Variabilidade espacial e temporal da forçante radiativa direta de aerossóis de queimadas e os efeitos da mudança de uso do solo na Amazônia

Autor(es)

Elisa Thomé Sena

• Tipo de documento: Tese de Doutorado
• Imprenta: São Paulo.
• Instituição: Universidade de São Paulo (USP). Instituto de Física (IF/SBI)
• Data de defesa: 2013-08-12

Membros da banca

Paulo Eduardo Artaxo Netto; Maria de Fatima Andrade; Maria Assuncao Faus da Silva Dias; Eduardo Landulfo; Manfredo Harri Tabacniks

• Orientador: Paulo Eduardo Artaxo Netto

Resumo

Medidas simultâneas dos sensores CERES (Clouds and the Earths radiant Energy System) e MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectrometer), a bordo do satélite Terra, da NASA foram utilizadas para avaliar o impacto do desflorestamento no balanço radiativo em larga escala na Amazônia durante as estações secas de 2000 a 2009. Este impacto é decorrente da emissão de partículas de queimadas, mudanças nas características de superfície e na quantidade de vapor dágua na coluna atmosférica. A forçante radiativa direta de aerossóis de queimadas e a forçante radiativa de mudança de albedo de superfície, devida ao desflorestamento na Amazônia, foram calculadas a partir de duas diferentes metodologias. O primeiro método calcula a média da forçante para toda a estação seca, através da regressão da irradiância no topo da atmosfera (TOA) versus a profundidade óptica de aerossóis. O segundo método calcula a forçante diária a partir das irradiâncias medidas no TOA e da geometria de iluminação. Um código de transferência radiativa, em conjunto com o produto de funções de distribuição de refletância bidirecional (BRDF) do MODIS e medidas de propriedades ópticas de aerossóis de queimadas da rede AERONET, foram utilizados para expandir as forçantes radiativas instantâneas, calculadas no horário de passagem do satélite, em médias diárias. A média diária da forçante radiativa direta no TOA para o período estudado, foi de - 8,2 ± 2,1 W/m² e -5,2 ± 2,6 W/m², dependendo da metodologia utilizada. As distribuições espaciais da forçante radiativa direta de aerossóis sobre a região amazônica mostram que, para altas concentrações de aerossóis, a média diária da forçante radiativa no TOA pode alcançar até -30 W/m². Observamos também que a refletância da superfície influencia fortemente o efeito radiativo direto de aerossóis. O impacto dos aerossóis sobre diferentes tipos de superfície foi analisado, indicando que a forçante radiativa é sistematicamente mais negativa sobre floresta do que sobre cerrado. A média anual da forçante radiativa de mudança de albedo de superfície devida ao desflorestamento em Rondônia foi determinada, a partir das duas diferentes metodologias, em -7,4 ± 0,9 W/m² e -8,1 ± 1,0 W/m², respectivamente. As partículas de queimadas impactam o balanço radiativo por aproximadamente 2 a 3 meses por ano, enquanto o impacto do albedo de superfície pode ser observado ao longo de todo o ano. Esta diferença, devida à sazonalidade da estação de queimadas, indica que a média anual do impacto da mudança de albedo de superfície sobre o balanço radiativo amazônico é muito maior do que o impacto anual dos aerossóis de queimadas. A influência do desmatamento na quantidade de vapor dágua atmosférico e seu impacto no balanço radiativo foi analisada a partir de medidas de vapor dágua integrado na coluna atmosférica obtidas pelos radiômetros solares da AERONET. Estas medidas mostram que a quantidade de vapor dágua integrado na coluna atmosférica é 0,35 cm (cerca de 10% do total) menor sobre áreas desmatadas do que sobre áreas de florestas preservadas. O efeito desta redução na quantidade de vapor dágua atmosférico contribui para aumentar o fluxo radiativo de ondas curtas ascendente no TOA. Os altos valores de forçante obtidos neste trabalho indicam que o desflorestamento pode ter forte implicação para a convecção, desenvolvimento de nuvens e para a razão entre radiação direta e difusa. (AU)