ABSTRACT Models that simulate the process of stomatal conductance (gs) for a given set of environmental conditions are important, as this process is the main mechanism that controls the gas exchange of terrestrial plants absorbing atmospheric CO2 in tropical forests. Simulations were performed for the Tapajós National Forest, in the western Brazilian Amazon, observing the gs process under the current climate scenario (control) and under the scenarios RCP4.5 and RCP8.5 (2071 - 2100), using the ED2.2 ecosystem demography model. The results showed that the lower availability of soil water for the plants reduced photosynthesis due to the closing of the stomata. The model results for gross primary productivity (GPP) are similar to those observed in the field, varying about ≈24 MgC ha-1 year-1 for the rainy season and ≈23 MgC ha-1 year-1 for the dry season (average 2002 to 2010) in the control scenario. In the RCP4.5 scenario, simulated GPP was 30.7 and 30 MgC ha-1year-1 for the rainy and dry season, respectively (30.5 and 25 MgC ha-1year-1, respectively, for the RCP8.5 scenario). Our results also show that there may be a limitation on the increase in biomass carbon with the concentration of CO2, as GPP was lower in RCP8.5, despite this scenario having a higher value of atmospheric CO2 relative to RCP4.5.

RESUMO Modelos que simulam o processo de condutância estomática (gs) para um determinado conjunto de condições ambientais são importantes, pois esse processo é o principal mecanismo que controla as trocas gasosas das plantas terrestres ao absorver o CO2 atmosférico em florestas tropicais. Realizamos simulações para a Floresta Nacional do Tapajós, na Amazônia Ocidental brasileira, observando o processo da gs sob o cenário climático atual (controle) e sob os cenários RCP4.5 e RCP8.5 (2071 - 2100) usando o modelo demográfico de ecossistema ED2.2. Os resultados mostraram que a menor disponibilidade de água no solo para as plantas reduziu a fotossíntese devido ao fechamento dos estômatos. Os resultados do modelo para produtividade primária bruta (PPB) foram semelhantes aos observados em campo, variando cerca de ≈24 MgC ha-1 ano-1 para a estação chuvosa e ≈23 MgC ha-1 ano-1 para a estação seca (média 2002 a 2010) no cenário controle. No cenário RCP4.5, o resultado da PPB simulado foi de 30,7 e 30 MgC ha-1ano-1 para as estações chuvosa e seca, respectivamente (30,5 e 25 MgC ha-1 ano-1, respectivamente, para o cenário RCP8.5). Nossos resultados mostram que pode haver uma limitação no aumento do carbono da biomassa com a concentração de CO2, uma vez que a PPB foi menor no RCP8.5, apesar deste cenário ter um valor maior de CO2 atmosférico em relação ao RCP4.5.

Resumo A precipitação no norte da Amazônia dos verões e outonos austral, do período de 1988 a 1999, foi simulada utilizando o modelo regional Weather Research and Forecasting (WRF), através de uma abordagem em escalas distintas, com domínios aninhados de 45 e 15 km. As condições iniciais e de contorno foram obtidas da Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) do National Centers for Environmental Prediction (NCEP). A habilidade do modelo foi testada usando diferentes bases de dados observacionais de precipitação, representativas de escalas espaciais distintas. O viés do modelo mostra dependências sazonal e espacial, com viés positivo no sudoeste da Amazônia brasileira durante o verão e, no noroeste da América do Sul, durante o outono. O refinamento de escala mostrou-se necessário para reproduzir as influências de superfície nos sistemas regionais e locais que afetam a distribuição das chuvas na região. O modelo WRF, em geral, reproduz os principais padrões espaciais observados de precipitação, sem o viés seco, típico dos modelos de circulação geral da atmosfera (MCGA). Os resultados indicam que a técnica de downscaling dinâmico melhora o desempenho do modelo WRF para a previsão climática sazonal na região Amazônica.

Abstract Precipitation over the northern Amazon during the austral summer and autumn seasons of the 1988- 1999 was simulated using the Regional Weather Research and Forecasting (WRF) model, with downscaling approach with nested domains of 45 and 15 km. The boundary and initial conditions were obtained from the Climate Forecast System Reanalysis (CFSR) of the National Centers for Environmental Prediction (NCEP). The model skill was tested using different reanalyzed precipitation datasets that represent different space scales. The bias of the model shows seasonal and spatial dependences, with positive bias in southwestern Brazilian Amazon during summer and in northwestern South America during autumn. The downscaling was needed to reproduce the surface influences on the regional and local systems that affect the rainfall distribution in the region. The WRF model, in general, reproduces the main observed precipitation patterns, without the dry bias, typical of general circulation models (GCM). The results indicate that the dynamic downscaling technique improves the WRF model performance for the seasonal climate forecast in the Amazon region.

