RESULTADOS PRELIMINARES DO BALANÇO

DE ENERGIA SOBRE O OCEANO ATLÂNTICO

TROPICAL (PROJETO FluTuA)

Jacyra Soares1

Amauri Pereira de Oliveira1, Jacques Servain2 e Sarasvati de Araújo Bacellar1

1 DCA, IAG, USP (jacyra@usp.br)

2 FUNCEME (servain@funceme.br)

Objetivos do Projeto FluTuA

• Desenvolver modelos de acoplamento

oceano-Atmosfera.

• Estabelecer uma base de medidas de

turbulência no ASPSP;

• Quantificar a interação oceano-atmosfera no

Atlântico Tropical em escala

micrometeorológica;

1.100 Km do litoral do Estado do Rio Grande do Norte

(00 56' N e 29 22' W)

Ilha Belmonte - possui aproximadamente 7500 m2 de área e altitude máxima de 17 m.

Motivação Científica

 

Fluxos turbulentos de (a) calor sensível, (b) calor latente e (c) calor liquido obtidos de diferentes climatologias, em (0, 29W). As curvas pretas correspondem a SOC, as vermelhas a DaSilva, verdes a E-K e rosas a NCAR. (Adaptada de Wainer et al., 2001).

H LE Q

Esquema da torre micrometeorológica

Objetivos da campanha de 2002

• Determinar o local para instalação da Torre Micrometeorológica;

• Verificar o desempenho do sistema de estimativa de fluxo;

• Estimar balanço de energia sobre o oceano Atlântico tropical.

Campanha de medidas de 2002

• Navio da Marinha – Comte Manhães;

• Período: 15 a 24 de maio de 2002;

• Componentes do balanço de radiação a 6 m;

• Temperatura da água do mar;

• Velocidade do vento a 11 m;

• Temperatura e umidade relativa do ar a 11 m.

Comte Manhães

Sensores de vento e temperatura

Radiômetro

Sensor Fabricante Acurácia

Net Radiômetromodelo CNR1

Kipp and Zonen2.5%

Anemômetro “Gill Propeller”modelo 27106

R.M. Young 1%

Termistoresmodelo HMP45C

Vaisala0,1ºC e 2 %

Termistormodelo 107

Vaisala 0,1 ºC

Característica dos sensores

Trajetória do Navio

Transmissividade da atmosfera

(a) Transmissividade atmosférica em função do tempo, para o dia 136 e (b) transmissividade média atmosférica em função do ângulo zenital, para todo o experimento. As barras verticais indicam os erros estatísticos.

Albedo da superfície do mar

Albedo da superfície em função (a) do tempo, para o dia 136 e (b) do ângulo zenital, para todo o experimento. As barras verticais indicam os erros estatísticos.

Radiação de onda curta

Radiação de onda curta (a) incidente na superfície (observada e estimada) e no topo da atmosfera e (b) refletida pela superfície (observada e estimada).

Emissividade da superfície do mar

0,97

Freqüência de valores de emissividade da superfície, considerando todo o experimento.

Radiação de onda longa

Radiação de onda longa emitida pela (a) superfície e (b) atmosfera

Radiação líquida

Fluxo vertical turbulento de momento

Balanço de energia

Comparação FluTuA / PIRATA

135 136 137 138 139 140 141 142 143 144

-1200

-1000

-800

-600

-400

-200

0

Navio Max - Bóia 23W Max - Bóia 35 W

OC

DW

(W m

-2)

Dia do ano

136 137 138 139 140 141 142 14325.0

25.5

26.0

26.5

27.0

27.5

28.0

28.5

29.0

136 137 138 139 140 141 142 14325.0

25.5

26.0

26.5

27.0

27.5

28.0

28.5

29.0

136 137 138 139 140 141 142 1432

3

4

5

6

7

8

136 137 138 139 140 141 142 1430

45

90

135

180

225

270

315

360

136 137 138 139 140 141 142 14370

75

80

85

90

Navio Bóia 23 W Bóia 35 W

TS

M (

C)

Dia no ano

Navio Bóia 23 W Bóia 35 W

Tem

pera

tura

do a

r (C

)

Dia do ano

Navio Bóia 23 W Bóia 35 W Navio Bóia 23 W Bóia 35 W

Velo

cidade d

o v

en

to (

m s-1)

Dia do ano

Direçã

o d

o v

ento

(gra

u)

Dia do ano

Navio Bóia 23 W Bóia 35 W

Um

idade r

ela

tiva (

%)

Dia do ano

Comparação FluTuA / PIRATA

Conclusão

Local para instalação da torre micrometeorológica foi identificado;

Instrumentos resistiram ao ambiente marinho;

Boa concordância entre a evolução temporal da radiação liquida estimada utilizando o albedo, a transmissividade atmosférica e a emissividade da superfície e a radiação liquida observada, indicando que os parâmetros obtidos com os dados observados são representativos das propriedades radiométricas da interface ar-mar do oceano Atlântico tropical.

Conclusão

Comparação FluTuA/PIRATA indicam que os dados coletados na campanha de 2002 tem boa qualidade;

Falta agora fazer as medidas diretas de turbulência com torre micrometeorológica no ASPSP.

Balanço de energia;

Agradecimentos

• Os autores agradecem o suporte financeiro do CNPq, FAPESP, USP/COFECUB (UC 27/96) e CNPq/SCI (910072/00-0).

• Agradecemos também a Marinha do Brasil, em especial ao Comandante Jean Félix de Oliveira e a tripulação do Comte Manhães.

If indicates the wind component with respect to the mobile

coordinate system (fixed in the ship), the wind component with respect to the fixed coordinate system is given by:

is the ship velocity with respect the fixed coordinate system

is transformation matrix composed by the directional cosines between and

jv~~

jX~~

O~

iv~iOX

ijljX

~O~

jX~~

O~

jv~~ is the correction due to the flow distortion caused by the ship.

The velocity of the ship is measured by GPS system, normally coupled to the navigation system of the ship. The GPS provides very precise values of longitude and latitude, however vertical displacements of the ship associated with waves and swells are not in the range of detection of this system. The determination of the directional cosines is also very difficult to estimate.

The anemometers were oriented in the direction parallel and perpendicular to the ship.The position of the ship was obtained from an onboard GPS system. The trajectory carried by the ship was built from the GPS information. This information was also used to estimate the ship velocity and orientation (AS). The ship

orientation corresponds to the angle formed between the ship and east-west direction.