Resumo

1. Rildo Gonçalves de Moura – CPTEC/INPE – rildo.moura@cptec.inpe.br José Carlos dos Santos - LCP/INPE – jcarlos@lcp.inpe.br João A. de Carvalho Jr. FEG/UNESP – joao@feg.unesp.br Figura 2 – Floresta de estudo com os instrumentos posicionados na torre “in situ”. Fig.1: Localização de Alta Floresta no Arco do Desflorestamento. MEDIDAS E MODELAGEM DE RADIAÇÃO SOLAR ANTES E DURANTE UM EVENTO DE QUEIMA DE BIOMASSA EM ALTA FLORESTA/MT - BR Resumo Tabela - 2. Valores médios, desvio padrão, máximos [MX], mínimos [MN] de radiação observados no topo da torre [OBS] e os modelados (previstos) [MD] no chão da floresta, para período estudado, (dias juliano [DJ] ), unidades Wm-² (azul) e percentual (vermelho) . Com os dados de radiação solar obtidas no topo da torre, obteve-se o comportamento médio diurno da radiação solar (7 às 17h), para o período de quinze dias, a cada 30 minutos. Adicionalmente foram inferidas informações sobre o percentual de radiação solar próximo ao chão da floresta de um área similar ao local do experimento e informações à respeito do índice de área foliar (IAF), (Carreire et al, 2004). Em seguida, os valores médios de radiação solar diurno obtidos no topo da torre, juntamente com outros parâmetros inclusive o valor do IAF médio foram inseridos no modelo de transferência radiativa desenvolvido por Sellers (1985), modificado por Lianhong Gu (1999) e adaptado por Moura et al., (2002), com a finalidade de estimar o valor de radiação solar incidente na superfície próximo ao chão da floresta. Durante a realização do Projeto “Concentrações das Espécies Químicas Liberadas durante a Combustão de Biomassa da Floresta Amazônica”, processo FAPESP 02/08964-4, entre agosto e setembro de 2004, na Fazenda Caiabi (09° 58' S e 56° 21' W), próximo da cidade de Alta Floresta, Estado de Mato Grosso, Brasil, realizaram–se medidas de radiação solar incidente, refletida e saldo de radiação em ambiente de floresta tropical típica de transição [rebrota]. Coletaram-se dados de fluxo de radiação solar incidente e refletida, com piranômetros Kipp & Zonen, e fluxo de balanço de radiação com saldo-radiômetro REBS, instrumentos instalados no topo de uma torre de alumínio de 10 metros, situada no centro da área de 1 hectare de rebrota. Os dados foram gravados em um “datalogger” CR10X (Campbell), com médias de 15 minutos de DJ 234/2004 a DJ 249/2004. Adicionalmente foram utilizadas informações de radiação solar próximo ao chão da floresta de uma área similar (Moura, 2001) e as informações à respeito do índice de área foliar (IAF) foram utilizadas do experimento realizado por Carreire et al, 2004. As observações de radiação solar no topo da floresta e o índice de área foliar (IAF) são utilizados para avaliar o desempenho da rotina que gera a radiação do modelo de transferência radiativa proposto inicialmente por Sellers (1985), modificado por Gu (1999) e adaptado por (Moura et al, 2002). Os resultados do modelo mostraram que este modelo, após alguns ajustes nos parâmetros de entrada e pequenas alterações em sua rotina, é capaz de reproduzir razoavelmente bem o fluxo de radiação solar característico que alcança o chão da floresta, quando forçado com os valores médios dos fluxos de radiação solar incidentes observados no topo da torre. Em termos de percentagem, verifica-se que o valor médio da radiação incidente diurna estimado foi da ordem de 5,91% com desvio padrão igual a 1,67%. Como a quantidade de radiação que alcança a superfície próximo ao chão da floresta, dependendo do dossel, pode ser bastante reduzida, e neste estudo por se tratar de uma floresta secundária [rebrota], os valores percentuais de radiação incidente prognosticados para o chão desta floresta estão comparáveis aos resultados dos trabalhos apresentados por (Januário et al., 1992, Leitão, 1994, Manzi et al., 2000 e Moura, 2001), que afirmam, que na região Amazônica a fração da radiação incidente que alcança a superfície próxima ao chão da floresta é consideravelmente pequena, inferior a 5%, quando comparada com radiação que incide no topo da floresta. Introdução O conhecimento da interação da radiação solar com o meio vegetal é imprescindível para a compreensão dos processos de fisiologia vegetal, produtividade de biomassa e trocas turbulentas de energia e massa com as florestas. A atenuação da radiação solar a partir do dossel é um fenômeno físico que depende do tipo e das características da cobertura vegetal, especialmente a distribuição do espaço dos elementos da vegetação estudada, que apresenta uma concentração irregular da energia disponível nos diferentes stratus da vegetação com conseqüências no perfil vertical dos fluxos da radiação (Marques Filho, 1997). Nos últimos anos algumas alternativas, como o uso de modelos matemáticos, vêm sendo testados para estimar o perfil da radiação em diferentes ambientes de floresta. Estudos dessa natureza foram realizados em coberturas vegetais de médio e grande porte na Amazônia (Honzák et al., 1996; Wandelli e Marques Filho, 1999; Manzi et al., 2000). Moura et