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Os impactos de emissões urbanas de Manaus e de desflorestamento no balanço radiativo da Amazônia

Processo: 13/08582-9
Linha de fomento:Bolsas no Brasil - Pós-Doutorado
Vigência (Início): 01 de setembro de 2013
Vigência (Término): 31 de agosto de 2016
Área do conhecimento:Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Geofísica
Pesquisador responsável:Paulo Eduardo Artaxo Netto
Beneficiário:Elisa Thome Sena
Instituição-sede: Instituto de Física (IF). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo, SP, Brasil
Bolsa(s) vinculada(s):14/04181-2 - Um estudo de longo prazo da interação aerossol-nuvem e seus impactos no clima utilizando sensoriamento remoto em solo na Amazônia Central, BE.EP.PD
Assunto(s):Física atmosférica   Mudança climática   Amazônia

Resumo

Alterações de uso do solo e modificações na concentração de partículas de aerossóis atmosféricos têm importantes implicações no balanço radiativo e nos mecanismos de formação e desenvolvimento de nuvens, afetando o ciclo hidrológico na Amazônia. O impacto climático destas mudanças ainda é pouco compreendido e é tema de grandes debates na comunidade científica. Este projeto de pesquisa visa avançar o conhecimento científico dos efeitos de emissões de queimadas e da urbanização na alteração do balanço radiativo e propriedades de nuvens sobre a região Amazônica, e é parte integrante do experimento GoAmazon 2014-2015 e do projeto temático FAPESP 2013/02888-9. Iremos focar no estudo da forçante radiativa, incluindo o papel da alteração do albedo de superfície, os efeitos dos aerossóis e as alterações nas propriedades radiativas de nuvens, incluindo alterações do albedo e cobertura de nuvens na Amazônia. A área de trabalho principal será nas proximidades da cidade de Manaus, onde as emissões urbanas alteram as propriedades atmosféricas, mas também trabalharemos com o impacto das alterações na forçante radiativa na Amazônia como um todo.A metodologia é centrada nas extensas medidas de aerossóis e nuvens do experimento GoAmazon, a serem realizadas em 2014 e 2015 na região da Amazônia central, em Manaus. O perfil vertical de aerossóis e nuvens até 12 Km de altura será obtido por dois Lidars, localizados vento acima e vento abaixo da pluma de poluição urbana da cidade de Manaus. Estes perfis serão utilizados, em conjunto com um código de transferência radiativa, para calcular a forçante radiativa direta de aerossóis sobre estas áreas. Estas medidas serão validadas com radiômetros e fotômetros solares CIMEL, que são parte da rede AERONET, operadas nos locais de operação dos Lidars. A distribuição espacial de profundidade óptica de aerossóis, obtida pelo sensor MODIS e perfis verticais atmosféricos obtidos pelo satélite CALIPSO, serão utilizados para expandir o cálculo da forçante radiativa direta sobre toda a região Amazônica. Esta abordagem permitirá a análise do impacto radiativo dos aerossóis de queimada e de eventos de transporte de partículas na Bacia Amazônica. A forçante radiativa devida à modificação do albedo de superfície, causada pelo desflorestamento amazônico, será calculada a partir de dados da função de distribuição de refletância bidirecional (BRDF), obtidos pelo sensor MODIS. A variação sazonal desta forçante será avaliada a fim de obtermos uma estimativa acurada do impacto da mudança de albedo de superfície no balanço energético da região. O impacto da alteração da carga de aerossóis na microfísica de nuvens será investigado a partir de um conjunto avançado de instrumentos operados nos arredores da cidade de Manaus durante o experimento GoAmazon 2014-2015. Radiômetros em microondas e de campo de visão estreito serão utilizados para estimar a quantidade de vapor de água, profundidade óptica das nuvens e raio efetivo de gotas. A velocidade das correntes ascendentes na base das nuvens será estimada por um Lidar Doppler. O impacto dos aerossóis na fração de cobertura de nuvens será analisado a partir de dados de dois imageadores celestes. A carga de aerossóis será estimada a partir dos perfis verticais obtidos por Lidar e pelos fotômetros solares da rede AERONET. As extensas medidas de propriedades de aerossóis e nuvens efetuadas durante o experimento GoAmazon representam uma excelente oportunidade para avançar a compreensão das interações entre aerossóis-superfície-nuvens na região Amazônica e aprimorar a quantificação de seu impacto no clima.