Avaliação dos processos físicos associados à contribuição das queimadas à deposição atmosférica de nitrogênio reativo na América do Sul - Madeleine Sánchez Gácita (2016)
O presente trabalho visou estimar a contribuição das emissões de queimadas à deposição de espécies nitrogenadas na América do Sul, a fim de contribuir para a avaliação das possíveis alterações no ciclo biogeoquímico de nitrogênio nas regiões afetadas. Foi realizada uma compilação dos dados de nitrogênio reativo, incluindo a componente orgânica, disponíveis na literatura, assim como dados de concentração de nitrogênio reativo em aerossóis coletados durante a campanha do experimento SAMBBA (The South American Biomass Burning Analysis), analisados como parte do presente trabalho. Visando determinar o nível de detalhamento da inclusão das características dos aerossóis de queimadas na modelagem numérica do aporte dos mesmos à deposição de nitrogênio reativo, foi realizado um conjunto de testes de sensibilidade. Por fim, foram conduzidas duas simulações numéricas para um estudo de caso, com e sem emissões de queimadas, para determinar a deposição de nitrogênio no continente e o aporte das queimadas à mesma. Para tanto, foi utilizado o modelo de transporte químico atmosférico 3D BRAMS Brazilian Regional Atmospheric Modelling System, desenvolvido e mantido pelo INPE, capaz de simular as emissões, transporte, processos de remoção de gases traços e aerossóis e a reatividade química na atmosfera. Este modelo já inclui diversas melhorias para regiões tropicais e subtropicais na representação de processos de relevância, como a parametrização da convecção rasa e profunda e o levantamento da pluma para emissões de queimadas de biomassa, e o módulo de aerossóis MATRIX, Multiconfiguration Aerosol TRacker of mIXing state, que permite simular a evolução de diferentes populações de aerossóis e os processos de interação entre elas. De acordo com as observações, o nitrogênio reativo depositado na Amazônia não apresenta um caráter sazonal, já que as concentrações mais elevadas durante a estação seca são compensadas com menores volumes de precipitação. Entretanto, nas regiões Sul e Sudeste, a deposição foi muito mais elevada nos meses de inverno. Os testes de sensibilidade mostraram que, enquanto a remoção úmida abaixo da nuvem do aerossol de queimadas é um processo lento que pode ser desconsiderado, a remoção dentro da nuvem é um processo mais eficiente. Entretanto, é importante simular a população de aerossóis utilizando o fator de higroscopicidade específica muito baixo observado para os aerossóis da região, já que a utilização de higroscopicidade mais elevadas como as sugeridas para outras regiões/biomas pode resultar na superestimativa do CCN em até 50%. Mesmo sendo externamente misturada em termos de higroscopicidade, a população de queimadas pode ser simulada como uma mistura interna, resultando em um erro médio de apenas $\sim$5%. As simulações conduzidas para um período de tempo parcialmente coincidente com o experimento SAMBBA, com e sem emissões provenientes das queimadas, indicaram uma estimativa das cargas de deposição consistente com as observações de deposição de nitrato e amônio, com exceção da região sul do Brasil, para a qual os valores simulados foram subestimados, devido às condições tipicamente secas do período simulado. Os valores estimados para a deposição associada ao avanço de um sistema frontal, indicaram um aumento na deposição úmida que resultou no incremento em até duas vezes da carga total de deposição na região. Para o período analisado, as queimadas representaram um aporte de entre 30% e 60% à deposição de nitrogênio reativo numa área extensa do continente.