Estudo de propriedades ópticas de partículas de aerossol não esféricas

As partículas de aerossol possuem um importante papel no sistema atmosférico pela sua capacidade de afetar o saldo radiativo de duas maneiras distintas, a direta, através do espalhamento e absorção da radiação, e a indireta, interagindo com as nuvens.

Pode-se notar que nem sempre as partículas de aerossol são esféricas e em alguns casos ficam muito distante desta forma. No entanto, pela sua maior simplicidade matemática, a teoria Lorenz-Mie, baseada na solução das equações de Maxwell na fronteira de uma esfera dielétrica vem sendo usada com sucesso para descrever a interação entre a radiação eletromagnética e as partículas de aerossol.

Entretanto, nas últimas décadas, considerando a importância dos aerossóis não esféricos, como poeira, na atmosfera, diversos estudos têm sido conduzidos para solucionar o problema do espalhamento de radiação por partículas não esféricas. Este trabalho utilizou o código T-Matrix para obtenção das propriedades ópticas de partículas de aerossol não esféricas com a finalidade de comparar seus resultados com os obtidos para a forma esférica. Subsequentemente fez-se uso do código de transferência radiativa LibRadTran, no qual se utilizaram as propriedades obtidas através do T-Matrix, para estudar como a não esfericidade do aerossol pode influenciar parâmetros relevantes na atmosfera, tais como a taxa de aquecimento e a irradiância difusa descendente.

Os resultados mostraram que existe uma significativa diferença no valor da função de fase para ângulos traseiros, variando entre 20% e 60%, e podendo chegar a mais de 80%, importando possíveis dificuldades para sensoriamento remoto. Outro resultado obtido foi que um modelo para aerossóis esféricos superestimaria a irradiância em no máximo 20% e a radiância em até 40%. Além disso, o modelo esférico subestimaria entre 0,5% e 28% o valor da taxa de aquecimento em relação a qualquer valor de razão de aspecto testado neste trabalho.

Concluiu-se que existem diferenças entre utilizar um modelo esférico ou não esférico de aerossóis, o que implica possíveis discrepâncias entre a observação e o resultado teórico. Entretanto o incremento no custo computacional e a maior complexidade decorrente da adoção de um modelo de partículas não esféricas faz com que ainda seja mais vantajosa, em algumas aplicações práticas, a utilização de um modelo esférico.