Caracterização fisico-química de aerossóis no experimento Goamazon2014/15: a interação entre emissões urbanas de Manaus com emissões naturais da floresta

• Ano de defesa: 2015
• Autor(a) principal: Silva, Glauber Guimarães Cirino da
• Orientador(a): Artaxo Netto, Paulo Eduardo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
• Programa de Pós-Graduação: Clima e Ambiente - CLIAMB
• Link de acesso: https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/12681; http://lattes.cnpq.br/4792139391237534

Aerossóis atmosféricos desempeham um papel importante na mudança climática induzida pelo homem, alterando os processos de transferência radiativa e de formação de nuvens. Os efeitos diretos e indiretos dos aerossóis atmosféricos no clima da Amazonia têm sido estudados intensivamente nos últimos anos. A floresta Amazônica interage intrinsecamente com a atmosfera absorvendo e emitindo gases e partículas e, assim, controlando as características físico-químicas e biológicas naturais do ecossistema. As emissões de partículas biogênicas são fundamentais para os mecanismos de produção de nuvens, balanço de radiação solar e ciclagem de nutrientes. No entanto, o crescimento acentuado de grandes núcleos urbanos na Amazônia Central tem interferido nestes mecanismos de forma ainda desconhecida. Entender os processos naturais e antrópicos que regulam a composição natural da atmosfera é fundamental para que se possam desenvolver estratégias de desenvolvimento sustentável na região. Aqui, mostram-se pela primeira vez os impactos das emissões urbanas da cidade de Manaus na composição química e física dos aerossóis naturais de floresta da Amazônia Central. Utilizando razões entre espécies químicas inertes e um conjunto de retro trajetórias de massas de ar simuladas entre os sítios experimentais, foi possível determinar a assinatura química da pluma de poluição e, com isso, os efeitos gerados sobre as propriedades físico-químicas dos aerossóis, vento abaixo da cidade. Foi observado um aumento, respectivo, de 8-10 e de 2-4 fatores multiplicativos na concentração total das partículas (CN), black carbon (BC) e Ozônio (O3), em relação às condições naturais da floresta. As emissões de Manaus afetam áreas, vento abaixo, com número de partículas normalmente acima de 3000-4000 cm-3 e concentrações de BC frequentemente acima de 1000 ng/m³ (em média). As concentrações de SO 2 são da ordem de 0,20-0,30 ppbv durante a estação chuvosa, mas podem chegar até 0,60 ppbv na estação seca, contribuindo fortemente para a fração fina de partículas mais espalhadoras. Um aumento importante de 40% na concentração de aerossóis orgânicos (OA) foi observado e atribuído à formação de aerossóis orgânicos secundários durante o transporte de 4-6h entre os sítios experimentais. Encontrou-se clara evolução na distribuição de tamanho das partículas entre ~ 50-100nm (moda de Aitken para acumulação), e redução de até 30% na concentração total dos aerossóis (CN), atribuídos aqui, principalmente à formação de aerossóis orgânicos secundários (SOA), condensação de materiais inorgânicos e produtos de oxidação de compostos orgânicos. Além das alterações na composição química do aerossol natural da floresta, várias propriedades óticas foram também alteradas, com potenciais efeitos para o ecossistema. Os coeficientes de absorção e espalhamento aumentaram por fatores multiplicativos de 3 e 1,8 em relação às condições limpas de floresta, respectivamente. O SSA, um dos principais parâmetros na determinação dos efeitos climáticos dos aerossóis, é alterado fortemente e diminui cerca de 10-15% sob a direta influência das emissões da cidade. As alterações observadas nas características da população de aerossóis, vento abaixo da cidade (distribuição de tamanho, quantidade e composição química), podem está alterando significativamente importantes propriedades das nuvens, como albedo e precipitação, contribuindo dessa forma para impactos no ciclo hidrológico e alterações nas taxas de transferência radiativa, com consequências (indiretas) ainda desconhecidas para as taxas de fotossíntese.