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@PhDThesis{Augusto-Silva:2019:PhLiLa,
               author = "Augusto-Silva, P{\'e}tala Bianchi",
                title = "Physical limnology of large floodplain lakes along the lower 
                         Amazon river",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2019",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2019-04-09",
             keywords = "Tropical shallow floodplain lakes, mixing, convective cooling, 
                         water surface temperature, remote sensing, lagos rasos de 
                         plan{\'{\i}}cie de inunda{\c{c}}{\~a}o tropical, mistura, 
                         resfriamento convectivo, temperatura da surperf{\'{\i}}cie da 
                         {\'a}gua, sensoriamento remoto.",
             abstract = "Large, shallow lakes are common in the extensive floodplains 
                         throughout the tropics and its importance for climate regulation 
                         has already been proven. To determine controls on their mixing 
                         dynamics in order to help define proper simplifications to insert 
                         this type of lakes in land surface models, five stations were 
                         instrumented with meteorological and temperature sensors and 
                         placed in two shallow connected tropical lakes on the lower Amazon 
                         floodplain. A tight relation between changes in thermal structure 
                         and LMO/h (the ratio of the Monin- Obukhov length scale LMO to the 
                         depth of the actively mixing layer h) indicates the sensitivity of 
                         thermal structure to wind speed relative to heating and cooling. 
                         Four regimes led to variations in mixing: (i) high solar radiation 
                         with light winds in the mid-morning to early afternoon resulted in 
                         shallow stratification, 0 < LMO/h <1; (ii) afternoons with higher 
                         winds caused the diurnal thermocline to downwell and heat to mix 
                         to deeper layers, LMO/h >1; (iii) by late afternoon, buoyancy flux 
                         became negative and LMO/h < -1 and with W u and w both > 0.06 
                         m.s-1, mixing from wind and cooling co-occurred; and (iv) 
                         convection dominated mixing on nights with light winds, -1 < LMO/h 
                         < 0. Pattern (ii) occurred mid-day if winds were higher. When 
                         winds were intermittent and regime (i) predominated mid-day, 
                         changes in heat content were primarily determined by 
                         one-dimensional processes of heating and cooling. When easterly 
                         winds were sustained and regime (ii) occurred mid-day, heat was 
                         transported west in the day, and colder water upwelled to the west 
                         or was advected to the west and north at night. Subtle differences 
                         in wind speed determined the extent to which advection moderated 
                         the thermal structure. Wind and solar radiation were found to be 
                         the most important parameters influencing the water column thermal 
                         structure of the lakes under study. Given the regimes identified 
                         by the in situ measurements and the increasingly applicability of 
                         orbital remote sensing to the study of the temperature patterns on 
                         inland aquatic systems, a model was developed for extracting bulk 
                         temperature (equivalent to that measured in situ) from the surface 
                         temperature (called skin temperature) provided by the MOD11A1 
                         product of the MODIS sensor onboard the Aqua and Terra satellites. 
                         This model was calibrated and validated using a Monte Carlo 
                         simulation, resulting in a normalized error of 18.32%. The model, 
                         however, presented low R2 values, indicating that further research 
                         is needed on longer time series before this product can be used 
                         for pattern studies. RESUMO: Grandes lagos rasos s{\~a}o comuns 
                         nas extensas plan{\'{\i}}cies de inunda{\c{c}}{\~a}o ao longo 
                         dos tr{\'o}picos cuja import{\^a}ncia para a 
                         regula{\c{c}}{\~a}o clim{\'a}tica j{\'a} foi comprovada na 
                         literatura cient{\'{\i}}fica. Para determinar os fatores que 
                         controlam a din{\^a}mica de mistura desses lagos e contribuir 
                         para a defini{\c{c}}{\~a}o de simplifica{\c{c}}{\~o}es mais 
                         adequadas para inser{\c{c}}{\~a}o desse tipo de lagos em modelos 
                         de superf{\'{\i}}cie, cinco esta{\c{c}}{\~o}es foram 
