Relatório Final: Expedição Científica Relatório do Projeto...
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Relatório Final: Expedição Científica – Relatório do Projeto Missão IOP2 – Setembro-Outubro 2014: a) Objetivos Propostos e Resultados Previstos: Os objetivos científicos deste projetos podem, em linhas gerais, ser categorizados em termos do ciclo de vida dos aerossóis, do ciclo de vida de nuvens, e das interações nuvem – aerossol – precipitação. Os objetivos detalhados de cada uma destas categorias amplas são: Ciclo de vida do aerossol 1. A interação da pluma de poluição de Manaus com as emissões de compostos orgânicos voláteis (COVs), especialmente o impacto na produção de aerossóis orgânicos secundários (AOS) e a formação de novas partículas; 2. A influência de emissões antropogênicas (i.e., da pluma de Manaus) na microfísica e propriedades ópticas dos aerossóis, e propriedades dos núcleos de condensação de nuvens (NCN), a partir da comparação das propriedades dos aerossóis em massas de ar pristinas e com influência antropogênica; e 3. Está implícito nos focos 1 e 2 a quantificação das propriedades ópticas dos aerossóis e NCN em massas de ar perturbadas e pristinas. Ciclo de vida da nuvem 1. O papel da heterogeneidade da paisagem (por exemplo, a área urbana de Manaus ou a dimensão dos rios) na dinâmica da convecção e nuvens; 2. A evolução da intensidade da convecção de tempestades severas na estação seca para tempestades moderadas na estação úmida, e como mudanças causadas pelo desmatamento local induz transições similares; 3. A transição de nuvens para nuvens convectivas profundas durante o ciclo diurno da BA, em comparação e conhecimento de outras localidades no planeta; e 4. Está implícito nos focos de 1 a 3 a construção de um conhecimento e casos testes que permitirão melhorar as parametrizações de convecção tropical nos modelos de circulação atmosférica nas escalas regional e global. Interações Nuvem – Aerossol – Precipitação 1. Efeitos dos aerossóis em nuvens cúmulos esparsos, especialmente o efeito radiativo direto; 2. Efeitos dos aerossóis nas nuvens convectivas profundas, precipitação, e ocorrência/características de raios sob diferentes regimes de aerossóis e sinóticos, inclusive o papel dos aerossóis na mudança do clima regional e na circulação atmosférica; e 3. Melhorar as parametrizações das interações nuvem – aerossol – precipitação nos modelos climáticos. A unificação destes três conjuntos de objetivos culmina no desenvolvimento de uma base de conhecimento fundamentado em dados observados para entender como o funcionamento atual dos fluxos de energia na BA podem mudar, tanto devido às
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Relatório Final: Expedição Científica –
Relatório do Projeto Missão IOP2 – Setembro-Outubro 2014: a) Objetivos Propostos e Resultados Previstos: Os objetivos científicos deste projetos podem, em linhas gerais, ser categorizados em termos do ciclo de vida dos aerossóis, do ciclo de vida de nuvens, e das interações nuvem – aerossol – precipitação. Os objetivos detalhados de cada uma destas categorias amplas são: Ciclo de vida do aerossol 1. A interação da pluma de poluição de Manaus com as emissões de compostos orgânicos voláteis (COVs), especialmente o impacto na produção de aerossóis orgânicos secundários (AOS) e a formação de novas partículas; 2. A influência de emissões antropogênicas (i.e., da pluma de Manaus) na microfísica e propriedades ópticas dos aerossóis, e propriedades dos núcleos de condensação de nuvens (NCN), a partir da comparação das propriedades dos aerossóis em massas de ar pristinas e com influência antropogênica; e 3. Está implícito nos focos 1 e 2 a quantificação das propriedades ópticas dos aerossóis e NCN em massas de ar perturbadas e pristinas. Ciclo de vida da nuvem 1. O papel da heterogeneidade da paisagem (por exemplo, a área urbana de Manaus ou a dimensão dos rios) na dinâmica da convecção e nuvens; 2. A evolução da intensidade da convecção de tempestades severas na estação seca para tempestades moderadas na estação úmida, e como mudanças causadas pelo desmatamento local induz transições similares; 3. A transição de nuvens para nuvens convectivas profundas durante o ciclo diurno da BA, em comparação e conhecimento de outras localidades no planeta; e 4. Está implícito nos focos de 1 a 3 a construção de um conhecimento e casos testes