@PhDThesis{Siqueira:2016:EsNuEf,
author = "Siqueira, Ricardo Almeida de",
title = "Estudo num{\'e}rico do efeito dos aeross{\'o}is de queimadas na
previs{\~a}o de chuvas convectivas na Am{\'e}rica do Sul",
school = "Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)",
year = "2016",
address = "S{\~a}o Jos{\'e} dos Campos",
month = "2016-02-29",
keywords = "Amaz{\^o}nia, aerossol de queimadas, modelagem de
precipita{\c{c}}{\~a}o, n{\'u}cleos de condensa{\c{c}}{\~a}o
de nuvens, parametriza{\c{c}}{\~a}o convectiva, Amazon region,
biomass burning aerosol, modelled precipitation, cloud
condensation nuclei, convective parameterization.",
abstract = "Emiss{\~o}es de aeross{\'o}is associados ao desmatamento e
queimadas de manuten{\c{c}}{\~a}o agr{\'{\i}}colas na bacia
Amaz{\^o}nica v{\^e}m produzindo uma densa camada de
fuma{\c{c}}a na regi{\~a}o durante o inverno austral ao longo
dos anos. O efeito da fuma{\c{c}}a no balan{\c{c}}o radiativo e
no ciclo hidrol{\'o}gico acoplados com o seu deslocamento por
ventos sin{\'o}ticos, pode ser sentido a milhares de
quil{\^o}metros de dist{\^a}ncia das suas fontes de
emiss{\~a}o. Os padr{\~o}es de precipita{\c{c}}{\~a}o e suas
quantidades podem ser grandemente impactadas por estas
emiss{\~o}es durante a transi{\c{c}}{\~a}o da
esta{\c{c}}{\~a}o seca para {\'u}mida, que tipicamente ocorre
durante os meses de setembro e outubro, no qual gerou a
motiva{\c{c}}{\~a}o para este estudo. Um estudo de modelagem
num{\'e}rica com o objetivo de investigar o efeito dos
aeross{\'o}is de fuma{\c{c}}a na precipita{\c{c}}{\~a}o sobre
o Brasil foi realizado para a esta{\c{c}}{\~a}o de
transi{\c{c}}{\~a}o seca para {\'u}mida do ano de 2012 usando
um modelo de transporte de aerossol acoplado a um modelo regional
atmosf{\'e}rico. Duas metodologias de estima{\c{c}}{\~a}o da
concentra{\c{c}}{\~a}o de n{\'u}cleos de
condensa{\c{c}}{\~a}o de nuvens foram testadas. O primeiro,
convertendo a concentra{\c{c}}{\~a}o do particulado em massa
para concentra{\c{c}}{\~a}o num{\'e}rica, assumindo valores
apropriados de densidade e distribui{\c{c}}{\~a}o de tamanho,
multiplicada pela efici{\^e}ncia dos n{\'u}cleos de
condensa{\c{c}}{\~a}o. O segundo usando uma rela{\c{c}}{\~a}o
emp{\'{\i}}rica entre os valores de profundidade {\'o}ptica do
aerossol e a concentra{\c{c}}{\~a}o de n{\'u}cleos de
condensa{\c{c}}{\~a}o. Os resultados indicaram que a segunda
metodologia tendeu a superestimar a popula{\c{c}}{\~a}o de
aeross{\'o}is o que acabou resultando em valores baixos de
precipita{\c{c}}{\~a}o. A regi{\~a}o de transi{\c{c}}{\~a}o
do cerrado para a floresta Amaz{\^o}nica foi a mais afetada pelos
efeitos dos aeross{\'o}is, com os resultados do modelo exibindo
significante melhoria na precipita{\c{c}}{\~a}o calculada quando
comparada com dados observados por sat{\'e}lite. Os resultados
obtidos refor{\c{c}}am a import{\^a}ncia da inclus{\~a}o dos
efeitos dos aeross{\'o}is de queimadas para a previs{\~a}o do
clima sazonal da regi{\~a}o. Rodadas independentes com o modelo
para investigar o efeito dos aeross{\'o}is na
parametriza{\c{c}}{\~a}o da nuclea{\c{c}}{\~a}o de gelo, e de
poss{\'{\i}}vel intensifica{\c{c}}{\~a}o da
precipita{\c{c}}{\~a}o por causa desta, foram realizadas e,
neste caso, as parametriza{\c{c}}{\~o}es de DeMott e Meyers
foram comparadas entre si. A parametriza{\c{c}}{\~a}o de DeMott
consistentemente adicionou mais n{\'u}cleos de gelo, por causa
das grandes concentra{\c{c}}{\~o}es de aeross{\'o}is associadas
com a queima de biomassa, mas poss{\'{\i}}veis efeitos de
intensifica{\c{c}}{\~a}o da precipita{\c{c}}{\~a}o em virtude
da maior participa{\c{c}}{\~a}o de gelo n{\~a}o foram
observados pelas simula{\c{c}}{\~o}es, sugerindo que estudos
futuros devem ser realizados para a avalia{\c{c}}{\~a}o do
modelo para casos de maior resolu{\c{c}}{\~a}o. Resultados