O principal objetivo desse artigo é avaliar o desempenho de nove equações, para obter radiação de onda longa incidente para condições de céu claro e desenvolver uma equação localmente ajustada utilizando dados observados de pressão de vapor e temperatura do ar. Os parâmetros atmosféricos e de radiação foram medidos durante os meses de outubro/2005 e junho/2006, em uma torre micrometeorológica instalada no sítio experimental, em um pomar de bananeiras na região semi-árida do Nordeste do Brasil. A estatística comparativa para o desempenho dos modelos, para o cálculo da radiação de onda longa durante os períodos diurnos e noturnos, comparados aos dados medidos, tem mostrado que as parametrizações com mais fundamentações físicas têm melhores resultados. A equação ajustada localmente e o modelo de Sugita e Brutsaert, desenvolvido em 1993, mostraram erros menores que 1.0%, em comparação com os valores medidos. A radiação de onda longa incidente é um dos componentes do balanço de radiação mais caro e difícil de ser monitorado em estudos micrometeorológicos. Logo, a equação localmente ajustada pode ser usada para estimar a energia de onda longa incidente, necessária como dado de entrada em alguns modelos agrícolas e hidrológicos, nas regiões semi-áridas do Nordeste do Brasil, onde esta componente não é monitorada.

The main objective of this paper is to assess the performance of nine downward longwave radiation equations for clear-sky condition and develop a locally adjusted equation using the observed vapor pressure and air temperature data. The radiation and atmospheric parameters were measured during the months of October 2005 to June 2006 at a micrometeorological tower installed at the experimental site in a banana orchard in the semiarid region of Northeast Brazil. The comparative statistics for the performance of the downward longwave radiation calculation models during daytime and nighttime compared to measured data have shown that the parameterizations with more physical foundations have the best results. The locally adjusted equation and Sugita and Brutsaert model developed in 1993 showed errors less than 1.0% in comparison with measured values. Downward longwave radiation is one of the most expensive and difficult component of the radiation budget to be monitored in micrometeorological studies. Hence, the locally adjusted equation can be used to estimate downward longwave energy, needed as input to some agricultural and hydrological models, in semi-arid regions of the Northeast Brazil, where this component is not monitored.

O principal objetivo deste trabalho é prover informações sobre as tendências recentes dos eventos extremos de precipitação sobre o Estado do Ceará, associando esses eventos extremos às anomalias de Temperatura da Superfície do Mar (TSM) nos Oceanos Pacífico e Atlântico. Foram utilizados dados pluviométricos de 18 postos de 1971 a 2006 e o método de Mann-Kendall foi utilizado na obtenção das tendências. Os resultados mostram que existem características de aumento nas intensidades das secas e diminuição dos eventos de precipitação forte, e que o aumento nas anomalias de TSM no Pacífico e ao norte do equador, no Oceano Atlântico, acarreta em um aumento do número de dias consecutivos secos no norte do Ceará. Os índices extremos de precipitação mostraram correlações negativas com as anomalias de TSM nas regiões do Pacífico do Atlântico Tropical Norte e positivas com a região do Atlântico Tropical Sul. Entretanto, para a região sul do Ceará, o comportamento dos dias consecutivos chuvosos indica que o período chuvoso é governado por outros sistemas atmosféricos, necessitando assim, ser melhor estudado para o entendimento desse comportamento.

The main objective of this study is to provide information about recent trends of extreme rainfall over Ceará State, associating these extreme events with Sea Surface Temperature (SST) anomalies in the Pacific and Atlantic Oceans. Mann-Kendall method is applied to rainfall data of 18 rain gauges from 1971 to 2006 to obtain the trends. The results show that the drought intensity is increasing and the heavy precipitation events are decreasing and that the increase in the Pacific and north of equator Atlantic Ocean SST anomalies lead to an increase in the number of consecutive dry days in northern Ceará. Rainfall extreme indices have shown negative correlations with SST anomalies on Pacific and Tropical North Atlantic regions and positive with Tropical South Atlantic region. However, in southern Ceará region, the consecutive wet day behavior indicates that the rainy season is governed by other atmospheric systems, which needs to be more studied for better understanding.