Modelagem da interação superfície- atmosfera: calibração dos modelos sib2 e sib3 em uma área de pastagem no sul do Brasil
Autor(a) principal: | |
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Data de Publicação: | 2018 |
Tipo de documento: | Dissertação |
Idioma: | por |
Título da fonte: | Manancial - Repositório Digital da UFSM |
Texto Completo: | http://repositorio.ufsm.br/handle/1/14242 |
Resumo: | The Simple Biosphere Model (SiB) modelwas developed to represent and estimate the interactions between soil, vegetation and atmosphere, which describe the transfer processes of energy, mass and momentum. In this sense, this study goal is the optimization of the fluxes of energy, water and carbon dioxide, estimated by the second and third versions of the SiB model (SiB2 and SiB3), using experimental data obtained by the Eddy Covariance method. The study area is located in the county of Santa Maria under the Pampa biome witch has pasture fields as characteristic vegetation. In this area experimental measurements of atmospheric forcing of model initialization and surface fluxes are obtained. The study period comprises the years of 2014 to 2016. First, a soil respiration equation was inserted into the SiB2 model, which is calibrated from observed night data of CO2 flux, soil and air temperature, and soil moisture. Then the soil and vegetation parameters were calibrated by the sequential modules method in the SiB2 and SiB3 models. This method consists of the calibration of each parameter following the execution sequence of the calculations in the models. The the optimal parameter was obtained through the Nash-Suticliffe efficiency (NSE). The calibration performed sought to optimize all three fluxes simultaneously. The same atmospheric variables that strongly influence the observed fluxes, also influence in equal proportion, the modeled fluxes. Therefore, it is inferred that the representation of the vegetation by the models is insufficient for the study area. The results obtained in this research were satisfactory. Thus, the parameters calibrated in this work can be used as representative parameters of the Pampa biome in surface models as well to evaluate the changes of land use in this ecosystem. |
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Modelagem da interação superfície- atmosfera: calibração dos modelos sib2 e sib3 em uma área de pastagem no sul do BrasilSurface-atmosphere interaction modeling:sib2 and sib3 models calibration in a grassland area in south BrasilModelo SiB2Modelo SiB3Bioma PampaFluxos superficiaisModel SiB2Model SiB3Pampa biomeSurface fluxesCNPQ::CIENCIAS EXATAS E DA TERRA::FISICAThe Simple Biosphere Model (SiB) modelwas developed to represent and estimate the interactions between soil, vegetation and atmosphere, which describe the transfer processes of energy, mass and momentum. In this sense, this study goal is the optimization of the fluxes of energy, water and carbon dioxide, estimated by the second and third versions of the SiB model (SiB2 and SiB3), using experimental data obtained by the Eddy Covariance method. The study area is located in the county of Santa Maria under the Pampa biome witch has pasture fields as characteristic vegetation. In this area experimental measurements of atmospheric forcing of model initialization and surface fluxes are obtained. The study period comprises the years of 2014 to 2016. First, a soil respiration equation was inserted into the SiB2 model, which is calibrated from observed night data of CO2 flux, soil and air temperature, and soil moisture. Then the soil and vegetation parameters were calibrated by the sequential modules method in the SiB2 and SiB3 models. This method consists of the calibration of each parameter following the execution sequence of the calculations in the models. The the optimal parameter was obtained through the Nash-Suticliffe efficiency (NSE). The calibration performed sought to optimize all three fluxes simultaneously. The same atmospheric variables that strongly influence the observed fluxes, also influence in equal proportion, the modeled fluxes. Therefore, it is inferred that the representation of the vegetation by the models is insufficient for the study area. The results obtained in this research were satisfactory. Thus, the parameters calibrated in this work can be used as representative parameters of the Pampa biome in surface models as well to evaluate the changes of land use in this ecosystem.O modelo Simple Biosphere Model (SiB) foi desenvolvido para representar os ecossistemas e estimar as interações entre o solo, a vegetação e a atmosfera, que descrevem os processos de transferência de energia, massa e momentum. Nesse sentido, este estudo tem como objetivo otimizar os fluxos de energia, água e CO2, estimados pela segunda e terceira versões do modelo SiB (SiB2 e SiB3), tendo como referência dados experimentais obtidos pelo método Eddy Covariance. A área de estudo está localizada no município de Santa Maria dentro do bioma Pampa e possui, como vegetação característica, campos de pastagem. Nessa área foram obtidas medidas experimentais das forçantes atmosféricas de inicialização dos modelos e os fluxos superficiais. O período de estudo compreende os anos de 2014 à 2016. Primeiramente, foi inserida uma equação da respiração do solo no modelo SiB2, calibrada a partir de dados noturnos observados do fluxo de CO2, da temperatura do solo e do ar e da umidade do solo. Em seguida foram calibrados os parâmetros de solo e vegetação pelo método dos módulos sequenciais nos modelos SiB2 e SiB3. Este método consta da calibração de cada parâmetro seguindo a sequência de execução dos cálculos nos modelos. A escolha do parâmetro ótimo foi obtida através da eficiência de Nash-Suticliffe (NSE). A calibração realizada buscou otimizar os três fluxos simultaneamente. As mesmas variáveis atmosféricas que influenciam altamente os fluxos observados, também influenciam em igual proporção, os fluxos modelados. Portanto, a representação da vegetação pelos modelos SiB2 e SiB3 pode estar influenciando negativamente a estimativa dos fluxos superficiais. Os resultados obtidos nessa pesquisa foram satisfatórios. Dessa forma, os parâmetros calibrados neste trabalho poderão ser utilizados como parâmetros representativos do bioma Pampa em modelos de superfície, bem como, avaliar as mudanças do uso da terra neste ecossistema.Universidade Federal de Santa MariaBrasilFísicaUFSMPrograma de Pós-Graduação em FísicaCentro de Ciências Naturais e ExatasRoberti, Débora Reginahttp://lattes.cnpq.br/6952076109453197Teichrieb, Claudio Albertohttp://lattes.cnpq.br/9616939649732127Llopart, Marta Pereirahttp://lattes.cnpq.br/1940372839155036Pinheiro, Maria Eduarda Oliveira2018-09-10T20:27:21Z2018-09-10T20:27:21Z2018-02-08info:eu-repo/semantics/publishedVersioninfo:eu-repo/semantics/masterThesisapplication/pdfhttp://repositorio.ufsm.br/handle/1/14242porAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 Internationalhttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/info:eu-repo/semantics/openAccessreponame:Manancial - Repositório Digital da UFSMinstname:Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)instacron:UFSM2018-09-10T20:27:21Zoai:repositorio.ufsm.br:1/14242Biblioteca Digital de Teses e Dissertaçõeshttps://repositorio.ufsm.br/ONGhttps://repositorio.ufsm.br/oai/requestatendimento.sib@ufsm.br||tedebc@gmail.comopendoar:2018-09-10T20:27:21Manancial - Repositório Digital da UFSM - Universidade Federal de Santa Maria (UFSM)false |
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