Dynamic hydrological modeling in drylands with TRMM based rainfall

This paper introduces and evaluates DryMOD, a dynamic water balance model of the key hydrological process in drylands that is based on free, public-domain datasets. The rainfall model of DryMOD makes optimal use of spatially disaggregated Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) datasets to simulate hourly rainfall intensities at a spatial resolution of 1-km. Regional-scale applications of the model in seasonal catchments in Tunisia and Senegal characterize runoff and soil moisture distribution and dynamics in response to varying rainfall data inputs and soil properties. The results highlight the need for hourly-based rainfall simulation and for correcting TRMM 3B42 rainfall intensities for the fractional cover of rainfall (FCR). Without FCR correction and disaggregation to 1 km, TRMM 3B42 based rainfall intensities are too low to generate surface runoff and to induce substantial changes to soil moisture storage. The outcomes from the sensitivity analysis show that topsoil porosity is the most important soil property for simulation of runoff and soil moisture. Thus, we demonstrate the benefit of hydrological investigations at a scale, for which reliable information on soil profile characteristics exists and which is sufficiently fine to account for the heterogeneities of these. Where such information is available, application of DryMOD can assist in the spatial and temporal planning of water harvesting according to runoff-generating areas and the runoff ratio, as well as in the optimization of agricultural activities based on realistic representation of soil moisture conditions.

A comparative performance analysis of TRMM 3B42 (TMPA) versions 6 and 7 for hydrological applications over Andean-Amazon river basins

The Tropical Rainfall Measuring Mission 3B42 precipitation estimates are widely used in tropical regions for hydrometeorological research. Recently, version 7 of the product was released. Major revisions to the algorithm involve the radar refl ectivity - rainfall rates relationship, surface clutter detection over high terrain, a new reference database for the passive microwave algorithm, and a higher quality gauge analysis product for monthly bias correction. To assess the impacts of the improved algorithm, we compare the version 7 and the older version 6 product with data from 263 rain gauges in and around the northern Peruvian Andes. The region covers humid tropical rainforest, tropical mountains, and arid to humid coastal plains. We and that the version 7 product has a significantly lower bias and an improved representation of the rainfall distribution. We further evaluated the performance of versions 6 and 7 products as forcing data for hydrological modelling, by comparing the simulated and observed daily streamfl ow in 9 nested Amazon river basins. We find that the improvement in the precipitation estimation algorithm translates to an increase in the model Nash-Sutcliffe effciency, and a reduction in the percent bias between the observed and simulated flows by 30 to 95%.

A relação trabalho e conhecimento nos programas de educação para o trabalho da LBA no Amapá

A LBA é uma instituição de abrangência nacional, historicamente ligada à organização de políticas governamentais de ação social, e que há décadas vem aplicando considerável volume de recursos na implementação de programas definidos como educação para o trabalho. Os resultados são mínimos, fato visível, inclusive, nas ameaças de extinção que, ciclicamente, pairam sobre a instituição. A questão fundamental que motiva e norteia este trabalho é na realidade a relativa ao sentido real da existência desses programas em uma instituição assim caracterizada. A resposta é apresentada na forma de um diagnóstico da relação trabalho e conhecimento no imaginário institucional da LBA do Amapá, construido a partir da análise da linguagem utilizada nos textos oficiais da instituição e contextualizada historicamente, cotejada com a fala de pessoas que vivenciam quotidianamente as práticas concretas de educação para o trabalho da LBA no Amapá, captada diretamente, através de uma metodologia de fundamentação hermenêutica-dialética.

Uso de precipitação estimada pelo satélite TRMM em modelo hidrológico distribuído

