day-1).

Este trabalho analisa os aspectos climáticos de dados coletados em uma área de floresta tropical nativa e compara-os com dados convencionais em situações de clareira, condições rural e urbana. Os resultados mostram que diversas condições climáticas existem entre os sítios escolhidos: a condição urbana apresenta os maiores valores de temperatura e os menores valores de umidade relativa. Além disso, taxas de evapotranspiração real e portencial são calculadas com o conjunto de dados obtidos na área de floresta tropical, utilizando a equação clássica de Penman-Monteith. A evapotranspiração real é de 30% da taxa potencial durante o período seco e aproximadamente constante durante o ano todo (valores típicos de 2.0 a 2.5 mm.dia-1).

Impacto ecológico em Tucuruí (PA): Climatologia

In this work, the climatic pattenn of the UHE Tucuruí - Regin is shown, for the period of december/1982 to december/1986. The seasonal patterns of temperature, relative humidity, wind velocity (2 m height) precipitation, intensity of solar radiation and the ratio of sunshine hours are presented. Penman-Monteith's method is used to determine the potential evapotrasnpiration if that region. As a result daily evapotranspiration avenage is higher than in the literature, because assumed the saturation of the surface for all months that antecipate the formation of the reservoir.

Neste trabalho, mostra-se o comportamento climático da região da UHE de Tucuruí, durante o período de Dezembro de 1982 a Dezembro de 1986. São apresentados os padrões sazonais de temperatura e umidade relativa do ar, regime de velocidade de vento (a 2 metros), distribuição da precipitação local, fluxo de radiação solar e razão de insolação. Aplica-se a formulação de Penman-Monteith para a evapotranspiração potencial (EP) na região. Como resultados, encontra-se uma evapotranspiração média diária maior à encontrada na literatura, pois assumiu-se condições de saturação da superfície para todos meses antecedentes da formação do lago.

Evaporação potencial de florestas

A procedure adequated to the study of forest potencial evaporation is presented. Meteorological datas were obtained by automatic weather stations installed on the tower's top, at level 45 m, and constitute part of a large whole of information, which come being formed in the scope of Micrometeorological Experiment, at Ducke Reserve near from Manaus-AM. Observational period was August/83 - April/85, and stations provided houvly measurements of wind velocity, air temperature and specific humidity, solar and net radiation.

Um procedimento para o estudo da evaporação potencial, horária de florestas é apre sentado. As informações meteorológicas analisadas, foram obtidas através de estações automáticas instaladas no topo de uma torre de 45 m, e fazem parte de um conjunto mais amplo de dados, que vem sendo formado no âmbito de um experimento de micrometeorologia se desenrola na Reserva Florestal Ducke nas proximidades de Manaus. As informações utilizadas cobrem o período de agosto de 1983 até abril de 1985 e são compostas por valores médios horários de velocidade do vento, temperatura e umidade especifica do ar, radiação solar e saldo de radiação.