que permitirão melhorar as parametrizações de convecção tropical nos modelos de circulação atmosférica nas escalas regional e global. Interações Nuvem – Aerossol – Precipitação 1. Efeitos dos aerossóis em nuvens cúmulos esparsos, especialmente o efeito radiativo direto; 2. Efeitos dos aerossóis nas nuvens convectivas profundas, precipitação, e ocorrência/características de raios sob diferentes regimes de aerossóis e sinóticos, inclusive o papel dos aerossóis na mudança do clima regional e na circulação atmosférica; e 3. Melhorar as parametrizações das interações nuvem – aerossol – precipitação nos modelos climáticos. A unificação destes três conjuntos de objetivos culmina no desenvolvimento de uma base de conhecimento fundamentado em dados observados para entender como o funcionamento atual dos fluxos de energia na BA podem mudar, tanto devido às
forçantes externas sobre a BA devido às mudanças climáticas globais, quanto devido às forçantes internas na BA relacionadas às mudanças demográficas passadas e projetadas. O objetivo final é estimar futuras mudanças nas forçantes radiativa direta e indireta, na distribuição de energia, no clima regional, e retroalimentação para o clima global. b) Principais Resultados alcançados em relação aos objetivos e metas do Projeto. Os voos foram realizados conforme previstos, o apoio do Controle de Tráfego Aéreo foi fundamental para o sucesso da missão. Praticamente todos os voos propostos foram realizados e os objetivos científicos atendidos. Abaixo uma figura apresentando os voos realizados
Figura 1 : Voos do G1 realizados na operação. Cada cor representa uma missão em específico. Foram realizados 19 voos correspondendo a 54 horas de tempo de voo. No avião haviam lugares para 2 pilotos, um observador militar e mais 4 poltronas para operadores de instrumentos. Esses locais foram em sua maioria compostos por 3 americanos e 1 brasileiro, eventualmente (somente em dois voos), quando havia a necessidade de operação de todos os equipamentos foram compostos por 4 americanos. O objetivo científico de avaliar a poluição da cidade de Manaus na pluma de poluentes a sota-vento da cidade e sua interação com nuvens foram realizados nos 19 voos. Os voos do G1 foram localizados nos arredores de Manaus e visaram estudar a influência da pluma de poluição e os aerossóis e das queimadas no padrão de chuva na região. Nesse período as queimadas na região foram inúmeras produzindo também uma grande quantidade de particulados na atmosfera. Com a ocorrência do experimento ACRIDICON simultaneamente (aeronave Alemã – HALO) houveram voos conjuntos na
qual a o G1 realizava voos em mais baixa altitude para medida da pluma de poluição e ao mesmo tempo a aeronave HALO media as nuvens acima da pluma de poluição. Abaixo foto do G1 realizada pela aeronave HALO.
C) Discriminação e quantidade do material coletado, bem como o seu destino. Foram coletados 1 TeraBytes de dados dos seguintes voos:
Date Flight From To Takeoff Landing Tot. FlightHours
06/set GA-01 SBEG SBEG 1114 1339 02:25 2,5
09/set GA-02 SBEG SBEG 1100 1412 03:12 3,2
11/set GA-03 SBEG SBEG 1031 1339 03:08 3,2
12/set GA-04 SBEG SBEG 1039 1310 02:31 2,6
13/set GA-05 SBEG SBEG 1034 1345 03:11 3,2
15/set GA-06 SBEG SBEG 1056 1413 03:17 3,3
16/set GA-07 SBEG SBEG 1135 1428 02:53 2,8
18/set GA-08 SBEG SBEG 1043 1324 02:41 2,7
19/set GA-09 SBEG SBEG 1033 1345 03:12 3,2
21/set GA-10 SBEG SBEG 1115 1420 03:05 3,1
22/set GA-11 SBEG SBEG 1022 1338 03:16 3,3
23/set GA-12 SBEG SBEG 1143 1442 02:59 3
25/set GA-13 SBEG SBEG 1306 1554 02:48 2,8
27/set GA-14 SBEG SBEG 1427 1622 01:55 2
28/set GA-15 SBEG SBEG 1106 1409 03:03 3,1
30/set GA-16 SBEG SBEG 1052 1310 02:18 2,3
01/out GA-17 SBEG SBEG 1037 1311 02:34 2,6
03/out GA-18 SBEG SBEG 1049 1355 03:06 3,1
04/out GA-19 SBEG SBEG 1214 1354 01:40 1,7
Os seguintes instrumentos estiveram em operação no IOP2: Atmospheric state: Rosemount 102, 101F1, GE-1011B: Gust Probe 1221F2 x3: TANS: DSM: AIMMS: TDL: Aerosol inlet collection: Iso-Kinetic inlet: Diluter Aerosol properties: UHSAS: PCASP: UCPC TSI 3025: CPC TSI 3010: PSAP: Nephelometer (TSI 3563): DMT CCN counter (dual SS): Hr-ToF-AMS: FIMS: OPC: Cloud Probes: WCM: CDP: FCDP: 2DS: HVPS: CPI: Radiation: SPNs: Gases: CO analyzer: Oxides of Nitrogen: Ozone: PTRMS: PICARRO:
A descrição específica de cada instrumento, sua utilidade e características são descritas no projeto do IARA.
