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Metadados

@PhDThesis{Santos:2017:ImOxCa,
               author = "Santos, Fernando Cavalcante dos",
                title = "Biomass burning and natural emissions in the brazilian Amazon 
                         rainforest: impact on the oxidative capacity of the atmosphere",
               school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
                 year = "2017",
              address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
                month = "2017-05-31",
             keywords = "biogenic volatile organic compounds, observation and modeling, 
                         oxidative capacity, compostos org{\^a}nicos vol{\'a}teis 
                         biog{\^e}nicos, observa{\c{c}}{\~a}o e modelagem, capacidade 
                         oxidativa.",
             abstract = "Emitted by vegetation, isoprene (2-methyl-1,3-butadiene) is the 
                         most abundant non-methane hydrocarbons, with an annual global 
                         emission calculated ranging from 440 to 660Tg carbon, depending on 
                         the driving variables like temperature, solar radiation, leaf area 
                         index and plant functional type. It is estimated, for example, 
                         that the natural compounds like isoprene and terpenes present in 
                         the troposphere are about 90\% and 50\%, respectively, removed 
                         from the atmosphere by oxidation performed by hydroxyl radical 
                         (OH). Furthermore, the oxidation products of isoprene may 
                         contribute to secondary organic aerosol (SOA) formation, affecting 
                         the climate and altering the properties and lifetimes of clouds. 
                         Considering the importance of these emissions and the hydroxyl 
                         radical reaction in the atmosphere, the SAMBBA (South American 
                         Biomass Burning Analysis) experiment, which occurred during the 
                         dry season (September 2012) in the Amazon Rainforest, provided 
                         information about the chemical composition of the atmosphere 
                         through airborne observations. Although primarily focused on 
                         biomass burning flights, the SAMBBA project carried out other 
                         flights providing indirect oxidative capacity data in different 
                         environments: natural emission dominated flights and 
                         biomass-burning flights with fresh plumes and aged plumes. In this 
                         study, we evaluate the oxidative capacity of the Amazon rainforest 
                         in different environments, both for the unpolluted and 
                         biomass-burning disturbed atmosphere using the ratio [MVK + 
                         MACR]/[Isoprene]. Beyond that, we propose an improvement on the 
                         formulation of indirect OH density calculation, using the 
                         photochemical aging [O\$_{3}\$]/[CO] as a parameter. Using a 
                         synergistic approach, balancing numerical modeling and direct 
                         observations, the numerical model BRAMS was coupled to MEGAN 
                         emission model to get a better result for isoprene and OH in the 
                         atmosphere, representing the observations during SAMBBA field 
                         campaign. In relation to OH estimation, we observed an improvement 
                         in the concentration values using the modified sequential reaction 
                         model, for both biomass burning regimes and background 
                         environment. We also detected a long-range transport events of 
                         O\$_{3}\$ during SAMBBA experiment, considering the high levels 
                         of O3 in aged plumes at high altitudes (5,500 6,500 m), and the 
                         detection of an O\$_{3}\$ inflow in the Amazon basin from 
                         Africa. These findings support the importance of long-range 
                         transport events as a source of O\$_{3}\$ into the troposphere 
                         in the Amazon basin, which could even alter the atmospheric 
                         composition within the planetary boundary layer and alter the 
                         oxidative capacity in the region. The model results showed a 
                         reasonable agreement for isoprene concentration, although more 
                         investigation needed for the OH simulation. RESUMO: Emitido pela 
                         vegeta{\c{c}}{\~a}o, o isopreno (2-metil-1,3-butadieno) {\'e} o 
                         hidrocarboneto n{\~a}o-met{\^a}nico mais abundante, com uma 
                         emiss{\~a}o global anual calculada entre 440 e 660Tg de carbono, 
                         dependendo de vari{\'a}veis como temperatura, 
                         radia{\c{c}}{\~a}o solar, {\'{\i}}ndice de {\'a}rea foliar e 
                         tipo funcional da planta. Estima-se, por exemplo, que os compostos 
                         naturais como isopreno e terpenos presentes na troposfera s{\~a}o 
                         cerca de 90\% e 50\%, respectivamente, removidos da atmosfera 
                         por oxida{\c{c}}{\~a}o realizada por radical hidroxila (OH). 
                         Al{\'e}m disso, os produtos de oxida{\c{c}}{\~a}o do isopreno 
                         podem contribuir para a forma{\c{c}}{\~a}o de aeross{\'o}is 
                         org{\^a}nicos secund{\'a}rios (AOS), afetando o clima e 
                         alterando as propriedades e o ciclo hidrol{\'o}gico das nuvens. 
