Multituden og filleproletariatet

O processamento on-line permite determinar para períodos médios (estabelecidos em 15 minutos) parâmetros estatísticos, como médias e desvios padrão, de todas as variáveis amostradas e calculadas pelo sistema MEDFLUX. Os fluxos verticais dos constituintes atmosféricos, medidos pela técnica da correlação turbulenta, são estimados de acordo com o algoritmo implementado por McMillen (McMillen, 1986; Moore et al., 1986; Baldocchi et al., 1988; McMillen, 1988; Güsten e Heinrich, 1996). As peculiaridades deste algoritmo são: a separação das flutuações do termo médio, usando um filtro digital passa alta, com uma constante de tempo de 200 segundos; a rotação tridimensional de coordenadas; e, finalmente, a correcção para o tempo de atraso (lag or delay

time), que os sinais rápidos das concentrações de ozono, do dióxido de carbono e do vapor de água

apresentam em relação ao sinal instantâneo da componente vertical da velocidade do vento. As duas primeiras já foram descritas e discutidas no capítulo 4.

A correcção dos fluxos para o tempo de atraso requer necessariamente a determinação prévia do mesmo. Este foi estimado a partir do reprocessamento off-line dos dados instantâneos armazenados, para vários períodos de desfasamento entre os dois sinais correlacionados. O valor que maximiza a covariância entre a componente instantânea de cada um dos constituintes e a componente instantânea da velocidade vertical do vento corresponde ao tempo de atraso de uma variável em relação à outra.

Quadro 6.2

Descrição geral dos vários módulos do programa de aquisição e processamento de dados do sistema

MEDFLUX

Programa Descrição

MeasSrv Este é o programa servidor central, que contém a memória compartilhada, as condutas nomeadas

e os semáforos, usados na comunicação entre os diferentes programas. Este programa arranca antes de todos os outros, de modo a inicializar todos os dados e os recursos de comunicação. Uma tarefa especial deste programa é a contagem de altas e baixas transições das entradas digitais da placa DT23EZ. Esta característica pode ser usada para medir sinais de certos sensores de saída digital. Este programa também contém uma base de dados de valores correntes e médios. Os valores correntes podem ser visualizados em tempo real, usando o programa ShowCurr e os valores médios podem ser visualizados graficamente com o programa ShowDB. Ambos os programas de visualização estão ligados ao servidor através da conduta denominada base de dados Medflux.

Logsolen Este programa recebe os dados do anemómetro ultra-sónico e armazena-os num buffer circular

na secção da memória compartilhada. Durante o arranque, o programa inicializa a porta série ligada ao sónico e estabelece comunicação com esta unidade, usando os seus próprios comandos. A porta série pode ser especificada pelo utilizador através de um parâmetro na linha de comando (a porta COM:2 é a de base). O número de canais analógicos em utilização por outros sensores são também especificados na linha de comando, sendo zero o valor definido de base. A comunicação com o sónico é sempre estabelecida a 9600 bits por segundo. Além disso, o programa força o sónico a operar no modo calibrado com o fluxo de dados descontínuo e não imediato (designado por “unprompted mode” no manual do anemómetro). Este programa calcula ainda a temperatura virtual a partir da velocidade do som, antes dos dados serem colocados na memória temporária compartilhada.

Eddy O programa Eddy proporciona todo o controlo sobre o armazenamento e o processamento matemático, relacionado com as variáveis turbulentas (ver secção seguinte). Este programa começa por ler um ficheiro de entrada, denominado setup, no qual se especificam uma série de parâmetros necessários para a execução das tarefas supracitadas. Outra peculiaridade deste programa prende-se com o facto de facultar a compressão dos dados instantâneos e o seu armazenamento em ficheiros binários de extensão raw. A rotina de compressão de dados permite uma redução superior a 75% do tamanho original. Estes ficheiros são abertos para escrever e imediatamente fechados após cada escrita. Assim, evita-se a perda de dados que poderia decorrer de qualquer falha do sistema. Os dados médios calculados são guardados num ficheiro denominado Eddycorr.csv. Outros valores estatísticos, relacionados com a rotação 3D dos eixos coordenados, são guardados em ficheiros com extensão dat.

