O papel das partículas de aerossol no balanço da radiação atmosférica na Amazônia

O papel das partículas de aerossóis no balanço de radiação atmosférica na Amazônia

Entender o papel das partículas de aerossóis emitidas naturalmente pela floresta amazônica na regulação dos mecanismos de produção de nuvens e do balanço radiativo atmosférico tem sido uma tarefa prioritária do componente de química atmosférica do LBA. Diversos experimentos foram realizados em Rondônia ("SMOCC Smoke, aerosols, clouds, rainfall and climate: Aerosols from biomass burning perturb global and regional climate") e Manaus ("LBA/CLAIRE - Cooperative LBA Airborne Regional Experiment") (Andreae et al., 2002, Artaxo et al., 2002, Guyon et al., 2004, Procópio et al., 2003, 2004). Na estação chuvosa, onde predominam as emissões naturais antrópicas, a concentração de partículas de aerossóis é da ordem de 10 a 15 µg m-3, com uma concentração em termos de número da ordem de 100 a 300 partículas cm-3. Na estação seca, por causa das emissões de queimadas, a concentração em massa sobe para cerca de 300 a 600 µg m-3, enquanto que o número de partículas sobe para 15.000 a 30.000 partículas cm-3 (Yamasoe, 1999). A maioria das partículas biogênicas encontra-se na fração grossa, com diâmetros maiores que 2 µm, e tem como constituição principalmente fungos, esporos, fragmentos de folhas, bactérias, em uma enorme variedade de partículas. A maior parte das partículas são orgânicas, com traços de potássio, cálcio, magnésio, enxofre, fósforo, zinco e outros elementos (Artaxo et al., 1990, 1993, 1994). Elas também são solúveis em água, o que explica suas propriedades de nucleação de nuvens, atuando eficientemente como núcleo de condensação de nuvens (Yamasoe, 2000, Clayes, et al., 2004, Andreae et al., 2004). Estas partículas têm um tamanho da ordem do comprimento de onda da luz visível, o que faz delas eficientes espalhadores de radiação solar, podendo afetar de modo significativo o balanço de radiação atmosférico (Haywood et al., 2000). A Figura 1 apresenta a concentração de partículas de aerossóis em Alta Floresta, norte do estado do Mato Grosso, de 1992 a 2002. Observam-se concentrações muito reduzidas de partículas na estação chuvosa, (da ordem de 10 a 15 µg m-3) enquanto que no período de agosto a outubro, concentrações altíssimas são observadas (maiores que 100 µg m-3). Devido às importantes propriedades óticas das partículas emitidas em queimadas (Guyon et al., 2004, 2005), também têm efeitos importantes no balanço de radiação atmosférico, atenuando até 70 % da radiação incidente, afetando o funcionamento do ecossistema amazônico (Eck et al., 2003, Kaufman et al., 1998). Estas altas concentrações de partículas fazem com que haja um déficit de radiação superficial muito significativo, com picos instantâneos de até -300 Wm-², com valores médios na estação de queimadas em Alta Floresta da ordem de -28 Wm-² (Procópio et al., 2003, 2004). As altas concentrações também têm efeito importante sobre a saúde da população da região amazônica, com o aumento da incidência de doenças respiratórias em áreas críticas como Alta Floresta (Hacon et al., comunicação pessoal).

O experimento LBA está operando uma rede de fotômetros solares em parceria com a NASA, que mede continuamente a chamada espessura ótica de aerossóis (Holben et al., 1998, Schafer et al., 2002a), que expressa a quantidade total de partículas da coluna atmosférica integrada. A Figura 2 apresenta a série temporal da espessura ótica de aerossóis para Rondônia, para o comprimento de onda de 550 nanômetros mostrando um impacto significativo da quantidade de aerossóis no balanço radiativo. A forçante radiativa direta dos aerossóis na superfície foi calculada no espectro solar com o programa de transferência radiativa SBDART - Santa Barbara DISORT Atmospheric Radiative Transfer Model (Ricchiazzi, et al., 1998). Foi desenvolvido um

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