Analisando os efeitos dos aerossóis e da umidade na organização de campos de nuvens rasas na Amazônia

• Processo: 24/04763-3
• Modalidade de apoio: Bolsas no Brasil - Mestrado
• Data de Início da vigência: 01 de outubro de 2024
• Data de Término da vigência: 31 de março de 2026
• Área de conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Pesquisador responsável: Micael Amore Cecchini
• Beneficiário: Gabriel Ghiraldello Balestra
• Instituição Sede: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Vinculado ao auxílio: 22/13257-9 - Correlacionando o nível de organização de campos de nuvens convectivas aos ciclos hidrológico e de aerossóis na Amazônia (CLOUDORG), AP.PFPMCG.JP
• Bolsa(s) vinculada(s): 25/11700-0 - Comparação da evolução de índices de organização da convecção em simulações LES idealizadas e realísticas, BE.EP.MS
• Assunto(s): Amazônia Chuva Modelos matemáticos Nuvens
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: Amazonia | chuva | Modelagem Numérica | Nuvens | Física de Nuvens

Resumo

Nossa hipótese principal trata da interação entre processos termodinâmicos e microfísicos e como eles ajudam a organizar campos de nuvens convectivas gerados localmente sobre a Amazônia. A organização do campo de nuvens aqui é vista como a distribuição física das nuvens sobre um determinado domínio, bem como a distribuição do tamanho e a distância entre as próprias nuvens. Várias nuvens pequenas espalhadas por um domínio indicam um campo de nuvens desorganizado, enquanto nuvens menos numerosas, maiores e mais próximas entre si indicam o oposto. Segue-se que um campo de nuvens altamente organizado é propenso a gerar convecção profunda, favorecendo assim a chamada transição rasa para profunda. Esta transição tem sido historicamente mal representada em modelos climáticos onde a convecção profunda é desencadeada demasiado rapidamente em comparação às observações. Isto leva a erros nas projeções climáticas devido aos consequentes erros nos ciclos hidrológicos e energéticos. Neste estudo, pretendemos aumentar a nossa compreensão de como as nuvens se organizam em domínios sem influência da grande escala. Em outras palavras, quais são os fatores termodinâmicos e microfísicos que determinam se o campo de nuvens será organizado ou desorganizado. Aqui estudaremos dois fatores que provavelmente desempenham papéis importantes com base na literatura. A primeira e principal é a disponibilidade de umidade, que, dado um perfil fixo de temperatura, determina a instabilidade estática atmosférica. Em segundo lugar, há evidências que mostram que a poluição por aerossóis pode dificultar ou favorecer a organização das nuvens, dependendo do nível de poluição e do contexto meteorológico. Estudaremos a interação entre esses dois fatores para quantificar seus efeitos individuais e combinados na organização da nuvem. Isto será feito através de uma série de simulações idealizadas com o modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System). A simulação de referência será alcançada fornecendo ao modelo perfis termodinâmicos típicos de dias de campo de nuvens cumulus rasas. A partir daí, variaremos a quantidade de umidade da camada limite e os níveis de poluição por aerossol, tanto individualmente quanto combinados, para analisar os efeitos na organização do campo de nuvens. Esta organização será quantificada através de índices disponíveis na literatura, permitindo assim correlações diretas com as propriedades do ambiente pré-convectivo. O objetivo geral é o de melhorar nosso conhecimento sobre como as condições termodinâmicas e microfísicas podem induzir a organização do campo de nuvens e o início da convecção profunda. Isto estabelecerá as bases para melhorias futuras nas parametrizações dos modelos climáticos.