Transporte de momento, energia e massa na camada limite

Abstract

1.Camada limite de uma superfície activa. Uma superfície é um plano que separa dois meios diferentes, não contém massa nem armazena energia. Quando um dos meios é o ar atmosférico, é na superfície que, em simultâneo, (a) é exercida a maior resistência ao fluxo de ar, (b) é absorvida, reflectida (e/ou transmitida) e emitida a maior parte da energia radiante (Rn = S – S + L – L ), (c) é interceptada a precipitação, (d) ocorrem conversões energéticas (radiante em térmica, sensível em latente,…) e mássicas (mudança de estado de agregação) relevantes em termos meteorológicos e climáticos. A dimensão característica de uma superfície (d) é a dimensão paralela ao sentido do movimento do ar que varre a superfície se esta for plana, e o diâmetro se esta for a de um corpo cilíndrico ou esférico. Uma equação simplificada do balanço energético à superfície do solo pode ser a seguinte: Rn = LE + H + G (W m-2 ) (1) onde Rn é a densidade de fluxo da radiação líquida à superfície, LE é o calor latente, H é o calor sensível trocado entre a superfície e a atmosfera envolvente e G o fluxo de energia trocado entre a superfície e o meio subjacente (solo). O calor latente exprime-se como o produto entre o calor latente de evaporação/condensação () e a taxa de evaporação/condensação (E) (LE=E). A razão de Bowen () obtém-se dividindo H por LE ( = H/LE). O balanço energético da unidade de área de um organismo pode ser calculado por: Rn + M = LE + H + G (W m-2) (2) onde M é a energia metabólica do organismo enquanto os restantes parâmetros têm o significado habitual. No caso das plantas, M é desprezável e G (também desprezável para períodos superiores a um dia) o calor sensível trocado com o solo. No caso dos animais, o parâmetro G não é, por regra, considerado. Há calor sensível por condução e por convecção. Condução é um modo de transferência de energia interna de um corpo para o outro, ou de uma parte de um corpo para outra, por variação de energia cinética do movimento das moléculas, por contacto directo ou pelo movimento de electrões no caso dos metais. Convecção é o mecanismo de troca de energia que ocorre num fluido por mistura de uma porção ou de porções diferentes deste, devido a movimentos de mesoescala da sua massa, relativamente organizados. Convecção livre é movimento causado apenas por diferenças de ...