Polar organic marker compounds in atmospheric aerosols during the LBA-SMOCC 2002 biomass burning experiment in Rondonia, Brazil: sources and source processes, time series, diel variations and size distributions

Measurements of polar organic marker compounds were performed on aerosols that were collected at a pasture site in the Amazon basin (Rondonia, Brazil) using a high-volume dichotomous sampler (HVDS) and a Micro-Orifice Uniform Deposit Impactor (MOUDI) within the framework of the 2002 LBA-SMOCC (Large-Scale Biosphere Atmosphere Experiment in Amazonia - Smoke Aerosols, Clouds, Rainfall, and Climate: Aerosols From Biomass Burning Perturb Global and Regional Climate) campaign. The campaign spanned the late dry season (biomass burning), a transition period, and the onset of the wet season (clean conditions). In the present study a more detailed discussion is presented compared to previous reports on the behavior of selected polar marker compounds, including levoglucosan, malic acid, isoprene secondary organic aerosol (SOA) tracers and tracers for fungal spores. The tracer data are discussed taking into account new insights that recently became available into their stability and/or aerosol formation processes. During all three periods, levoglucosan was the most dominant identified organic species in the PM(2.5) size fraction of the HVDS samples. In the dry period levoglucosan reached concentrations of up to 7.5 mu g m(-3) and exhibited diel variations with a nighttime prevalence. It was closely associated with the PM mass in the size-segregated samples and was mainly present in the fine mode, except during the wet period where it peaked in the coarse mode. Isoprene SOA tracers showed an average concentration of 250 ng m(-3) during the dry period versus 157 ng m(-3) during the transition period and 52 ng m(-3) during the wet period. Malic acid and the 2-methyltetrols exhibited a different size distribution pattern, which is consistent with different aerosol formation processes (i.e., gas-to-particle partitioning in the case of malic acid and heterogeneous formation from gas-phase precursors in the case of the 2-methyltetrols). The 2-methyltetrols were mainly associated with the fine mode during all periods, while malic acid was prevalent in the fine mode only during the dry and transition periods, and dominant in the coarse mode during the wet period. The sum of the fungal spore tracers arabitol, mannitol, and erythritol in the PM(2.5) fraction of the HVDS samples during the dry, transition, and wet periods was, on average, 54 ng m(-3), 34 ng m(-3), and 27 ng m(-3), respectively, and revealed minor day/night variation. The mass size distributions of arabitol and mannitol during all periods showed similar patterns and an association with the coarse mode, consistent with their primary origin. The results show that even under the heavy smoke conditions of the dry period a natural background with contributions from bioaerosols and isoprene SOA can be revealed. The enhancement in isoprene SOA in the dry season is mainly attributed to an increased acidity of the aerosols, increased NO(x) concentrations and a decreased wet deposition.

Análise da variabilidade diária da precipitação em área de pastagem para a época chuvosa de 1999 - projeto TRMM/LBA

Como parte das investigações do experimento TRMM/LBA na Amazônia, medidas de chuva foram obtidas continuamente sobre uma área de pastagem. Neste trabalho foram analisados dados de precipitação durante o período compreendido entre 10 de janeiro a 28 de fevereiro de 1999 (período chuvoso). Os totais mensais de precipitação para o período estudado foram de 322,3 e 468,6 mm para janeiro e fevereiro, respectivamente. As análises da distribuição de frequência para os eventos inferiores a 1 mm/h e superiores a 1, 3 , 5, 10, 15 e 20 mm.h-1, mostraram diferentes distribuição temporal. Os eventos inferiores a 1 mm.h-1 apresentaram uma distribuição temporal mais regular, porém representando apenas cerca de 3% do volume total de precipitação (27 mm). Os eventos com precipitação superiores a 1, 3, 5 mm.h-1 apresentaram um padrão similar entre si, sendo que os casos mais frequentes ocorreram durante a madrugada e final da tarde. Esses eventos representaram cerca de 97, 91 e 86% do total da precipitação, respectivamente. Finalmente, os eventos acima de 10, 15 e 20 mm.h-1 totalizaram, respectivamente, 73, 68 e 62% do total da precipitação, e as maiores frequências relativas concentraram-se entre 2 às 4 HL e 15 às 17 HL. A precipitação observada pode ser classificada em 2 sistemas distintos de produção de chuva: convecção isolada local e sistemas convectivos de mesoescala, os quais provocaram máximos de precipitação às 16 e 4 HL, respectivamente.

