Interações entre gases traços, aerossóis e nuvens na Amazônia: da emissão de bioaerossóis aos impactos em larga escala

• Processo: 23/04358-9
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Programa de Pesquisa sobre Mudanças Climáticas Globais - Temático
• Data de Início da vigência: 01 de fevereiro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de janeiro de 2029
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
• Pesquisador responsável: Paulo Eduardo Artaxo Netto
• Beneficiário: Paulo Eduardo Artaxo Netto
• Instituição Sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Município da Instituição Sede: São Paulo
• Pesquisadores principais: Tercio Ambrizzi
• Pesquisadores associados: Ana Carolina Souza Ramos de Carvalho ; Bruno Backes Meller ; Cleo Quaresma Dias Júnior ; Dirceu Luis Herdies ; Edmilson Dias de Freitas ; Joel Ferreira de Brito ; Luciana Varanda Rizzo ; Luiz Augusto Toledo Machado ; Marco Aurélio de Menezes Franco ; Micael Amore Cecchini ; Rachel Ifanger Albrecht ; Rafael da Silva Palácios ; Rodrigo Augusto Ferreira de Souza ; Samara Carbone ; Sergio Duvoisin Junior
• Auxílio(s) vinculado(s): 25/14958-9 - EMU concedido no projeto temático 2023/04358-9: Swisenss Poleno Jupiter analisador de bioaerossóis, AP.EMU
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/11452-7 - Estrutura elétrica e microfísica de tempestades durante o experimento GoAmazon2014/5, BP.IC; 25/15985-0 - Suporte técnico para medidas de aerossóis em experimentos de campo na Amazônia, BP.TT; 25/07647-7 - Emissões de Compostos Orgânicos Voláteis Biogênicos (COVB) na Amazônia e seus impactos no ecossistema e na formação de aerossóis orgânicos secundários, BP.PD; + mais bolsas vinculadas 24/22898-3 - O Impacto do Tamanho do Aerossol e dos Bioaerossóis na Formação de Nuvens e no Ciclo de Vida na Amazônia, BP.DR; 25/00706-8 - Os efeitos microfísicos das interações aerosol-radiação e aerossol-nuvem e seus impactos no balanço radiativo na Amazônia, BP.DD; 24/02411-2 - Aplicações de espectrometria de massa de aerossóis no estudo de propriedades de sulfatos e nitratos na atmosfera amazônica., BP.IC - menos bolsas vinculadas
• Assunto(s): Meio ambiente Mudança climática Gases do efeito estufa Aerossóis Amazônia Clima
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amazonia | clima | Gases traços | Meio Ambiente | Mudanças Climáticas | Partículas de aerossóis | Meio ambiente e mudanças climáticas

Resumo

A Amazônia é um laboratório vivo para estudar processos críticos que regulam a química e a física da atmosfera tropical e influenciam o clima regional e global. Observações de longo prazo e estudos de processos são importantes para desvendar possíveis mecanismos de degradação da Floresta Amazônica. Planejamos avançar a ciência sobre processos de importância crítica que influenciam o ciclo hidrológico, o balanço de radiação, as trocas de gases reativos e de efeito estufa, os bioaerossóis e o funcionamento do ecossistema amazônico. Isso será feito por meio de uma combinação de 7 componentes nesta proposta: 1) Melhorias nas medições contínuas de longo prazo da torre ATTO, com a adição de novos estudos de aerossóis e gases traços, com o uso do elevador automático recém-instalado (sistema RoLi) que permitirá perfis verticais diurnos e noturnos contínuos desde o solo até 325 metros. Iremos também medir nanopartículas na faixa de 2 a 10 nanômetros, e estudar como elas crescem formando aerossóis orgânicos secundários (SOA) e posteriormente núcleos de condensação de nuvens (CCN); 2) Melhorias nos estudos de interações nuvens-aerossóis com novas medidas no site ATTO Campina, com perfis verticais do solo até 16 km de altitude, com instrumentos de perfilagem como o Lidar de aerossóis, radar de nuvens, radar de precipitação, radiômetros e o radar meteorológico de varredura que está sendo instalado em Balbina. As interações nuvem-aerossol-traços de gases sobre a coluna vertical serão estudadas nesta componente; 3) Estender as medições da torre ATTO para toda a bacia amazônica em larga escala, através de extensos cruzeiros de navios ao longo dos rios Solimões, Negro e Amazonas, usando o navio da UEA como plataforma fluvial. O foco dessas medições são a distribuição e interações de VOCs, aerossóis, gases de efeito estufa e partículas biológicas; 4) Realizar análises de dados do experimento CAFE-Brazil com medidas até 14 km de altitude em toda a Amazônia, e iremos utilizar aeronaves de pequeno porte para realizar perfis verticais de aerossóis, gases de efeito estufa, partículas biológicas e outras medidas até 5 km; 5) Realizar medidas de partículas de aerossóis biológicas primárias detalhadas em toda a bacia, com detecção de fluorescência em partículas, possibilitando a especiação de bactérias, esporos de fungos, fragmentos de plantas e outros tipos de bioaerossóis. Nesta componente vamos realizar análises metagenômicas de DNA em partículas de aerossol para identificar espécies transportadas atmosfericamente por longas distâncias da África à Amazônia, e dentro da Amazônia; 6) Integrar medições de gases de efeito estufa em larga escala, como CO2 e CH4, incluindo determinação isotópica, através de cruzeiros em vários rios e amostragens nas torres do LBA ao longo da Amazônia; 7) Implementar uma componente de modelagem integrada para ajudar no entendimento dos processos e para generalizar propriedades em toda a bacia a partir de medições de pontos fixos e campanhas de navios, além de medidas por sensoriamento remoto. Com essas medidas inovadoras e conjuntos de dados mais completos e esforços de modelagem associados, planejamos desvendar as complexas interações gases-traço-nuvens-aerossol-precipitação. Também estudaremos os feedbacks entre a biosfera e a atmosfera com as atividades antropogênicas através dos impactos do desmatamento e das emissões de queimadas. Esperamos que essas atividades integradas forneçam novos insights sobre processos importantes que regulam a química atmosférica tropical, a física das nuvens, o clima sobre florestas tropicais e o funcionamento integrado do ecossistema amazônico. (AU)

Publicações científicas

(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MAHOWALD, NATALIE M.; LI, LONGLEI; VIRA, JULIUS; PRANK, MARJE; HAMILTON, DOUGLAS S.; MATSUI, HITOSHI; MILLER, RON L.; LU, P. LOUIS; AKYUZ, EZGI; MEIDAN, DAPHNE; et al. AERO-MAP: a data compilation and modeling approach to understand spatial variability in fine- and coarse-mode aerosol composition. Atmospheric Chemistry and Physics, v. 25, n. 9, p. 38-pg., 2025-05-06. (23/04358-9)

CARAVAN, R. L.; BANNAN, T. J.; WINIBERG, F. A. F.; KHAN, M. A. H.; ROUSSO, A. C.; JASPER, A. W.; WORRALL, S. D.; BACAK, A.; ARTAXO, P.; BRITO, J.; et al. Observational evidence for Criegee intermediate oligomerization reactions relevant to aerosol formation in the troposphere. NATURE GEOSCIENCE, v. 17, n. 3, p. 20-pg., 2024-03-05. (23/04358-9, 17/17047-0)