Processos de formação da precipitação: um estudo sobre a microfísica, a interação com aerossóis e o ciclo de vida da nuvem a partir de medidas de radares e aeronaves

• Processo: 14/08615-7
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Doutorado
• Data de Início da vigência: 01 de agosto de 2014
• Data de Término da vigência: 02 de maio de 2017
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Acordo de Cooperação: Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)
• Pesquisador responsável: Luiz Augusto Toledo Machado
• Beneficiário: Micael Amore Cecchini
• Instituição Sede: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). Ministério da Ciência, Tecnologia e Inovação (Brasil). São José dos Campos , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 09/15235-8 - Processos de nuvens associados aos principais sistemas precipitantes no Brasil: uma contribuição à modelagem da escala de nuvens e ao GPM (Medida Global de Precipitação), AP.TEM
• Bolsa(s) vinculada(s): 14/21189-7 - Ciclo de vida das propriedades microfísicas das nuvens amazônicas e sua interação com os aerossóis, BE.EP.DR
• Assunto(s): Amazônia Microfísica de nuvens Chuva
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amazonia | chuva | ciclo de vida das nuvens | Goamazon | interações aerossóis-nuvens-precipitação | Microfisica De Nuvens | Microfísica de Nuvens

Resumo

Este trabalho visa compreender a formação das nuvens e precipitação e a evolução de suas propriedades microfísicas na região Amazônia. Os objetivos científicos a serem tratados estão dentro do escopo dos projetos GOAmazon, CHUVA (FAPESP 2009/15235-8), IARA - Intensive Airborne Experiment in Amazonia) em Fev-Mar/2014 e Set-Out/2014 e ACRIDICON (Aerosol, Cloud, Precipitation, and Radiation Interactions and Dynamics of Convective Cloud Systems) em Set-Out/2014. Estes projetos visam fornecer observações para aumentar o conhecimento científico sobre as partículas de aerossóis biogênicas e antropogênicas (e a interação entre elas), as características dos sistemas precipitantes e a interações aerossóis-nuvens-precipitação na região da Amazônia. As campanhas de medidas intensivas IARA (aeronave Gulfstream-1 - G-1) e ACRIDICON-CHUVA (aeronaves G-5 - HALO - Height Altitude and Long Range Aircraft e G-1) incluem voos com aeronaves instrumentadas para medir as propriedades dos aerossóis e nuvens. Após o ACRIDICON está previsto estágio de 1 ano do aluno no laboratório LIM (Leipzig Institute of Meteorology), onde serão analisados os dados colhidos pela aeronave HALO durante esta campanha. Utilizando medidas colhidas ao longo dos projetos mencionados, serão caracterizadas as diferentes PSD (Particle Size Distribution - distribuição de tamanho de partículas/hidrometeoros) das chuvas, gotas de nuvem e diferentes tipos de cristais de gelo. O conjunto de medidas de aeronaves, radar polarimétrico e disdrômetro possibilitará a identificação dessas propriedades em diferentes altitudes e fase de vida das nuvens. As PSD serão parametrizadas pelo método dos momentos, onde será ajustada função gamma de três parâmetros a cada distribuição individual. A análise das características desses parâmetros com relação ao ciclo de vida da nuvem e com os impactos dos aerossóis permitirá identificar a evolução da microfísica das nuvens e os efeitos da pluma de poluição de Manaus sobre as nuvens convectivas na região. Um dos principais objetivos desse trabalho é a identificação das propriedades microfísicas das nuvens que se desenvolvem em convecção profunda e se elas podem ser consideradas importantes para tal crescimento. Estima-se que as características microfísicas da nuvem em sua formação são determinantes para a estrutura da nuvem desenvolvida, como altura e espessura da camada de mistura e tipos de cristais de gelo. Por exemplo, nuvens com gotas relativamente pequenas (devido a altas concentrações de aerossóis, por exemplo) diminuem a eficiência de congelamento por imersão e contato, podendo atrasar a formação da camada mista que ficaria mais alta e fina. Esta questão será explorada a partir de sonda multiespectral instalada em aeronave que observa as nuvens pela lateral, identificando suas diferentes camadas. Por fim, pretende-se construir modelo conceitual a respeito da estrutura das nuvens (camadas, tipos de cristais de gelo) em função de parâmetros como a estação do ano, as condições termodinâmicas e a disponibilidade de aerossóis. (AU)

Publicações científicas

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(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)

MACHADO, LUIZ A. T.; CALHEIROS, ALAN J. P.; BISCARO, THIAGO; GIANGRANDE, SCOTT; SILVA DIAS, MARIA A. F.; CECCHINI, MICAEL A.; ALBRECHT, RACHEL; ANDREAE, MEINRAT O.; ARAUJO, WAGNER F.; ARTAXO, PAULO; et al. Overview: Precipitation characteristics and sensitivities to environmental conditions during GoAmazon2014/5 and ACRIDICON-CHUVA. Atmospheric Chemistry and Physics, v. 18, n. 9, p. 6461-6482, MAY 7 2018. (15/14497-0, 14/08615-7, 09/15235-8)

CECCHINI, MICAEL A.; MACHADO, LUIZ A. T.; COMSTOCK, JENNIFER M.; MEI, FAN; WANG, JIAN; FAN, JIWEN; TOMLINSON, JASON M.; SCHMID, BEAT; ALBRECHT, RACHEL; MARTIN, SCOT T.; et al. Impacts of the Manaus pollution plume on the microphysical properties of Amazonian warm-phase clouds in the wet season. Atmospheric Chemistry and Physics, v. 16, n. 11, p. 7029-7041, 2016. (14/08615-7, 09/15235-8)

CECCHINI, MICAEL A.; MACHADO, LUIZ A. T.; WENDISCH, MANFRED; COSTA, ANJA; KRAEMER, MARTINA; ANDREAE, MEINRAT O.; AFCHINE, ARMIN; ALBRECHT, RACHEL I.; ARTAXO, PAULO; BORRMANN, STEPHAN; et al. Illustration of microphysical processes in Amazonian deep convective clouds in the gamma phase space: introduction and potential applications. Atmospheric Chemistry and Physics, v. 17, n. 23, p. 14727-14746, DEC 11 2017. (15/14497-0, 14/21189-7, 14/08615-7, 09/15235-8)

ANDREAE, MEINRAT O.; AFCHINE, ARMIN; ALBRECHT, RACHEL; HOLANDA, BRUNA AMORIM; ARTAXO, PAULO; BARBOSA, HENRIQUE M. J.; BORRMANN, STEPHAN; CECCHINI, MICAEL A.; COSTA, ANJA; DOLLNER, MAXIMILIAN; et al. Aerosol characteristics and particle production in the upper troposphere over the Amazon Basin. Atmospheric Chemistry and Physics, v. 18, n. 2, p. 921-961, JAN 25 2018. (14/21189-7, 14/08615-7)

CECCHINI, MICAEL A.; MACHADO, LUIZ A. T.; ANDREAE, MEINRAT O.; MARTIN, SCOT T.; ALBRECHT, RACHEL I.; ARTAXO, PAULO; BARBOSA, HENRIQUE M. J.; BORRMANN, STEPHAN; FUETTERER, DANIEL; JURKAT, TINA; et al. Sensitivities of Amazonian clouds to aerosols and updraft speed. Atmospheric Chemistry and Physics, v. 17, n. 16, p. 10037-10050, AUG 28 2017. (14/21189-7, 13/05014-0, 14/08615-7, 09/15235-8)