Diurnal variability of rainfall in southwest Amazonia during the LBA-TRMM field campaign of the austral summer of 1999

The TRMM-LBA field campaign was held during the austral summer of 1999 in southwestern Amazonia. Among the major objectives, was the identification and description of the diurnal variability of rainfall in the region, associated with the different rain producing weather systems that occurred during the January-February season. By using a network of 40 digital rain gauges implemented in the state of Rondônia, and together with observations and analyses of circulation and convection, it was possible to identify details of the diurnal cycle of rainfall and the associated rainfall mechanisms. Rainfall episodes were characterized by regimes of "low-level easterly" and "westerly" winds in the context of the large-scale circulation. The westerly regime is related to an enhanced South Atlantic Convergence Zone (SACZ) and an intense and/or wide Low Level Jet (LLJ) east of the Andes, which can extend eastward towards Rondônia, even though some westerly regime episodes also show a LLJ that remains close to the foothill of the Andes. The easterly regime is related to easterly propagating systems (e.g. squall-lines) with possible weakened or less frequent LLJs and a suppressed SACZ. Diurnal variability of rainfall during westerly surface wind regime shows a characteristic maximum at late afternoon followed by a relatively weaker second maximum at early evening (2100 Local Standard Time LST). The easterly regime composite shows an early morning maximum followed by an even stronger maximum in the afternoon.

Dimensões humanas do uso e cobertura das terras na Amazônia: uma contribuição do LBA

O entendimento das mudanças em paisagens amazônicas depende de documentação das alterações na cobertura da terra. Este artigo parte de resultados do Experimento de Larga Escala de Biosfera-Atmosfera na Amazônia (LBA) relativos ao tema para focalizar um estudo transversal que analisa as dimensões sociais e biofísicas dessas transformações. As áreas de estudo representam um gradiente de fertilidade de solos e inclui distintos mosaicos de paisagens, desde o estuário Amazônico e a Região Bragantina até o nordeste de Rondônia. Áreas de assentamento rural são enfatizadas, devido a sua relevância social e a seus impactos sobre a cobertura das terras em escala local e regional. Para exemplificar o potencial destes estudos, apresentamos resultados comparativos para Machadinho d'Oeste e Vale do Anari, RO. A análise multitemporal utilizou imagens do satélite Landsat e levantamentos de campo. Proprietários, seringueiros, madeireiros e outros atores locais foram entrevistados sobre seus sistemas de produção e a história de uso das terras. O cálculo de métricas espaciais embasou nossas conclusões. Os resultados indicam que o desenho do assentamento e aspectos institucionais têm um papel importante no processo de alteração da paisagem. A combinação de lotes privados com reservas comuns, manejadas por populações locais, pode produzir efeitos positivos na manutenção de maiores manchas de floresta. A metodologia utilizada oferece potenciais de integração, análise e monitoramento do uso e cobertura das terras na Amazônia, visando fornecer subsídios a políticas que valorizem as dimensões sociais e ambientais do desenvolvimento da região.

Calibração do "simplified simple biosphere model - SSiB" para áreas de pastagem e floresta na Amazônia com dados do LBA

Os parâmetros do "Simplified Simple Biosphere Model"-SSiB foram validados e posteriormente calibrados para os sítios de pastagem da Fazenda Nossa Senhora Aparecida (62º22'W; 10º45'S) e de floresta da Reserva Biológica do Jaru (62º22'W; 10º45'S), ambos situados no estado de Rondônia. Foram utilizadas medidas micrometeorológicas e hidrológicas obtidas durante o período seco de 2001, como parte do Experimento de Grande Escala da Biosfera-Atmosfera na Amazônia - LBA. Os resultados indicam que o modelo simulou bem o saldo de radiação, tanto na pastagem quanto na floresta. O fluxo de calor latente foi superestimado nos dois sítios nos períodos de simulação, o que deve estar relacionado aos parâmetros utilizados no cálculo dessa variável. O modelo subestimou o fluxo de calor sensível na pastagem e na floresta, principalmente no período noturno; porém, para a floresta, os valores foram mais próximos daqueles observados. Com os parâmetros ajustados, melhores estimativas dos fluxos de calor latente e de calor sensível foram geradas e, conseqüentemente, representou melhor as partições de energia na floresta e na pastagem.

Variabilidade espacial da chuva durante o experimento LBA/TRMM 1999 na Amazônia

O objetivo desta pesquisa foi o de estudar a variabilidade espacial de chuvas convectivas na Amazônia, durante o experimento LBA/TRMM em 1999. Um conjunto de dados consistindo de 37 pluviômetros (divididos em 4 subconjuntos e com distância máxima entre eles de 50 km) foi utilizado, sendo estas medidas de pluviometria de meados de Dezembro de 1998 ao final de Fevereiro de 1999, que é o pico da estação chuvosa em Rondônia (sudoeste da Amazônia). A metodologia de correlação interestações (baseado em probabilidade condicional) e assumindo uma distribuição estatística log-normal bivariada foi aplicada aos dados de precipitação diária e os resultados mostraram que chuvas que ocorrem em uma distância inferior a 1 km de raio têm um alto valor de correlação (variando de 0,7 a 0,9) representando a validação de uma medida pontual de chuva. A curva ajustada da variação do coeficiente de correlação ( ro ) versus distância (d em km) foi: ro = 0,72 - 0,15 ln (d).