al., (2000) e Moura (2001), mostraram a atenuação da radiação em ambiente de floresta tropical úmida, usando uma versão simplificada do modelo de transferência radiativa modificado por Lianhong Gu (1999). Conclusão O modelo modificado por Lianhong Gu, após implementada a adaptação, foi capaz de estimar (reproduzir) razoavelmente bem o comportamento diário da radiação solar característica que alcança o chão da floresta, quando forçado com os valores médios dos fluxos de radiação no topo da floresta. Prognosticando valores percentuais comparáveis aos observados em experimentos anteriores realizados em áreas de floresta similares. Resultados e Discussão Os dados de radiação obtidos e sua estatística são apresentados na figura 3 e tabela 2 . Valores da radiação obtidos através da modelagem mostrados na figura 4. Referências Bibliográficas Objetivos • Gu, L.; Shugart, H. N.; Fuentes, J. D.; Black, T. A.; Shewchuk, S. R. Micrometeorology, biophysical exchanges and NEE decomposition in a two-story boreal forest-development and test of an integrated model. Agricultural and Forest Meteorology,v.94, p. 123-148, 1999. • Moura, R. G. Estudo das Radiações Solar e Terrestre acima e dentro de uma Floresta Tropical Úmida. São José dos Campos. 146p. (INPE-14615-TDI/1194). (Dissertação de Mestrado em Meteorologia) – Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais, 2001. • Marques Filho, A. O. Regime de radiação solar e características da vegetação - Modelos de Inversão, Acta Amazônica, v. 27, n. 2, p. 119-134, 1997. • Honzák, M.; Lucas, R. M.; Amaral. I.; Curran, P. J.; Foody, G. M.; Amaral, S., 1996. Estimation of the leaf area index and total biomass of tropical regenerating forests: comparison of methodologies, In: Gash, J.H.C.; Nobre, C.A.; Roberts, J.M.; Victoria, R. L.(Eds.) 1996. Amazonian Deforestation and Climate. Institute of Hydrology, UK. p. 365-381, 1996. • Wandelli, E. V. and Marques Filho, A. O. Medidas de radiação solar e índice de área foliar de coberturas vegetais. Acta Amazônica, v. 29, n.1, p. 57-78, 1999. • Manzi, A. O.; Moura, R. G.; Sá, L. D. A.; Alvalá, R.C. S. Measurements of solar and terrestrial radiation above and inside the Rebio-Jaru Amazonian Forest during the LBA wet season campaign.15th Conference on Hydrology, 80th AMS Annual Meeting, Long Beach – Ca, Jan 9-14, 2000. p. 311-314. • Cunha, N.G.; Oliveira, V.A.; Oenning, I.; Souza, L.F.P. 1980. Pedologia. In: Radambrasil-Levantamentos de recursos Naturais, Folha Sc, 21 Jurema – Rio de Janeiro MME. 165-324p. • Loureiro, R. L.;Dias, A.; Magnago, H. 1980. Vegetação. Radambrasil-Levantamentos de Recursos Naturais, Folha Sc. 21 Jurema – Rio de Janeiro MME. 325-376p. • Leitão, M. M. V. B. R. Balanço de radiação em três ecossistemas da Floresta Amazônica: campina, campinarana e mata densa. São José dos Campos. 135p. (INPE-5587-TDI/549). (Tese de Doutorado em Meteorologia) – Instituto Nac. de Pesquisas Espaciais, 1994. • Januário, M.; Viswanadham, Y.; Senna, R. C. Radiação solar total dentro e fora de floresta tropical úmida de terra firme (Tucurui, Pará). Acta Amazônica, v.22, n.3, p. 335-340, Jul.-Set. 1992. • Apresentar e analisar os dados de radiação solar, observados durante o projeto “Concentrações das Espécies Químicas Liberadas durante a Combustão de Biomassa da Floresta Amazônica”; • Avaliar a radiação solar acima e no interior da floresta, enfocando a sua variabilidade diária e os fatores que determinam a sua atenuação na direção vertical; • Estimar os valores de radiação de solar incidente na superfície próximo ao chão da floresta obtidos a partir da utilização do modelo de transferência radiativa modificado por Lianhong Gu (1999) e adaptado por Moura et al., (2002). Fig.3- Variação diária da radiação incidente obtida no topo da torre, durante o periodo de estudo. Materiais e Métodos Os trabalhos foram realizados na região de Alta Floresta entre 22 de agosto e 05 de setembro de 2004, na Fazenda Caiabi (Lat.:09°58'S: Lon.:56°21'W), figura 1. O clima da região é do tipo subequatorial, com temperaturas médias entre 23 e 26 ºC durante o ano, com valores médios anuais de precipitação atingindo 2.220 mm, apresentando uma estação seca de 3 meses (junho, julho e agosto).Os solos predominates nessa região são do tipo podzólicos vermelho e amarelo distrófico (Cunha et al., 1980). Os tipos vegetacionais que ocorrem no município são: floresta ombrófila aberta tropical, floresta densa tropical, savanas e áreas de tensão ecológicas (Loureiro et al. 1980). Fig 4- Variação diária da radiação incidente modelada próximo ao chão da floresta O índice de área foliar (4.2 ± 0,8 m²/m²), foi obtido com imageador digital de dossel, NIKON PC-E8, equipado com lente do tipo olho de peixe, (Carriere et al, 2004). Os percentuais de radiação solar próximo ao chão da floresta utilizado neste trabalho, foram obtidos na Reserva Florestal Ducke-AM por Leitão (1994) de maneira independente. Agradecimentos À FAPESP pelo apoio financeiro - Processo nº 2002/08964-4 À Dra. Maria Cristina Fort, CPTEC/INPE, pelas proveitosas discussões.