D) Trajetórias e Medidas de particulados dos voos: 1) 06 Setembro 2014
2) 09 Setembro 2014
3) 11 Setembro 2014
4) 12 Setembro 2014
5) 13 Setembro 2014
6) 15 Setembro 2014
7) 16 Setembro 2014
8) 18 Setembro 2014
9) 19 Setembro 2014
10) 21 Setembro 2014
11) 22 Setembro 2014
12) 23 Setembro 2014
13) 25 Setembro 2014
14) 27 Setembro 2014
15) 28 Setembro 2014
16) 30 Setembro de 2014
17) 01 Novembro 2014
18) 03 Novembro 2014
19) 04 Novembro 2014
Todos os dados foram disponibilizados em duas cópias, uma ficando em poder do INPE e outra com a equipe do G1. Além dos dados digitais registrados, foram geradas imagens dos dados (quicklooks) que também foram realizadas duas cópias. Os dados serão processados em diferentes versões e serão disposnibilizados para a comunidade científica no site do ARM (Atmospheric Radiation Measurement). E) Informação sobre agressões ou violações do equilíbrio ecológico e Ambiental porventura observado. Não foi observada nenhuma agressão ou violação do equilíbrio ecológico e ambiental. F) Acompanhamento e participação brasileira nos trabalhos, incluindo as atividades de campo. Durante todo o período do experimento, foi reservada uma sala de reunião no hotel Park suíte, onde cada voo foi discutido e detalhado entre as equipes brasileira, americana e alemã (equipe da aeronave HALO). Abaixo uma foto da equipe na sala de reunião. Foram realizadas reuniões de preparação dos voos, reunião diária para início das atividades, reuniões do grupo de coordenação (coordenadores brasileiros, americanos e alemães) e reunião geral às 1700 horas para definir o voo do dia seguinte
Fotografia da equipe reunida no salão do Park Suite Hotel onde era realizada a discussão de cada voo e a equipe após o último voo. G) Indicação de agressões ou violações ao equilíbrio ecológico e ao meio ambiente que porventura forem observadas. Não há nenhum fato observado relativo a esse assunto. H) Contribuição das atividades para o desenvolvimento científico e tecnológico brasileiro. Há três aspectos fundamentais na contribuição científica desta campanha. Primeiramente, o aspecto da aeronave, o Brasil não tem aeronave laboratório e conhecer as dificuldades, os procedimentos, as dificuldades tecnológicas foi um meio para que possamos trabalhar em um projeto de aeronave laboratório brasileira. Em segundo, há o aspecto dos dados coletados, estes são inéditos e permitiram, pela primeira vez, realizar medidas na Amazônia de uma grande gama de particulados e gases na atmosfera conjuntamente com medidas de gotas de nuvem, precipitação e cristais de gelo. Esses dados serão fruto de diversos estudos e Teses e são de suma importância para a melhoria da previsão de tempo na região tropical, em particular para modelos de alta resolução que resolvem explicitamente a convecção. Por último, o envolvimento de alunos de graduação e pós-graduação com os maiores cientista da área de química da atmosfera e microfísica.
