Estimativa Numérica do Efeito Radiativo Simultâneo de Aerossóis e Nuvens sobre a Amazônia

Uma particularidade da região amazônica é que as nuvens estão presentes mesmo durante a estação seca, período em que a queima de biomassa emite grandes quantidades de partículas de aerossol para a atmosfera. Considerando esse cenário, o presente estudo avaliou a influência simultânea de nuvens e partículas de aerossol emitidas por queimadas na Amazônia sobre a irradiância solar incidente na superfície e sobre a taxa de aquecimento radiativo na troposfera. Trata-se de um estudo exploratório, respaldado por comparações de simulações numéricas com medições realizadas em superfície, coletadas durante três campanhas experimentais: uma na estação chuvosa, na Amazônia Central, com baixa concentração de aerossóis, e as outras duas no período de queimadas, na região sul da Amazônia, uma caracterizada por concentração moderada e a outra por alta concentração de aerossóis. Os resultados indicaram que, quanto maior a profundidade óptica do aerossol, maior a relevância em se considerar o efeito das partículas de aerossol nas simulações, especialmente na presença de nuvens opticamente tênues. Como há predominância de nuvens convectivas rasas e concentração de aerossóis variando de moderada a alta na região amazônica durante a estação seca, especialmente na porção sul da Bacia, concluiu-se que a omissão do efeito radiativo dos aerossóis em simulações sob essas condições pode originar severas divergências dos valores observados. Durante o experimento em que o ambiente estava mais poluído, por exemplo, a inclusão do efeito do aerossol em situações com nuvens em fase líquida reduziu o erro absoluto médio de irradiância PAR em superfície de 290 W/m² para 36 W/m². Testes mostraram que a taxa de aquecimento radiativo solar na troposfera é altamente sensível ao perfil vertical de aerossóis, assim como, em menor intensidade, os produtos de nuvens derivados a partir de sensoriamento remoto passivo pelo método de refletância solar. Por conseguinte, uma caracterização da média do topo da camada de aerossóis foi feita com base em dados do sensor ativo CALIOP, a bordo do satélite CALIPSO. Ademais, verificou-se que o conteúdo integrado de água da nuvem (CWP) e o raio efetivo de gotículas/cristais (CER) também têm grande potencial de alterar a irradiância solar à superfície. As propriedades de nuvens foram incorporadas ao modelo de transferência radiativa a partir dos produtos de nuvens do sensor Moderate-Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS), a bordo do satélite Aqua. Estudos anteriores mencionaram algumas fontes de erro desse produto, dentre elas: o ângulo zenital de observação, a correção atmosférica (contaminação por aerossóis), a calibração do sensor, o albedo espectral de superfície e efeitos 3D. Dessa forma, os resultados foram discutidos no contexto dessas fontes de erro. Um estudo de caso para comparação entre retrievals do sensor MODIS e de um sensor ativo a bordo do satélite CloudSat também foi realizado. Médias espaciais durante a estação seca de 2007 revelaram diferenças nas propriedades microfísicas e na fração de cobertura de nuvens quentes entre região de floresta e região de pastagem consistentes com estudos anteriores. Foi desenvolvido, ainda, um algoritmo de processamento de fotos tiradas do céu com uma lente tipo olho de peixe para estimativa de cobertura de nuvens. Sua implementação permitiu a comparação com o correspondente valor obtido via satélite.