O perfil vertical de propriedades físico-químicas de aerossóis na Torre ATTO, Amazônia Central

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Santos, Rafael Valiati dos
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: aerosol properties; Amazon Forest; Amazônia; downdrafts; perfil vertical; propriedades de aerossóis; vertical profile
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/43/43134/tde-12042023-123834/

O Observatório da Torre Alta da Amazônia (ATTO) é o local ideal para o estudo da interação entre a biosfera e a atmosfera, uma vez que as torres instaladas no sítio permitem medidas de variáveis meteorológicas, aerossóis, gases, entre outras, em vários níveis acima do dossel da floresta. Este estudo se propõe a investigar a variabilidade vertical dos aerossóis na Amazônia Central, utilizando medidas de propriedades ópticas das partículas, distribuições de tamanho, e especiação química através de espectrometria de massa. Medidas feitas pelos instrumentos instalados no sítio ATTO foram conduzidas em duas alturas (60 e 325 metros) ao longo dos anos de 2013 a 2022. Estas propriedades foram associadas com o transporte convectivo, e foi analisado o papel das emissões biogênicas controlando as concentrações de gases e propriedades de aerossóis ao longo do perfil na baixa troposfera na Amazônia Central. As análises foram separadas em três etapas, com o objetivo de identificar diferentes processos de evolução e mecanismos de transporte dos aerossóis ao longo do perfil vertical na baixa troposfera. Dessa maneira, as estações chuvosa e seca foram analisadas separadamente, de modo a observar a distribuição vertical das partículas sob diferentes condições atmosféricas, além de investigar como eventos convectivos afetam as populações e propriedades de aerossóis em ambos os níveis de medição. Durante a estação chuvosa, foi identificado que em condições de atmosfera estável, ou seja, sem a ocorrência de downdrafts, os aerossóis encontrados a 325 m apresentam uma predominância da moda de acumulação, sendo mais envelhecidos e absorvedores, enquanto próximo ao dossel há uma concentração mais alta na moda sub-50nm, sugerindo uma fonte local biogênica e a ocorrência de processos de formação de novas partículas próximo ao dossel. Foi observado o desacoplamento das camadas da atmosfera entre as duas alturas durante o período noturno, com o desenvolvimento da camada estável próxima ao solo. Foi desenvolvido um algoritmo para identificar eventos convectivos, permitindo analisar o efeito médio dos downdrafts, geralmente associados com precipitação, nas propriedades físico-químicas dos aerossóis. Observou-se a injeção de parcelas de ar ricas em ozônio e partículas da moda sub-50nm, durante eventos convectivos, dando início a processos de crescimento e formação de novas partículas na baixa troposfera. Além disso, processos de deposição úmida foram observados e caracterizados na duas alturas, com implicações em alterações também nas propriedades intensivas dos aerossóis. A frequente intrusão de plumas de aerossóis provenientes de queimadas na estação seca afeta a distribuição vertical dos aerossóis observados na Amazônia Central. Os resultados revelam as diferenças intrínsecas entre plumas com aerossóis de queimadas na África e de queimadas regionais, uma vez que as partículas originadas em queimadas africanas formam uma pluma homogênea com alta concentração de minerais e black carbon, portanto com SSA e SAE baixos (mediana de 0.81 e 1.42, respectivamente, a 325 m). Em contraste, a pluma regional apresenta mais gradientes de concentrações, e alta concentração de orgânicos, com a presença de brown carbon. A variabilidade nas propriedades observadas ao longo da torre ATTO refletem processos químicos diferenciados e transporte atmosférico, que tem impactos no ecossistema. Dessa forma, foi identificado como a formação da camada limite, eventos convectivos e processos fotoquímicos de evolução das partículas afetam as populações de aerossóis em dois níveis da baixa troposfera.