Validação do balanço de radiação obtido a partir de dados MODIS/TERRA na Amazônia com medidas de superfície do LBA

Este estudo tem como objetivo estimar os componentes do balanço de radiação em duas regiões do estado de Rondônia (sudoeste da Amazônia brasileira), a partir de dados do Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS/TERRA) por intermédio do modelo Surface Energy Balance Algorithms for Land (SEBAL), e validar os resultados com informações adquiridas por torres micrometeorológicas do projeto LBA sob as condições de pastagem (Fazenda Nossa Senhora Aparecida) e floresta (Reserva Biológica do Jaru). A implementação do modelo SEBAL foi realizada diretamente sobre os dados MODIS e incluiu etapas envolvendo o cômputo de índices de vegetação, albedo e transmitância atmosférica. A comparação das estimativas geradas a partir de dados MODIS com as observações resultou em erros relativos para a condição de pastagem variando entre 0,2 e 19,2%, e para a condição de floresta variando entre 0,8 e 15,6%. A integração de dados em diferentes escalas constituiu uma proposição útil para a estimativa e espacialização dos fluxos de radiação na região amazônica, o que pode contribuir para a melhor compreensão da interação entre a floresta tropical e a atmosfera e gerar informações de entrada necessárias aos modelos de superfície acoplados aos modelos de circulação geral da atmosfera.

Citologia dos lavados traqueobrônquico (LTB) e broncoalveolar (LBA) de bezerros holandeses sadios durante o primeiro mês de vida

O período neonatal dos bezerros é um momento crítico para adaptação do recém-nascido à vida extra uterina e o sistema respiratório, um dos mais exigidos funcionalmente, é frequentemente afetado por enfermidades, redundando no prejuízo direto da sua função e acarretando perdas econômicas importantes na pecuária. O ponto básico para reduzir estas perdas, é representado pela adequada avaliação clínica dos neonatos, todavia o diagnóstico baseado exclusivamente no exame físico é muito difícil de ser estabelecido. O uso de exames complementares como a citologia do trato respiratório torna-se uma ferramenta diagnóstica importante nestes casos, porém faz-se necessário, padronizar seus achados frente às diferentes técnicas empregadas para a sua obtenção. Assim, o presente estudo propôs-se acompanhar as variações dos constituintes celulares da região traqueobrônquica e broncoalveolar obtidos por lavados respiratórios pelos métodos de traqueocentese e por colheita nasotraqueal respectivamente, durante o primeiro mês de vida de bezerros sadios. Observou-se alteração no quadro citológico ao longo do tempo, quando a região traqueobrônquica foi lavada, expresso por diminuição da porcentagem de macrófagos alveolares, com aumento de neutrófilos, possivelmente, por maior irritação local provocada pela técnica, que se repetiu sequencialmente e/ou por maior estimulo de microorganismos inalados depositados nesta região. Na região broncoalveolar, não encontraram-se variações nos constituintes celulares em função do tempo. Os resultados permitiram a conclusão que a população celular da região traqueobrônquica modificou-se ao longo das semanas de vida dos bezerros, possivelmente pela técnica empregada e/ou fisiologia normal da região, sendo representadas por maiores magnitudes de neutrófilos. De modo diverso, na região broncolaveolar, as células evidenciaram um comportamento estável durante o primeiro mês de vida dos bezerros neonatos, apresentando predomínio numérico dos macrófagos alveolares.

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.

A case study of convective organization into precipitating lines in the Southwest Amazon during the WETAMC and TRMM-LBA

A case study of convective development in the Southwest Amazon region during the Wet Season Atmospheric Mesoscale Campaign (WETAMC) and Tropical Rainfall Measuring Mission (TRMM)/Large-Scale Biosphere-Atmosphere (LBA) Experiment in Amazonia is presented. The convective development during 7 February 1999 is shown to occur during a period of very weak large-scale forcing in the presence of topography and deforestation. The available data include dual Doppler radar analysis, radiosonde launches, and surface and boundary layer observations. The observational analysis is complemented with a series of model simulations using the RAMS with 2-km resolution over a 300 km 300 km area forced by a morning radiosonde profile. A comparison of the observed and simulated thermodynamic transformation of the boundary layer and of the formation of convective lines, and of their kinematic and microphysical properties is presented. It is shown that only a few very deep and intense convective cells are necessary to explain the overall precipitating line formation and that discrete propagation and coupling with upper atmosphere circulations may explain the appearance of several lines. The numerical simulation indicates that topography may be the cause of initial convective development, although later on the convective line is parallel to the midlevel shear. There are indications that small-scale deforestation may have an effect on increasing rainfall in the wet season when the large-scale forcing is very weak.

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.