                         instrumentadas com sensores meteorol{\'o}gicos e de temperatura e 
                         posicionadas em dois lagos rasos interconectados da 
                         plan{\'{\i}}cie de inunda{\c{c}}{\~a}o do baixo Amazonas. Uma 
                         rela{\c{c}}{\~a}o estreita entre as varia{\c{c}}{\~o}es da 
                         estrutura t{\'e}rmica da coluna d{\'a}gua e a raz{\~a}o LMO/h 
                         (raz{\~a}o da escala de comprimento de Monin-Obukhov LMO pela 
                         profundidade da camada de mistura ativa h) indica sensibilidade da 
                         estrutura t{\'e}rmica em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} velocidade do 
                         vento. Quatro regimes conduzem a varia{\c{c}}{\~o}es na mistura 
                         da coluna d{\'a}gua desses lagos: (i) a alta incid{\^e}ncia de 
                         radia{\c{c}}{\~a}o solar e vento leve do meio da manh{\~a} 
                         at{\'e} o in{\'{\i}}cio da tarde resulta em 
                         estratifica{\c{c}}{\~a}o rasa, pr{\'o}xima {\`a} 
                         superf{\'{\i}}cie e com a raz{\~a}o entre 0 < LMO/h <1; (ii) o 
                         vento mais forte {\`a} tarde causou o aprofundamento da 
                         termoclina diurna, o que resultou em calor sendo levado {\`a}s 
                         camadas mais profundas e a raz{\~a}o LMO/h >1; (iii) ao final da 
                         tarde, o fluxo de flutuabilidade tornou-se negativo levando a 
                         raz{\~a}o a LMO/h < -1 e, com ambas velocidades horizontal ( W u 
                         ) e vertical ( w ) de fric{\c{c}}{\~a}o da {\'a}gua maiores que 
                         0.06 m.s-1, a mistura devido ao vento e aquela devido ao 
                         resfriamento da {\'a}gua ocorreram simultaneamente; e (iv) a 
                         convec{\c{c}}{\~a}o dominou a mistura da coluna d{\'a}gua em 
                         noites com vento leve e, com isso, a raz{\~a}o ficou -1 < LMO/h < 
                         0. O regime (ii) ocorreu ao meio dia caso o vento fosse mais 
                         forte. Quando o vento era intermitente e o regime (i) predominava 
                         ao meio dia, mudan{\c{c}}as no conte{\'u}do de calor na coluna 
                         d{\'a}gua eram determinadas por processos de resfriamento e 
                         aquecimento em uma dimens{\~a}o apenas. Quando ventos orientais 
                         eram mantidos e o regime (ii) ocorria ao meio dia, o calor era 
                         transportado para oeste durante o dia, fazendo com que {\'a}guas 
                         mais frias emergissem ou fossem transportadas para essa 
                         regi{\~a}o dos lagos {\`a} noite. Diferen{\c{c}}as s{\'u}bitas 
                         na velocidade do vento determinaram a extens{\~a}o com que a 
                         advec{\c{c}}{\~a}o impactava a estrutura t{\'e}rmica. Vento e 
                         radia{\c{c}}{\~a}o solar foram os par{\^a}metros mais 
                         importantes de regula{\c{c}}{\~a}o da estrutura t{\'e}rmica da 
                         coluna d{\'a}gua dos lagos estudados. Tendo em vista os regimes 
                         identificados pelas medidas in situ e a crescente 
                         aplica{\c{c}}{\~a}o do sensoriamento remoto orbital ao estudo 
                         dos padr{\~o}es de temperatura de sistemas aqu{\'a}ticos 
                         continentais, desenvolveu-se um modelo para a estimativa da 
                         temperatura volum{\'e}trica (equivalente {\`a}quela medida in 
                         situ) a partir da temperatura de superf{\'{\i}}cie (skin 
                         temperature) fornecidas pelo produto MOD11A1 do sensor MODIS a 
                         bordo dos sat{\'e}lites Aqua e Terra. Esse modelo foi calibrado e 
                         validado utilizando-se uma simula{\c{c}}{\~a}o Monte Carlo, 
                         resultando em erro normalizado de 18.32 %. O modelo, contudo, 
                         apresentou valores baixos de R2, indicando que s{\~a}o 
                         necess{\'a}rias pesquisas mais aprofundadas em s{\'e}ries 
                         temporais mais longas antes que possam ser usados para 
                         levantamento de padr{\~o}es.",
            committee = "Kampel, Milton (presidente) and Novo, Evlyn M{\'a}rcia Le{\~a}o 
                         de Moraes (orientadora) and Rudorff, Conrado de Moraes 
                         (orientador) and Carvalho, Lino Augusto Sander de and Melack, John 
                         Michael",
         englishtitle = "Limnologia f{\'{\i}}sica de grandes lagos de plan{\'{\i}}cie 
                         de inunda{\c{c}}{\~a}o ao longo do baixo Amazonas",
             language = "en",
                pages = "115",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34R/3T3DDKS",
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        urlaccessdate = "04 dez. 2020"
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