Concentração e fluxo de CO2 sobre o reservatório hidrelétrico de Balbina (AM) / CO2 concentration and flux in hydroelectric reservoir of Balbina (AM)

RESUMO O reservatório de Balbina (59º 28’ 50’’ W, 1º 53’ 25’’ S), localizado próximo à cidade de Manaus, Amazonas, na Amazônia Central, é o segundo maior reservatório hidrelétrico em área localizado na Bacia Amazônica. Nesse reservatório foram realizadas medições de CO2 em alta frequência (10 Hz), do fluxo de CO2, com analisador de gás por infravermelho (IRGA) acoplado a uma câmara flutuante, e de variáveis meteorológicas, com uma boia instrumentada a 2 m da superfície do lago. A concentração média de CO2 foi de 392 e 426 ppm para o dia e a noite, respectivamente, e a taxa de emissão média diária, de 40.427±24.040 µmol.m-­2.d-1. A acumulação da concentração de CO2 sobre o lago à noite, além da respiração, mostra ter sido afetada por baixas velocidades do vento e convecção do lado da água, processos físicos que trazem altas concentrações de CO2 para a superfície e a presença de brisa terrestre. Os fluxos não apresentaram diferenças estatisticamente significantes com as variáveis meteorológicas e foram consideravelmente mais baixos do que os encontrados em um estudo anterior para o mesmo lago. No entanto, os valores concordam com os encontrados em outros estudos em lagos tropicais amazônicos e outros reservatórios.

ABSTRACT The reservoir Balbina (59º 28’ 50W, 1º 53’ 25’’ S), located near the city of Manaus, Amazonas, in Central Amazônia, Brazil, is the second largest hydroelectric reservoir in an area located in the Amazon Basin. In this reservoir, CO2 measurements were performed at high frequency (10 Hz), CO2 flux with gas analyzer infrared (IRGA) coupled to a floating chamber and meteorological variables with a buoy instrumented to 2 m from the lake surface. The average CO2 concentration was 392 and 426 ppm for the day and night, respectively, and the daily average emission rate was 40.427±24.040 µmol-1.m-2.d-1. The accumulation of CO2 in the lake overnight, beyond respiration, shows to be affected by low wind speeds, waterside convection, physical processes involving high concentrations of CO2 for the surface and the presence of land breeze. The fluxes show no statistically significant difference with the meteorological variables and were considerably lower than a previous study for the same lake. However, the values are in agreement with other studies in Amazonian tropical lakes and other reservoirs.

Evidência observacional das brisas do lago de Balbina (Amazonas) e seus efeitos sobre a concentração do ozônio / Observational evidence of lake breezes at Balbina lake (Amazonas, Brazil) and their effect on ozone concentrations

Mecanismos de vento local, tal como as brisas, influenciam o transporte e dispersão dos gases. Medidas da direção do vento e concentração de ozônio (O3) à 10 metros de altura foram realizadas durante a execução do projeto LBA/CLAIRE-2001 (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazônia / Cooperative LBA Airbone Regional Experiment - 2001), no período de 02 a 28.07.2001, nas dependências do Laboratório de Limnologia (01° 55' S, 59°28' W, 174 m) pertencente à Usina Hidrelétrica de Balbina, Amazonas. O lago artificial tem uma área de 2.360 km², sendo suficientemente grande para estabelecer um regime de brisas. As brisas de lago e floresta apresentam-se de forma bem definidas, sendo que a brisa de lago fica melhor caracterizada no período mais quente do dia (10 às 14 horas), enquanto a brisa de floresta evidencia-se no período de 16 às 08 horas com o resfriamento radiativo mais intenso da floresta, o que acarreta um forte contraste térmico. Enquanto isso, a concentração média diária (24 h) de O3 foi de 8,7 ppbv com média de 10,6 ppbv no período diurno e 3,5 ppbv no período noturno. Os resultados também indicaram que quando a brisa é de lago, mesmo a noturna, a concentração de O3 é muito maior do que correspondente a concentração referente a brisa de floresta.

Local wind systems, such as sea or lake breezes, strongly affect the transport and dispersion of atmospheric trace gases. Based on its size and location, the artificial lake of Balbina in the Amazon - can be expected to give rise to a lake/forest breeze regime. During the period 2 to 28 July 2002, within the LBA/CLAIRE-2001 experiment, we have continually measured the ozone concentrations (O3) and the wind directions close to the Balbina dam. We found that there is indeed a well established breeze system, with lake breezes prevailing during mid-day (10 to 14 LT) while forest breezes prevail from the afternoon to early morning (16 to 8 LT). During the latter period radioactive cooling in the forest creates a strong local thermal contrast. The average daily ozone concentration was 8.7 ppbv, with an average of 10.6 ppbv during the day, and 3.5 ppbv at night. When local winds came from the lake, even at night, ozone concentrations were greater compared to breezes coming from the forest.