Caracterização do granizo presente em tempestades severas na Região Sul do Brasil

• Autor(a) principal: Quintino, Thaysla Beluco
• Data de Publicação: 2022
• Tipo de documento: Dissertação
• Idioma: por
• Título da fonte: Biblioteca Digital de Teses e Dissertações da USP
• Texto Completo: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-09012023-120640/
• topic: bioaerossois; bioaerossols; granizos; hail; ice nuclei; núcleo de gelo

As tempestades, que envolvem granizo, são recorrentes nas regiões Sul do Brasil. Na maioria das vezes, essas tempestades vêm acompanhadas de grandes perdas econômicas, o que torna importante e necessário melhorar o nível de conhecimento em torno do tema. Por outro lado, a composição microbiológica de granizos tem sido estudada desde o século XIX, com a identificação de alguns microrganismos, contudo, há ainda uma grande lacuna na descrição do papel destes na formação do granizo, em particular no Brasil. Os bioaerossóis, como podem ser classificados os aerossóis de origem biológica, podem ser originários de plantas (pólens), animais (insetos) e microrganismos (fungos e bactérias) incluindo organismos vivos e mortos e seus subprodutos e são de elevada importância, mostrando relação com deflagração de doenças respiratórias e interferindo em processos meteorológicos, como no caso da formação de núcleos de formação de gelo em nuvens. Dentre os aerossóis que são responsáveis pela formação dos núcleos de gelo, as de origem biológica são as principais em temperaturas mais quentes que -10°C. Pouco se sabe sobre o papel destes nucleadores de gelo de origem biológica no mundo, em particular no Brasil. Esse trabalho objetivou estimar a concentração dos componentes biológicos (bactérias e fungos) presentes em pedras de granizo coletadas em tempestades na Região Sul do Brasil, bem como, a caracterização física e química das mesmas. As amostras foram coletadas através de voluntários de uma rede de monitoramento em implantação em sítios representativos da região durante eventos ocorridos em junho, julho e agosto de 2020. As trajetórias de parcela de ar dos eventos foram obtidas, em períodos anteriores aos mesmos, pelo HYSPLIT. Foram analisados íons, composição microbiológica (fungos e bactérias), ecologia microbiana, as variáveis polarímétricas do Radar Meteorológico do Oeste e propriedades físicas da pedra de granizo (massa, diâmetro, volume e densidade), para comparação. Com o conjunto de dados tem-se que a concentração de bactérias em número de unidades formadoras de colônias (UFC) foi entre 9 e 32 unidades formadoras de colônias (UFC) por granizo, sendo em média 11 UFC mL-¹. Estes microrganismos foram identificados e foram encontradas 19 espécies de microrganismos (bactérias e fungos), sendo que 52,6% das bactérias identificadas pertencem ao gênero Bacillus, este grupo também foi encontrado em outros trabalhos que envolvem identificação microbiológica a partir de amostras de granizo em diversas partes do mundo. Também foram identificadas bactérias do gênero Arthrobacter, Oceanobacillus, Lysinibacillus, Methylobacterium, Gordonia, Curtobacterium e Paenibacillus e um fungo pertencente ao grupo Fusarium. Além disso, dentre os íons identificados, o flúor (110,09 µmol/L), sódio (68,01 µmol/L), cloreto (67,29 µmol/L) e potássio (64,41 µmol/L) apresentaram as maiores concentrações. Estes elementos químicos, demonstraram que as atividades locais da região contribuíram para a presença destes, sendo as possíveis fontes, a ressuspensão do solo, o uso de fertilizantes, a criação de gado, bem como, as emissões biogênicas da vegetação podem auxiliar na origem destes elementos. O modelo HYSPLIT mostrou que as parcelas são oriundas das regiões norte e oeste, demonstrando escoamento com origem da região Amazônica e de regiões circunvizinhas à área de coleta. Ao investigar a relação das variáveis polarimétricas com o tamanho do granizo, a variável ZH demonstrou diferenças entre as tempestades estudadas, sugerindo a existência de variações entre os tipos, formatos e quantidades de hidrometeoros entre as tempestades. Ao analisar o comportamento de ZDR, verificou-se que as três tempestades apresentam processos associados à formação de gotas de chuva. Calculou-se o diâmetro do granizo utilizando as variáveis polarimétricas do radar meteorológico, o valor encontrado foi maior que o medido em laboratório através das amostras coletadas. Estes valores foram validados com dados coletados in situ e assim, o radar meteorológico apresentou desempenho satisfatório ao estimar o tamanho do granizo através de variáveis polarimétricas. Com este trabalho, espera-se preencher algumas lacunas no conhecimento em relação aos componentes biológicos, químicos e físicos dos granizos presentes nas tempestades da região sul: como composição; e a compreensão de alguns dos seus impactos na atmosfera.