A precipitação é provavelmente a variável do ciclo hidrológico que apresenta a maior variabilidade espacial. Postos pluviométricos convencionais fornecem registros válidos apenas para um pequeno entorno do instrumento. A baixa densidade de postos pluviométricos em bacias brasileiras tem sido o fator determinante nas incertezas dos resultados de diversos modelos hidrológicos que têm sido aplicados no país. Nesse contexto, estimativas espaciais de precipitação podem constituir-se em uma ferramenta extremamente útil. Essas estimativas, embora pouco precisas quando comparadas com valores pontuais medidos no solo, fornecem uma boa noção da distribuição espacial das chuvas. Neste trabalho, avalia-se em que medida as estimativas de precipitação obtidas a partir do satélite TRMM podem ser úteis quando usadas como dado de entrada do modelo hidrológico distribuído MGB-IPH, sozinhas ou associadas com os dados da rede pluviométrica. Os resultados são analisados em termos de vazão simulada, considerando que esta representa a integração de todos os fenômenos hidrológicos na bacia. Foram realizados estudos de caso na bacia do rio São Francisco até a UHE Três Marias, que conta com boa rede pluviométrica para aferir as estimativas, e na bacia do rio Tapajós, que possui baixa densidade de postos pluviométricos. O modelo alternativo, usado com estimativas de satélite, teve desempenho pouco inferior ou mesmo similar ao modelo convencional, usado com dados de pluviômetros. Além disso, os campos de precipitação obtidos por satélite são potenciais ferramentas para consistência de dados pluviométricos em escala de bacia hidrográfica e estimativa da precipitação em áreas com deficiente rede pluviométrica, considerando que os resultados obtidos pela rede e por satélites mostraram valores próximos.

Rainfall representativeness at TRMM & GPM PR resolution

Precipitation radar on board the TRMM satellite was a milestone in the rainfall observation capability in the large scale. Stemming from TRMM the new mission GPM (Global Precipitation Measurement) is to overcome some TRMM shortcomings like the high level of the PR MDZ. However, for major problems like the PR horizontal resolution, significant improvements are not foreseeable. This papers investigates the impact of TRMM PR resolution on the structure of tropical rainfall. The issue is approached by both gradient analysis and texture verification. Results indicate that the impact maybe significant, affecting important applications like in NWP. © 2005 IEEE.

Fluxos de CO2 do solo na Floresta Nacional de Caxiuanã, Pará, durante o experimento ESECAFLOR/LBA

O experimento ESECAFLOR/LBA foi conduzido na Floresta Nacional de Caxiuanã, Pará, e este artigo procura investigar os efeitos do estresse hídrico sobre a respiração do solo. Duas parcelas de 1 hectare foram instaladas em janeiro de 2002. Uma parcela (A) permaneceu em condições naturais e foi usada como controle, enquanto que na parcela de exclusão (B) foram instalados painéis plásticos para que aproximadamente 70% da precipitação fosse excluída. Os dados foram coletados mensalmente de janeiro a dezembro de 2005. Durante o ano de 2005 houve 2.211,6 mm de precipitação na ECFPn, ou seja 9,96% acima da média de 2.011,2 mm. As médias da umidade do solo foram de 15,6±9,2 e 9,5±3,4% nas parcelas A e B, respectivamente. As médias da temperatura do solo para as parcelas A e B foram de 25,6±0,4 e 25,7±0,5 ºC, respectivamente. As médias dos fluxos de CO₂ no solo nas parcelas A e B foram de 3,46±0,44 e 3,21±0,84 μmolCO₂ m^-2s^-1, respectivamente. Com a exclusão de parte da chuva na parcela B, houve uma redução de 7,23% nos fluxos de CO₂ no solo (0,25 μmolCO₂ m^-2s^-1), 39,1% na umidade do solo (6,1p.p.), e um aumento de 0,39% na temperatura do solo (0,1ºC). A umidade do solo na parcela B foi menor do que na parcela A, devido ao sistema de exclusão da chuva, no entanto no início do ano, devido a reformas que o mesmo passou esses valores estiveram próximos.

Influência da variação sazonal, sobre os atributos químicos e biológicos do solo nos sítios do LBA e PPBIO em Caxiuanã/PA, Amazônia Oriental

