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!