Foto: J. V. Martins
Variabilidade dos espectros de núcleos de condensação de nuvens durante a
campanha DRY-TO-WET AMC/LBA 2002J. A. Martins, F.L.T. Gonçalves e M.A.F. Silva Dias – IAG/USP
SequênciaImportância dos núcleos de condensação (CCN);
Efeitos associados aos CCN;
Procedimento de amostragem;
Resultados;
Conclusões.
Importância do tema
Fonte: IPCC 2001
Efeito indireto dos aerossóis (I)
Poucos aerossóis:Baixa concentração de gotículas e
menor refletividade
Muitos aerossóis:Alta concentração de gotículas e
maior refletividade(efeito de resfriamento no clima)
Efeito indireto dos aerossóis (II)
Alta concentração de gotículas (menores)
Baixa taxa de precipitação
Ciclo de vida mais longoDimensões maiores
(efeito de resfriamento no clima)
Efeito semi-direto dos aerossóis (III)
Acúmulo de aerossóis:Aquecimento próximo à base das nuvens
Evaporação das nuvens
Medidas de campo
Day 21 23 24 26 27 28 30a 30b 01a 01b 04a 04b
Time(UTC)
17:2419:30
18:0720:16
18:4321:04
18:0220:18
18:2720:03
17:3719:38
15:1416:17
17:4920:40
14:1616:25
18:4721:20
15:0616:25
17:5419:49
Day 04c 05a 05b 06a 06b 08 09 11a 11b 12 13
Time(UTC)
20:4822:36
16:1318:18
19:2421:01
15:1217:15
18:1920:45
18:5320:30
17:3219:27
14:4316:10
17:2118:46
15:4517:38
17:2019:50
Contador de CCN
Funcionamento: ss de 0.1 a 1.0 % Limitações: calibração, tempo de amostragem
... ...
.
Tempo como limitação
Resultados (I)
0
300
600
900
1200
1500
21/9
23/9
25/9
27/9
29/9
1/10
3/10
5/10
7/10
9/10
11/10
13/10
DATE(Day/Month)
CCN
CONC
ENTR
ATIO
N (c
m-3
)
Intensa atividade de queimada;Convecção rasa pela manhã;Células profundas, isoladas, em pequeno número, com chuva, descargas elétricas e rajadas de vento no final da tarde;Provável efeito local: (970 315 cm-3 em 27/09).
Moderada atividade de queimada;Convecção rasa pela manhã;Células profundas e isoladas no final da tarde;Vento predominantemente de norte;Efeito combinado.?
Reduzida atividade de queimada;Convecção rasa, intercalada com remanescentes de sistemas precipitantes anteriores;Sistemas convectivos de mesoescala;Efeitos não isolados.
?
Resultados (I)
Resultados (II)
0.00
300.00
600.00
900.00
1200.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00SUPERSATURATION (%)
CCN
CONC
ENTR
ATIO
N (c
m-3
)
FL-TETE-AFAF-JP
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80SUPERSATURATION (%)
CCN
CONC
ENT
RATI
ON
(cm
-3)
JP-VLVL-JP
0.00
100.00
200.00
300.00
400.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80
SUPERSATURATION (%)
CC
N C
ON
CEN
TRA
TIO
N (c
m-3)
JP-AFAF-JP
0.00
200.00
400.00
600.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80SUPERSATURATION (%)
CCN
CONC
ENTR
ATIO
N (c
m-3
)
JP-PVPV-RBRB-CS
FL-TE 131 42 cm-3 influência marítima (2750 m)TE-AF 418 206 cm-3 continentalAF-JP 744 107 cm-3 queimada
JP-VL 1600 m, 12 LT, camada limiteVL-JP 2600 m, 16 LT, acima da camada limite
JP-AF 3100 m, 11 LT, acima da camada limiteAF-JP 3400 m, 16 LT, acima da camada limite
JP-PV-RB-CS 2720 m, 11 LT+4,5h, acima da camada limite
Resultados (III)
0
1000
2000
3000
4000
5000
0 500 1000 1500
CCN CONCENTRATION (cm-3)
ALT
ITU
DE
(m)
21/09-15:31 23/09-16:16 24/09-17:0428/09-16:38 05/10-13:18 08/10-16:3009/10-15:27 12/10-13:38 13/10-16:50
Concentração maior nos baixos níveis;Diferença diminuindo com a altura;1300 cm-3 (JP,AF) e 200 cm-3 (CS), na camada limite, a 0.5% ss;Tendência de acumulação em torno da base das nuvens.
Resultados (III)
0.00
300.00
600.00
900.00
1200.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
SUPERSATURATION (%)
CC
N C
ON
CEN
TRA
TIO
N (c
m-3
)
Boundary Layer Free Troposphere
Média dos espectros de CCN para a camada limite e para a troposfera livre, para todo o conjunto de dados
Resultados (IV)
Jato em baixos níveis;Acumulação de CCN no topo da camada limite;Evidência de manifestação do efeito semi-direto dos aerossóis;Indefinição na base das nuvens.
0
300
600
900
1200
1500
0 0.2 0.4 0.6 0.8
SUPERSATURATION (%)
CC
N C
ON
CEN
TRA
TIO
N (c
m-3
)
668 m1504 m2096 m3077 m
Resultados (V)
0.8
1.0
1.2
1.4
1.6
0 600 1200 1800 2400c (cm-3)
kN = cSk (Fórmula de Twomey)
0.00
300.00
600.00
900.00
1200.00
0.00 0.20 0.40 0.60 0.80 1.00
SUPERSATURATION (%)
CC
N C
ON
CEN
TRA
TIO
N (c
m-3)
Boundary Layer Free Troposphere
BL c = 1262 cm-3, k = 1.18FT c = 450 cm-3, k = 0.81
ConclusõesAUTHOR c k TYPE
Twomey (1959) 2000.00 0.40 continental
Twomey (1959) 125.00 0.30 maritime
Jiusto (1967)*** 3500.00 0.90 urban
Jiusto (1967) 53.00 0.50 maritime
Jiusto (1967) 105.00 0.63 maritime/continental
Twomey e Wojciechowski (1969) 100.00 0.70 maritime
Twomey e Wojciechowski (1969) 600.00 0.50 continental
Raga e Jonas (1995) 700.00 0.70 continental
Hudson (1980) 230.00 0.20 maritime
Hudson (1980) 1400.00 0.70 continental
Hudson (1980) 2500.00 0.70 polluted
Hudson (1980) 2000.00 2.00 continental-maritime modified
Roberts et al. (2001) 259.00 0.97 continental
This work 1262.00 1.18 biomass burning
This work 450.00 0.81 continental (forest)
ConclusõesDecréscimo na concentração de CCN acompanhando a redução na atividade de queima de biomassa durante a transição da estação seca para úmida;
Evidências de um ciclo diário na concentração de CCN seguindo a atividade de queima de biomassa e acumulando partículas principalmente dentro da camada limite;
Evidências de que a biomassa é relativamente ineficiente na produção de CCN;
Supressão da convecção devido ao possível efeito semi-direto dos aerossóis na evaporação da nuvens;
Fórmula de Twomey é capaz de representar propriedades dos espectros de CCN com os parâmetros indicando a predominância de condições limpas ou poluídas;
Particularidades de cada região reforçam a necessidade de parametrizações fisicamente embasadas para que se obtenha melhores resultados na representação das nuvens.
Obrigado pela atenção!
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