Impactos dos aerossóis na dinâmica de nuvens

• Autor(a) principal: Micael Amore Cecchini
• Data de Publicação: 2013
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações do INPE
• Texto Completo: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m19/2013/01.03.12.13

Este trabalho teve como objetivo estudar as relações entre variações nas concentrações de aerossóis ambiente e seus efeitos sobre as características físicas da precipitação sobre o Vale do Paraíba. Para isto, foram utilizados diversos instrumentos em campo, no interior do Instituto de Estudos Avançados (IEAv) em São José dos Campos, durante o período de 22/11/2011 a 10/01/2012 que mediram a concentração de CCN (\textit{Cloud Condensation Nuclei} - núcleos de condensação de nuvens), de particulado total, a distribuição de tamanho das gotas de chuva (DSD) e as propriedades atmosféricas padrão como temperatura, pressão e ventos. A medida da contagem dos aerossóis foi complementada com análises de material particulado coletados em filtros PM2,5. As medidas de DSD foram parametrizadas pelo Método dos Momentos, com resultados satisfatórios onde a taxa de precipitação parametrizada obteve coeficiente de correlação linear R$^{2}$ de 0,9996 com a medida. Os parâmetros obtidos (N$_{0}$, \textit{m} e $\wedge$) foram estudados via análise de \textit{clusters}, evidenciando as variações das DSD parametrizadas ao associá-las a 7 grupos com características semelhantes. Estes \textit{clusters} foram utilizados também para caracterizar os eventos de precipitação. A partir de informações sobre as amplitudes térmica e de concentrações de CCN e as intensidades, durações e acumulados das chuvas, foram definidos cinco padrões diários com características semelhantes, sendo três deles referentes a dias com presença de chuva, nomeadamente Convecção Local, Convecção Organizada e Chuva Estratiforme. Foram selecionados os primeiros eventos a ocorrer em cada um desses dias com o intuito de comparar eventos associados ao mesmo padrão mas sujeitos a diferentes concentrações de CCN. Para o caso de eventos de Chuva Estratiforme, notou-se que o efeito predominante foi aumento nas concentrações totais de gotas (CTG) de 37\% nos eventos sujeitos a maiores concentrações de CCN em comparação com os mais limpos. O aumento em CTG levou a aumento em 11\% na taxa de precipitação (RI). Nos eventos associados ao padrão Convecção Local, aumentos nas concentrações de CCN levaram a maior diâmetro médio ponderado pela massa (D$_{m}$). Observou-se que nestes casos deve ser levada em consideração informações sobre a intensidade convectiva dos eventos, pois esta influencia os parâmetros RI, D$_{m}$ e CTG. Ao analisar eventos individuais sujeitos a valores semelhantes de Energia Potencial Disponível para Convecção (CAPE), notou-se favorecimento, embora estatisticamente não significante mas fisicamente importante, na taxa de precipitação com aumentos na carga de CCN, com variações de até 229\%. Este aumento, no entanto, se apresentou de duas maneiras distintas, uma onde houve diminuições de CTG e aumentos de D$_{m}$ e outra da maneira inversa. Observou-se que os efeitos dos aerossóis sobre CTG e D$_{m}$ geralmente possuem impactos opostos em RI e a intensificação ou enfraquecimento nas taxas de precipitação dos sistemas depende do balanço entre estes fatores. A análise dos eventos associados ao padrão Convecção Organizada foi inconclusiva, mas foram observados indícios de que os efeitos dos aerossóis nesses casos podem ser irrisórios ao menos na metodologia aqui adotada.