ESTUDO OBSERVACIONAL DA ALTURA DA CLP DURANTE A OCORRÊNCIA DE JBN: CASO DO DIA 21-22/04/02 DO EXPERIMENTO DESMATA-LBA
Machado, R. D.1*; Sousa A. M.1; Campos, C. R. J1
1Departamento de Meteorologia/UFPEL
*rmvip@bol.com.br

1.	INTRODUÇÃO
Nos últimos anos muitos pesquisadores tem investigado a Camada Limite Planetária (CLP), no que concerne a sua variação diurna e espacial, principalmente utilizando modelos numéricos em detrimento às observações numa tentativa de melhor compreender os transportes de momentum da atmosfera para a superfície, energia e espécies químicas dos níveis inferiores para a atmosfera livre.
A determinação do perfil vertical de variáveis meteorológicas dentro da CLP constitui um dos aspectos vinculados ao estudo do meio ambiente em que se desenvolvem as atividades humanas e biológicas. As investigações relacionadas no campo da micrometeorologia, agrometeorologia e poluição ambiental, principalmente no que diz respeito à contaminação atmosférica por resíduos tóxicos, necessitam do conhecimento das variações verticais dos elementos meteorológicos, [5]
Segundo Oliveira (1985), a principal vantagem no emprego da teoria da CLP, está no fato dos parâmetros dinâmicos e termodinâmicos poderem ser tratados independentemente da vertical na maior parte da camada limite. A temperatura potencial (θ) e a razão de mistura (RM) são usadas  para definir a região de mistura e a troca de energia, ou seja, uma região que não apresenta variação de θ  nem de RM.
Dentro deste contexto, este trabalho tem como objetivo estudar o comportamento dos perfis termodinâmicos dentro da CLP, no período das 12 UTC do dia 21/04/2002 às 06 UTC do dia 22/04/2002. Neste período foi detectada a ocorrência do JBN mais intenso observado durante o experimento DESMATA-LBA, realizado na região litorânea do estado do Pará.

2.	MATERIAL E MÉTODOS
	 No desenvolvimento deste trabalho foram utilizados os dados de radiossondagens lançadas em Bragança (00° 50` S  48° 38` W  05.0m), das 12 e 18 UTC do dia 21/04/02 e das 00 e 06 UTC do dia 22/04/02. 
A sondagem das 12 UTC do dia 21/04/02 serviu para descrever o ambiente antes do estabelecimento do JBN, as sondagens das 18 UTC do dia 21/04/02 e das 00 e 06 UTC do dia 22/04/02 serviram para analisar as condições termodinâmicas durante a ocorrência dos JBN.
Os dados utilizados neste trabalho foram consistidos e processados por um Software que calcula o perfil das diversas variáveis termodinâmicas e cinemáticas, e posteriormente estes dados foram interpolados de 50 em 50m de altitude.
A CLP foi definida observacionalmente, através do modelo sugerido por Oliveira (1985) e posteriormente utilizado por Ribeiro (1992), é composta por uma camada limite superficial (CLS), uma camada de mistura (CM) e uma camada de transição (CT) ou camada de inversão, conforme indicada na Figura 1.
A estimativa da altura da CM neste trabalho foi feita através da análise gráfica dos perfis de temperatura potencial (θ) e Razão de Mistura (RM). As propriedades de (θ) e (RM) são bem misturadas na camada de mistura e, ao atingirem a camada de inversão, o gradiente dessas propriedades apresentam uma inclinação profunda, deixando de ser constante com a altura (z). A partir desta acentuada inclinação, determinou-se a camada de inversão, e admitiu-se que a altura da CM corresponde à base desta camada no primeiro ponto, onde o perfil da temperatura aumenta e o perfil de razão de mistura decresce rapidamente com a altura. 

Camada de Transição

Camada Limite Superficial (CLS)

Atmosfera Livre

 

Figura 1. Modelo conceitual para determinação da altura da Camada Limite Planetária

