Relações de similaridades associadas ao campo de velocidade do vento acima e dentro do dossel da floresta amazônica sob a influência de instabilidade do ponto de inflexão

Abstract

Procura-se aprofundar a investigação da subcamada rugosa de transição acima da Floresta Amazônica de terra firme. Foram analisados dados turbulentos de perfis verticais de velocidade do vento, coletados em torre de 60 metros de altura, na Reserva Biológica Jarú (Rebio Jarú) no Município de Ji-Paraná-RO. Esta era caracterizada por área de vegetação nativa de floresta tropical com altura média de 33 metros com algumas espécies atingindo até 45 metros de altura. Foi explorado o potencial de análise oferecido pela Transformada em Ondeletas, com o qual procuraram-se explicar as modificações introduzidas por escala no campo de vento pelo dossel florestal, sob condições instáveis e estáveis, com ventos fortes, intermediários e fracos. Com a aplicação da Transformada em Ondeletas aos dados foi possível investigar quais as escalas temporais são mais afetadas por processo de filtragem da energia cinética turbulenta pelo dossel da floresta. Observou-se que a filtragem de energia foi mais efetiva para situações de ventos fracos, nas maiores escalas temporais estudadas. Além disso, buscam-se aperfeiçoar formulações já existentes para o perfil vertical da velocidade média do vento acima e dentro do dossel como, por exemplo, a função Tangente Hiperbólica. Foi pesquisada com sucesso função matemática para obtenção de ajustes mais realistas dos perfis verticais do vento médio disponíveis, através da utilização de variante da função tangente hiperbólica, de tal forma a poder incorporar situações caracterizadas pela ocorrência de máximos relativos de velocidade do vento bem próximos da superfície. Tais resultados sugerem que foi possível obter uma boa função de ajuste para grande parte dos dados analisados.

The aim of this study is to further investigate the transitional roughness sublayer above the Amazon terra firme rainforest. Turbulent vertical profiles of wind speed collected at a 60-meters-high tower in the Biological Reserve of Jarú (Rebio Jarú), Ji-Paraná-RO, are analyzed. The experimental site is characterized by the native tropical forest with an average height of 33 meters, with some species reaching up to 45 meters height. The Wavelet Transform analysis has provided a useful tool to project the wind field by scale, and so, to explain the filtering effect of the atmospheric flow by the forest canopy, under unstable and stable conditions, with strong, moderate and weak wind situations. So, it has been possible to investigate which scale are most affected by the filtering process of the turbulent kinetic energy by the forest canopy. It has been observed that the energy filtering was more effective in situations of weak winds in the largest time scales studied. Furthermore, we seek to improve existing formulations for the vertical profile of average wind speed above and within the canopy using, for example, the hyperbolic tangent function. More realistic fitted functions of the vertical profiles of the mean wind available have been obtained through the use of several improvements of the hyperbolic tangent function, so that it permits to explain situations characterized by the occurrence of relative maximum wind speed near the surface. These results have suggested that it is possible to obtain good fitted functions for much of the analyzed data.