preliminares da compara{\c{c}}{\~a}o dos dados de
concentra{\c{c}}{\~a}o de aerossol e de mon{\'o}xido de
carbono, obtidos pelo modelo e pela campanha do SAMBBA, s{\~a}o
exibidos. Perfis verticais destas vari{\'a}veis mostraram que as
concentra{\c{c}}{\~o}es de aeross{\'o}is variaram de 300 a 1500
cm\$^{-3}\$ enquanto as de CO variaram de 200 a 500 ppb,
sugerindo que as n{\'e}voas de polui{\c{c}}{\~a}o medidas
durante a campanha n{\~a}o foram demasiadamente
polu{\'{\i}}das. O modelo 3BEM conseguiu apropriadamente simular
as condi{\c{c}}{\~o}es de atmosfera limpa e de atmosfera
polu{\'{\i}}da. ABSTRACT: Biomass burning aerosol emissions from
deforestation and agricultural fires in the Amazon basin have been
producing a dense smoke layer all over the region during the
Austral winter through the years. The smoke effect on radiative
balance and hydrological cycle coupled with long-range transport
by synoptic winds can be felt thousands of kilometers distant from
the sources. Precipitation patterns and quantities could be
largely impacted by these emissions during the dry to wet
transition season, typically towards September and October months,
which was the motivation of this study. A numerical modeling study
aiming to investigate the smoke aerosol effects on precipitation
over Brazil was conducted in the dry to wet transition season of
2012 using an aerosol transport model coupled on-line with a
regional atmospheric model. Two methodologies of estimating the
cloud condensation nuclei field concentration were tested. The
first one, converting from mass to number concentration, assuming
an appropriate particle density and size distribution; and the
second one, using aerossol optical thickness versus cloud
condensation nuclei relationship. Our results indicate that the
latter method tends to overestimate aerosol population resulting
in unrealistic low precipitation. The region of transition from
cerrado to Amazon forest biomes was especially sensitive to smoke
aerosol effects, with model results showing the most significant
improvement for precipitation when compared with observed
satellite data. Our results sustain the importance of including
smoke aerosol-cloud interaction for seasonal climate forecast in
the region. Different runs were made to investigate the aerossol
effects on parameterization of ice, comparing the
parameterizations of DeMott and Meyers, including possible
influence on the invigoration of precipitation because of ice
phase. DeMotts parameterization consistently added more ice nuclei
compared to the Meyers because of high concentrations associated
with biomass burning emissions, but possible effects of
invigoration of precipitation because of ice phase werent observed
by simulations, suggesting that future studies should be conducted
with higher resolution cases to better evaluate microphysics
effects. Preliminary results comparing aerosol concentrations and
carbon monoxide model results with data obtained during SAMBBA
campaign are discussed. Vertical profiles data around Porto Velho
were constructed and the results showed aerosol concentrations
ranging from 300 to 1500 cm\$^{-3}\$ while CO ranging from 200
to 500 ppb. The 3BEM emission model simulated well polluted and
clean atmospheric conditions.",
committee = "Randow, Celso Von (presidente) and Freitas, Karla Maria Longo de
(orientadora) and Freitas, Saulo Ribeiro de (orientador) and
Yamasoe, M{\'a}rcia Akemi and Ros{\'a}rio, Nilton Manuel
{\'E}vora do",
copyholder = "SID/SCD",
englishtitle = "Numerical study of the biomass burning aerosol effects on
convective precipitation forecast on South America",
language = "pt",
pages = "198",
ibi = "8JMKD3MGP3W34P/3L76T4B",
url = "http://urlib.net/ibi/8JMKD3MGP3W34P/3L76T4B",
targetfile = "publicacao.pdf",
urlaccessdate = "27 abr. 2024"
}