Micael Amore Cecchini.

Poucas nuvens grandes geram mais chuva do que várias nuvens pequenas? Partindo dessa questão, o projeto vai investigar o efeito da agregação de nuvens no volume de chuvas na Amazônia.

Os aspectos físicos das nuvens, tais como sua extensão horizontal e vertical, determinam em grande parte seu papel nos ciclos hidrológico e energético da Amazônia. Nesta região, o ciclo diurno da convecção apresenta um aspecto pulsante, com a formação do chamado campo de nuvens cumulus no final da manhã, seguido de um pico de atividade à tarde devido à formação de nuvens convectivas profundas que então se dissipam no final da tarde. Historicamente, os modelos climáticos não conseguem reproduzir o crescimento de nuvens convectivas rasas para sistemas mais profundos (ou seja, a transição convectiva rasa-profunda), desencadeando a convecção profunda muito cedo. Isso resulta em picos de chuva muito precoces (2-3 horas) dentro do ciclo diário. Além disso, estudos recentes mostraram que as nuvens convectivas profundas desempenham um papel importante no processo de formação de novas partículas de aerossol na Amazônia. Foi proposto que as nuvens transportam gases biogênicos para a troposfera superior, onde crescem por condensação e são posteriormente transportados para a camada limite por correntes descendentes e reabastecendo a população de aerossóis. Em um contexto de mudanças climáticas, é essencial obter uma reprodução precisa da evolução do campo de nuvens amazônicas para melhor prever os futuros regimes de chuvas e aerossóis na região. Neste contexto, propomos uma análise objetiva para quantificar a transição convectiva rasa-profunda usando modelos de alta resolução e novas observações na região da torre ATTO (Amazon Tall Tower Observatory). A quantificação envolverá a determinação do nível de agregação dos campos de nuvens, o que determina se estes são dominados por muitas nuvens pequenas (baixo nível de agregação) ou por alguns grandes aglomerados (alto nível de agregação). Espera-se que o ciclo diurno convectivo na Amazônia evolua do primeiro para o segundo. Portanto, propomos uma nova maneira de quantificar a transição rasa para profunda, rastreando a evolução dos níveis de agregamento de nuvens. Esta informação está intrinsecamente ligada à variabilidade espaço-temporal da chuva e ao ciclo de aerossóis porque aglomerados maiores produzem mais chuva e transportam mais massa verticalmente do que nuvens mais rasas e espalhadas. Propomos que um índice de agregamento de nuvens é um fator importante para a transição dos resultados de modelos e observações de alta resolução para parametrizações em modelos climáticos.

Estudaremos propriedades físico-químicas de aerossóis biogênicos da Amazônia e seus efeitos como núcleos de condensação de nuvens. Iremos integrar medidas da distribuição de tamanho com vínculos da equação de Kohler que descreve a ativação de gotas a partir de partículas de aerossóis para obtermos o numero de Núcleos de Condensação de Nuvens (CCN) previstos pela teoria de Kohler. Realizaremos medidas de concentração de CCN em função da supersaturação e iremos comparar com os valores modelados. Também estudaremos a associação da concentração de CCN com propriedades óticas de aerossóis (absorção e espalhamento). Utilizaremos medidas de CCN do Contador DMT que realiza ativação no intervalo de saturação de 0.1 a 2%. A distribuição de tamanho será medida com o TSI SMPS (Scanning Mobility Particle Sizer). Medidas de espalhamento serão realizadas com o nefelômetro TSI de três comprimentos de onda. A absorção será analisada com o MAAP (Multi Angle Absorption Photometer Thermo 5012). As medidas serão realizadas nos sites de amostragem do projeto temático AEROCLIMA, em Manaus e Porto Velho, para analisarmos as diferenças nas propriedades de ativação em função do uso da terra na Amazônia. Pretendemos compreender melhor os parâmetros que limitam a atuação de ativação de gotas a partir de aerossóis da Amazônia.

Avaliação e validação de dados do modelo RegCM3 aninhado no modelo global HadAM3 em bacias hidrográficas do Brasil e América do Sul.