Diversos fatores ambientais, como pH, temperatura e umidade do solo influenciam a densidade e a atividade dos microorganismos. É possível que o equilíbrio da biosfera esteja sendo modificado pelas mudanças globais de origem natural e/ou antrôpica e influenciando os fatores ambientais que determinam o comportamento da microbiota edáfica. Afim de verificar a influencia dessas alterações, foi desenvolvido o presente estudo na área do experimento ESECAFLOR, que simula a ocorrência de fenômenos extremos, como o evento El Niño e na área do Programa PPBio (área de Floresta Primária), que visa estudar a Biodiversidade da Amazônia, sendo está última usada para fins comparativos (Testemunha). As amostras de solo para as análises químicas, física e biológicas foram coletadas nas profundidades: 00 – 05, 05 -10, 10 – 20 e 20 – 30 cm, nos períodos sazonais Chuvoso, Transição e Menos Chuvoso. Também foi determinado a Temperatura do solo nas mesmas profundidades. Os métodos utilizados foram os descritos por Embrapa (1997), Clark (1965), Gerhardt (1994), Yang et al. (1998) e Keeney (1982). O tratamento dos dados e os testes estatísticos (ANOVA: dois critério, Teste de Tukey e Correlação Linear Simples) foram realizados por meio do programa estatísticos Bioestat 5.0. Os maiores teores de macro e micro nutrientes foram encontrados na área de floresta primária natural (PPBio). Os maiores valores de Unidades Formadoras de Colônias (196 x 10⁴ UFC/g de solo e 124 x 10² UFC/g de solo) para a população de Bactérias e Fungos, respectivamente, foram identificados também na área do PPBio e nos períodos chuvoso e intermediário, respectivamente. Foi identificado diferença significativa entre os dados obtidos para ambas as áreas e também houve diferença significativa dos dados de cada área em relação aos períodos sazonais e as profundidades estudados. A área que sofreu alteração antrópica (ESECAFLOR) apresentou os menores teores para os macro e micronutrientes, evidenciando a influência do processo de exclusão das águas pluviais na disponibilidade desses elementos no solo.

Analysis of the impact of rainfall assimilation during LBA atmospheric mesoscale missions in Southwest Amazon

The assimilation of satellite estimated precipitation data can be used as an efficient tool to improve the analysis of rainfall generated by numerical models of weather forecast. The system of data assimilation used in this study is cumulus parameterization inversion based on the Kuo scheme. Reanalysis were performed using the field experiment data of the LBA Project (WETAMC and DRYtoWET-AMC), where it was possible to verify an improvement in the simulations results, since the data assimilation corrects the position and the intensity of rainfall in the numerical model. (C) 2012 Elsevier B.V. All rights reserved.

Amazon Rainforest Exchange of Carbon and Subcanopy Air Flow: Manaus LBA Site-A Complex Terrain Condition

On the moderately complex terrain covered by dense tropical Amazon Rainforest (Reserva Biologica do Cuieiras-ZF2-02 degrees 36'17.1 '' S, 60 degrees 12'24.4 '' W), subcanopy horizontal and vertical gradients of the air temperature, CO2 concentration and wind field were measured for the dry and wet periods in 2006. We tested the hypothesis that horizontal drainage flow over this study area is significant and can affect the interpretation of the high carbon uptake rates reported by previous works at this site. A similar experimental design as the one by Tota et al. (2008) was used with a network of wind, air temperature, and CO2 sensors above and below the forest canopy. A persistent and systematic subcanopy nighttime upslope (positive buoyancy) and daytime downslope (negative buoyancy) flow pattern on a moderately inclined slope (12%) was observed. The microcirculations observed above the canopy (38 m) over the sloping area during nighttime presents a downward motion indicating vertical convergence and correspondent horizontal divergence toward the valley area. During the daytime an inverse pattern was observed. The microcirculations above the canopy were driven mainly by buoyancy balancing the pressure gradient forces. In the subcanopy space the microcirculations were also driven by the same physical mechanisms but probably with the stress forcing contribution. The results also indicated that the horizontal and vertical scalar gradients (e. g., CO2) were modulated by these micro-circulations above and below the canopy, suggesting that estimates of advection using previous experimental approaches are not appropriate due to the tridimensional nature of the vertical and horizontal transport locally. This work also indicates that carbon budget from tower-based measurement is not enough to close the system, and one needs to include horizontal and vertical advection transport of CO2 into those estimates.

TRMM : Tropical Rainfall Measuring Mission.

At head of title: Mission to planet earth.

Report of the Science Steering Group for a Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM) /

"The Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM), a satellite program now being studied jointly by the United States and Japan, would carry out the systematic study of tropical rainfall required for major strides in weather and climate research ... This report presents the scientific justification for TRMM and outlines the implementation process for the scientific community."--Pref.