Observações e Modelagem da Camada Limite Interna no Entorno de Extensos Sistemas Aquáticos

The determination of the spatial extent of the internal boundary layer (IBL) across a step change in surface roughness and surface heat flux and temperature is an important environmental aspect to the operation of industries, fossil-fuel, nuclear and wind power plants. The IBL of the land-water transition zone, such as in coastal regions, lakes and reservoirs, is strongly influenced by surface properties, as the roughness and stability change considerably within this zone. An observational study was conducted to measure meteorological properties near a large tropical reservoir and investigate the IBL at the water-land transition. A 42 m height meteorological mast was instrumented with sonic wind anemometers, air temperature and relative humidity sensors at 3, 10, 20 and 40 m height. Comparisons of the log profile model with the Monin-Obukhov similarity theory (MOS) and the observed wind profiles, shown that the MOS estimated the wind profile more accurately, especially if winds were from water to land.A determinação da estrutura da camada limite interna planetária (CLI) é um importante aspecto ambiental para o desenvolvimento de atividades industriais e operação de usinas termelétricas, nucleares e eólicas. A CLI pode ser influenciada por diversos fatores como rugosidade superficial, relevo e fluxos de calor e umidade superficiais. Tais características sofrem mudanças particularmente abruptas no entorno de extensos sistemas aquáticos como lagos, reservatórios hidroelétricos e regiões costeiras. Um estudo observacional com medições de temperatura, umidade, direção e intensidade do vento foi realizado de forma a investigar o comportamento da CLI no entorno de um grande reservatório hidroelétrico do Sudeste do Brasil. Os dados são derivados de uma torre meteorológica de 42 m instrumentada com sensores a 3, 10, 20 e 40 m, instalada na borda do corpo aquático por cerca de 12 meses. O perfil dos ventos foi analisado em função dos quadrantes predominantes de direção dos ventos (continental ou aquático). Os resultados foram comparados com dois modelos semi-empíricos da camada limite. A primeira formulação leva em consideração somente o parâmetro de rugozidade da superfície, o modelo logarítmico. O segundo modelo é baseado na teoria de similaridade de Monin-Obukhov (SMO) e considera a estabilidade atmosférica, além da rugosidade da superfície. Os resultados demostraram que o SMO estima o perfil de vento mais acuradamente, principalmente para ventos que sopram da água para a terra