Teimon O Teimon é o programa que estabelece a comunicação entre o computador e o analisador 42C,

via ligação RS232. Ao iniciar, o programa lê um ficheiro de comandos (um por linha), que devem ser enviados para o analisador. Os primeiros três são para obter as concentrações de NO e NO2, os

que se seguem depois de uma linha em branco são para obter um relatório sobre o estado de funcionamento do analisador. Os primeiros comandos são executados num intervalo de tempo definido pelo utilizador. O segundo conjunto de comandos são executados de hora a hora, permitindo assim uma verificação horária dos parâmetros de funcionamento do instrumento.

Admeas Este programa possibilita a leitura dos canais analógicos da interface E/S DT23. Este programa

apresenta uma interface gráfica muito amiga do utilizador. O intervalo de medição, o período médio, os coeficientes de calibração, que relacionam a saída em Volts com as unidades de medição, são facilmente introduzidos para cada tipo de sensor. Os parâmetros de entrada são armazenados no ficheiro adio.par e os de saída são guardados num ficheiro de texto, denominado admeas.csv.

Gradient O Gradient controla a medição dos perfis de concentração de SO2, NO e NO2. Inicialmente lê o

ficheiro de entrada designado por gradient.set, para depois controlar a comutação das electroválvulas, de acordo com os parâmetros introduzidos pelo utilizador. No essencial, os parâmetros definidos estabelecem o número de amostragens em cada nível de medição, durante o período médio, e o modo como esta se deve processar. A amostragem em cada nível é caracterizada por um período inicial de estabilização, durante o qual o sistema não regista os valores que estão a ser medidos pelos analisadores, e por um período de medição propriamente dito. Uma vez por dia, as válvulas são comutadas para uma posição de forma a conduzir “ar zero” (isento de SO2 e NOX) até

aos sistemas de medição. Os dados de saída são armazenados num ficheiro ASCII – gradient.csv

ShowDB Este programa possibilita a visualização gráfica de variáveis armazenadas em base de dados, de

uma forma rápida e simples. O utilizador selecciona a variável e o período de tempo que pretende ver graficado. O programa dispõe de outras particularidades com grande interesse prático.

Estudo de Deposição Seca Realizado em Portugal: Descrição Experimental

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Na figura 6.9 estão representados os valores, estimados para um período de 24 horas, que conduziram à maximização dos fluxos dos três constituintes. Verifica-se que o valor do tempo de atraso ± 0.1 não produz diferenças muito significativas no cálculo dos fluxos, mas demonstra claramente o quão importante é a aplicação desta correcção. A análise que aqui se apresenta foi verificada para diferentes períodos, tendo-se obtido em todos os casos valores sempre muito coerentes: para o ozono entre 0.4 e 0.45 segundos, enquanto para o CO2 e H2O, os valores foram de

1.7 e 1.8 segundos, respectivamente. Embora o CO2 e o H2O sejam amostrados pelo mesmo

sistema, a natureza eléctrica das moléculas de H2O faz com que este constituinte apresente maiores

tempos de atraso (Moncrieff et al., 1997).

Tempo de atraso (s) 0,0 0,1 0,2 0,3 0,4 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 % f lux o m á x im o 90 92 94 96 98 100 Tempo de atraso (s) 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 % f lux o m á x im o 88 90 92 94 96 98 100 Tempo de atraso (s) 1,0 1,5 2,0 2,5 3,0 % f lux o m á x im o 86 88 90 92 94 96 98 100 ozono CO2 H2O 1.7 0.4 1.8

Figura 6.9. Determinação do tempo de atraso do sinal de ozono, CO2 e H2O relativamente à componente vertical da velocidade do vento.