3.	RESULTADOS E DISCUSSÕES 
A camada de mistura mostra sua expansão simultaneamente com o aquecimento do sistema superfície-atmosfera, e pode-se observar este mecanismo de evolução nas sondagens mostradas na Figura 2, onde se verifica a maior altura da CM, atingindo uma altitude de 497m no horário das 12 UTC. Neste horário observou-se também que não havia ocorrência de JBN neste perfil. O perfil vertical de θ no horário em que o JBN estava em formação com velocidades acima de 12m/s no nível de 1100m, comportou-se com o topo da inversão próximo de 468m, às 18 UTC (Fig2a). No horário das 00 UTC a altura da inversão estava  localizada em torno de 131m, onde se observou o JBN mais intenso atuando em torno de 800m de altitude com velocidade superior a 16m/s. Verificou-se também que no horário das 06 UTC o JBN ainda estava atuando, mas com velocidade menor e com 50m acima do nível anterior.
		A Figura 2a e 2b representam as sondagens características do período analisado em região costeira. Observa-se que no horário das 12 UTC a CM atingiu a sua maior  altitude sem a ocorrência de JBN. Esta variação diurna da camada de mistura com máximos à tarde, maior atividade radiativa, e mínimos ao amanhecer (perda de energia da superfície para o meio), tende a inibir a formação da CM [3]. A estrutura vertical da atmosfera com a ocorrência de JBN nos horários das 18 UTC até as 06 UTC, quase sempre composta por uma camada pouco instável próxima a superfície, em seguida existe uma camada bem misturada (estável) e bem próxima da neutralidade no horário das 18 UTC, como mostra a Fig. 2b
A estrutura vertical da atmosfera sobre a costa é, quase sempre composta por uma camada pouco misturada (instável) próxima da superfície, devido ao maior aquecimento e rugosidade, sendo esta camada maior sobre a costa. Ainda se nota na costa, uma pequena neutralidade e/ou estabilidade entre a 50 m e 400 m durante a madrugada.(Fig. 2b/ 6 UTC). [4]
Em síntese, observando os perfis de RM podemos notar que nos horários em que havia ocorrência de JBN houve um ressecamento da camada até aproximadamente 500m e no horário onde não se observou à ocorrência de JBN a atmosfera ficou mais úmida em torno de 500m. 
A Tabela 1 sintetiza a altura média da CM nos dias 21 e 22 de abril de 2002, em função da temperatura potencial (h) e razão de mistura (hRM), e também apresentam a temperatura potencial média e umidade específica média nos horários.

a)

b)

Figura 2. – Evolução temporal da (a) Temperatura Potencial e (b) Razão de Mistura para às 00, 06, 12 e 18 UTC para os dias 21 e 22/04/2002.

              Tabela 1.  Valores de h, hq, m, qm no dia 21 e 22 de abril de 2002.
     DIA	HORA (UTC)	h   (m)	hRM (m)	m (K)	RMm (g/kg)	
21		12	497	497	299	15,3	
		18	468	409	300	15,7	
22		00	131	322	299	16,5	
		06	345	366	299	16,2	
Média			360,25	398,5	299,25	15,92	
4.	CONCLUSÕES 
Os perfis verticais de θ e RM obtidos durante o experimento DESMATA-LBA, confirmam a presença de uma camada de mistura bem definida. O comportamento destes perfis, ao longo do período estudado (sem precipitação), foram semelhantes a casos já estudados [1] [2] para a floresta, demonstrando que a variação da altura da camada de mistura apresenta uma forte dependência da intensidade da turbulência térmica, que por sua vez, depende da intensidade do aquecimento da superfície. Estas características também já foram observadas por Oliveira (1985).
Constatou-se que a observação da evolução diurna da CM é dificultada pela baixa resolução vertical dos dados utilizados (50m) e um número relativamente baixo de radiossondagens (4 por dia). 
Foi possível notar que a altura da CLP foi bem mais alta sem a presença de JBN e mais baixa quando foi observado a ocorrência de um JBN do tipo JBN-I com velocidades superiores a 16m/s. 
Notou-se também que durante a ocorrência do JBN mais intenso a CLP apresentou a base de sua inversão a uma altura média de 130m, ressecando-se durante toda a camada estável.
Os resultados obtidos neste trabalho foram encorajadores, no sentido de ser possível identificar a altura e estrutura da camada de mistura, utilizando o equipamento DIGICORA, e assim contribuindo com uma climatologia da CM para regiões de floresta e litoral (praia).

5.	AGRADECIMENTOS

Os autores agradecem a CAPES e ao CNPq pelo apoio financeiro.

6.	REFERENCIAS BIBLIOGRAFICAS 
 [1] Fisch, G. :Camada Limite Amazônica: Aspectos Observacionais e de Modelagem. Tese de Doutorado. INPE, São José dos Campos, SP, 1996.
 [2] Fisch, G. :Clima da Amazônia. Climanálise. INPE, São José dos Campos, SP, 2001.
 [3] Oliveira, A. P., Fitzjarrald D. R.: Dinâmica dos jatos em baixos níveis na Região do Experimento Meteorológico GTE-ABLE. In: Congresso Brasileiro de Meteorologia, 4, Salvador-BA, 1990. Soc. Bras. De Met., 336-340.
 [4] Reuter, E. D. J., Estudo das Camadas Limites Planetárias Marinha e Continental na Região do Centro de Lançamento de Alcântara. Dissertação de Mestrado. INPE, São José dos Campos, SP, 2002.
 [5] Ribeiro, J. R., Estudo Observacional Da Altura Da Camada De Mistura na Região Do Oiapoque. Trabalho de Conclusão de Curso. Belém. 1992.