Der Amazonas-Regenwald interagiert mit der Atmosphäre, indem er viele Substanzen austauscht. Viele davon, wie Kohlendioxid, Methan, Ozon und organische Verbindungen, werden von der Vegetation produziert. Sie sind sowohl für das regionale als auch für das globale Klima von großer Bedeutung. Bisher basieren die Schätzungen der Emissions- und Absorptionsraten auf klassischen Theorien. Diese wurden jedoch für Landschaften mit relativ niedriger Vegetation entwickelt und gelten für den sogenannten „Inertial Sublayer“.
Cléo Quaresma Dias-Júnior und Co-Autoren überprüften nun, ob eine solcher Inertial Sublayer überhaupt über dem Amazonas existiert, wo die Bäume viel höher wachsen. Mit einer durchschnittlichen Baumhöhe von etwa 40 Metern erwarteten sie diese Schicht in etwa 100 Metern über dem Waldboden.
Sie maßen eine Reihe von atmosphärischen Parametern, die typischerweise zwischen den Schichten in verschiedenen Höhen des ATTO 80m-Turms und des Hohen Turms variieren. Sie fanden jedoch keinen Beweis dafür, dass eine solcher Inertial Sublayer existiert. Stattdessen verschmilzt der „roughness sublayer“ (die Schicht direkt über der Oberfläche) direkt mit der konvektiven Mischschicht darüber. Entscheidend ist, dass neue Methoden und Theorien benötigt werden, um das Fehlen des Interial Sublayers anzugehen und die Schätzungen der Stoffflüsse über dem Amazonas-Regenwald zu verbessern.
Das Artikel wurde kürzlich in den Geophysical Research Letters veröffentlicht: 10.1029/2019GL083237
Similar articles
Luciane Reis und ihre Kolleg*innen haben nun eine neue Studie am ATTO-Standort durchgeführt, die zeigt, dass auch Böenfronten große Sprünge in der Kohlendioxid-Konzentration verursachen können. Aber was sind die Quellen dieser kohlendioxidreichen Luft?
Sogenannte Gewitterlinien bringen häufig Stürme in das Amazonasgebiet. Sie bringen viel Regen, aber auch starke, turbulente Winde mit sich. In dieser neuen Studie werden ihre Auswirkungen auf die Oberflächenmeteorologie und die CO2-Flüsse analysiert.
Direkte Messungen von OH-Radikalen sind selten und schwer zu erreichen. Da sie jedoch mit BVOCs reagieren, haben Ringsdorf et al. sie aus Isoprenmessungen bei ATTO abgeleitet. Dazu verwendeten sie eine Technik namens „Dynamical Time Warping“ aus dem Bereich der Spracherkennung. Akima Ringsdorf et al. veröffentlichten die Studie „Inferring the diurnal variability of OH radical concentrations over the Amazon from BVOC measurements“ Open Access in Nature Scientific Reports.
In einer neuen Studie analysierten Anne Mendonça, Cléo Quaresma, Daniel Marra und ihre Co-Autoren im Rahmen des ATTO-INVENTA-Projekts verschiedene Turbulenzregime am Standort ZF2. Sie untersuchten auch, wie Turbulenzen mit dem Auftreten von Fallwinden und extremen Windböen zusammenhängen, die zum Absterben von Bäumen führen können.
In einer neuen Studie stellen Luca Mortarini und seine Kollegen einen neuartigen Ansatz zur Untersuchung der rauen Unterschicht vor, der ein kospektrales Budgetmodell verwendet. Die Originalität des Modells liegt darin, dass es die Mischungsschicht-Analogie zur Parametrisierung der Turbulenzstatistiken nicht berücksichtigt. Darüber hinaus werden sie mit den verschiedenen Skalen des Windgeschwindigkeitsspektrums in Beziehung gesetzt, ohne dass Annahmen über die Eigenschaften der Strömung getroffen werden.
Eiky Moraes, Cléo Dias-Júnior und ihre Kollegen wollten herausfinden, ob die lokale Topografie an ATTO die atmosphärischen Bewegungen beeinflusst. Insbesondere interessierten sie sich für die Auswirkungen der Topografie auf die Bildung von Schwerewellen. Der Vergleich von zwei Simulationen, eine mit und eine ohne Topografie, ergab einige wichtige Unterschiede in der Dynamik und Chemie der Atmosphäre.
Nur wenn sich die Luft im Inneren der Baumkronen mit der Luft darüber vermischt, kann ein Austausch stattfinden. Die physikalische Bewegung der Luft, ihre Turbulenz, bestimmt, wie gut sich diese beiden Luftschichten, die im Inneren des Kronendachs und die darüber, vermischen. Daniela Cava, Luca Mortarini, Cleo Quaresma und ihre Kollegen wollten mit zwei neuen Studien, die sie an ATTO durchgeführt haben, einige dieser Fragen beantworten. Sie wollten die verschiedenen Regime der atmosphärischen Turbulenz oder Stabilität definieren (Teil 1) und die räumlichen und zeitlichen Skalen der turbulenten Strukturen beschreiben (Teil 2).
Polari Corrêa und seine Co-Autoren analysierten die atmosphärische Dynamik in und über der Baumkrone während einer bestimmten Nacht an ATTO. Diese Bedingungen änderten sich im Laufe der Nacht. Auf die Turbulenzen folgten die Bildung einer Gravitationswelle und eines Tiefdruckgebiets. Dieser wurde wahrscheinlich durch die Brise vom Fluss Uatumã und das hügelige Gelände verursacht. Die Studie verdeutlicht die komplexen Dynamiken und Mechanismen in der Atmosphäre über einem dichten Wald.
Chamecki und seine Koautoren analysierten, ob die sanfte Topographie unterhalb des Amazonas-Regenwaldes die atmosphärischen Turbulenzen beeinflusst. Ihre Ergebnisse veröffentlichten sie Open Access im Journal of the Atmospheric Science.
Konvektive Stürme treten häufig in den Tropen auf und haben das Potenzial, den unteren Teil der Atmosphäre zu stören. Sie könnten sogar den Austausch von Spurengasen aus dem Kronendach in die darüber liegende Atmosphäre verbessern. Um diese Prozesse besser zu verstehen, nutzten Maurício Oliveira und Co-Autoren die Infrastruktur der ATTO, um die Winde dieser Stürme während der Nacht zu untersuchen. Die Ergebnisse veröffentlichten sie in einem neuen Artikel in der Open-Access-Zeitschrift Atmospheric Chemistry and Physics.