                         Considerando a import{\^a}ncia dessas emiss{\~o}es e a 
                         rea{\c{c}}{\~a}o do radical hidroxila na atmosfera, o 
                         experimento SAMBBA (do ingl{\^e}s, South American Biomass Burning 
                         Analysis), que ocorreu durante a esta{\c{c}}{\~a}o seca 
                         (setembro de 2012) na Floresta Amaz{\^o}nica, forneceu 
                         informa{\c{c}}{\~o}es sobre a composi{\c{c}}{\~a}o 
                         qu{\'{\i}}mica da atmosfera atrav{\'e}s de 
                         observa{\c{c}}{\~o}es a{\'e}reas. Embora focado principalmente 
                         nos voos ocorridos durante a queima de biomassa, o projeto SAMBBA 
                         realizou outros voos que forneceram dados indiretos de capacidade 
                         oxidativa em diferentes ambientes: voos dominados por emiss{\~a}o 
                         natural e voos com queima de biomassa com plumas frescas e 
                         envelhecidas. Neste estudo, avaliamos a capacidade oxidativa da 
                         floresta amaz{\^o}nica em diferentes ambientes, tanto para a 
                         atmosfera n{\~a}o polu{\'{\i}}da quanto para atmosfera 
                         perturbada pela queima de biomassa usando a raz{\~a}o [MVK + 
                         MACR] / [Isoprene]. Al{\'e}m disso, propomos uma melhoria na 
                         formula{\c{c}}{\~a}o do c{\'a}lculo da densidade indireta de 
                         OH, usando o envelhecimento fotoqu{\'{\i}}mico [O\$_{3}\$] / 
                         [CO] como par{\^a}metro. Usando uma abordagem sin{\'e}rgica, 
                         balanceando modelagem num{\'e}rica e observa{\c{c}}{\~o}es 
                         diretas, o modelo num{\'e}rico BRAMS foi acoplado ao modelo de 
                         emiss{\~a}o MEGAN para obter um melhor resultado para isopreno e 
                         OH na atmosfera, representando as observa{\c{c}}{\~o}es durante 
                         a campanha do SAMBBA. Em rela{\c{c}}{\~a}o {\`a} estimativa de 
                         OH, observamos uma melhora nos valores de concentra{\c{c}}{\~a}o 
                         usando o modelo de rea{\c{c}}{\~a}o sequencial modificada, tanto 
                         para os regimes de queima de biomassa quanto para regi{\~a}o 
                         pristina. Tamb{\'e}m detectamos eventos de transporte de longo 
                         alcance de O3 durante o experimento SAMBBA, considerando os altos 
                         n{\'{\i}}veis de O\$_{3}\$ em plumas envelhecidas em altitudes 
                         elevadas (5.500 - 6.500 m) e a detec{\c{c}}{\~a}o de um influxo 
                         de O\$_{3}\$ na bacia amaz{\^o}nica proveniente da {\'A}frica. 
                         Essas descobertas sustentam a import{\^a}ncia dos eventos de 
                         transporte de longo alcance como fonte de O\$_{3}\$ na 
                         troposfera da bacia amaz{\^o}nica, o que poderia at{\'e} alterar 
                         a composi{\c{c}}{\~a}o atmosf{\'e}rica dentro da camada limite 
                         planet{\'a}ria e alterar a capacidade oxidativa da regi{\~a}o. 
                         Os resultados do modelo mostraram uma correla{\c{c}}{\~a}o 
                         razo{\'a}vel para a concentra{\c{c}}{\~a}o de isopreno, embora 
                         fosse necess{\'a}ria mais investiga{\c{c}}{\~a}o para a 
                         simula{\c{c}}{\~a}o de OH.",
            committee = "Randow, Celso von (presidente) and Freitas, Karla Maria Longo de 
                         (orientadora) and Guenther, Alex (orientador) and Bustillos, Jose 
                         Oscar Willian Vega and Moreira, Demerval Soares",
         englishtitle = "Emiss{\~o}es naturais e de queimadas na floresta Amaz{\^o}nia: 
                         impacto na capacidade oxidativa da atmosfera",
             language = "en",
                pages = "140",
                  ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3P26AFB",
                  url = "http://urlib.net/rep/8JMKD3MGP3W34P/3P26AFB",
           targetfile = "publicacao.pdf",
        urlaccessdate = "01 dez. 2020"
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