Characterization of the radiative impact of aerosols on CO₂ and energy fluxes in the Amazon deforestation arch using artificial neural networks

In vegetation canopies with complex architectures, diffuse solar radiation can enhance carbon assimilation through photosynthesis because isotropic light is able to reach deeper layers of the canopy. Although this effect has been studied in the past decade, the mechanisms and impacts of this enhancement over South America remain poorly understood. Over the Amazon deforestation arch large amounts of aerosols are released into the atmosphere due to biomass burning, which provides an ideal scenario for further investigation of this phenomenon in the presence of canopies with complex architecture. In this paper, the relation of aerosol optical depth and surface fluxes of mass and energy are evaluated over three study sites with artificial neural networks and radiative transfer modeling. Results indicate a significant effect of the aerosol on the flux of carbon dioxide between the vegetation and the atmosphere, as well as on energy exchange, including that surface fluxes are sensitive to second-order radiative impacts of aerosols on temperature, humidity, and friction velocity. CO₂ exchanges increased in the presence of aerosol in up to 55 % in sites with complex canopy architecture. A decrease of approximately 12 % was observed for a site with shorter vegetation. Energy fluxes were negatively impacted by aerosols over all study sites

POLUIÇÃO ATMOSFÉRICA ASSOCIADA AO MATERIAL PARTICULADO NO ESTADO DE SÃO PAULO: ANÁLISE BASEADA EM DADOS DE SATÉLITE

A poluição atmosférica gerada pelas atividades antrópicas afeta tanto o equilíbrio climático quanto a qualidade do ar. O Material Particulado (MP) é reconhecidamente o poluente atmosférico com maior impacto na saúde humana. No estado de São Paulo, as principais fontes de MP são as emissões veiculares, nas áreas urbanas, e a queima de biomassa, nas áreas rurais. Com o objetivo de mitigar a poluição nas áreas rurais, em 2007 foi assinado o protocolo agroambiental entre o estado de São Paulo e o setor sucroalcooleiro, o qual trata da redução e da eliminação gradual do uso da queima como prática de colheita de cana até 2017. A análise da tendência nos níveis dos poluentes atmosféricos no estado é fundamental para a avaliação dos resultados do protocolo. Entretanto, apesar de apresentar a maior rede de monitoramento de qualidade do ar no Brasil, São Paulo não tem monitoramento da poluição atmosférica na maioria dos seus municípios. Nesse contexto, visando avaliar o impacto do protocolo agroambiental, o presente estudo analisou a distribuição espacial e temporal da profundidade óptica do aerossol (AOD) no estado entre os anos de 2007 (quando o protocolo foi assinado) e 2017. AOD é um indicador óptico da abundância do MP na atmosfera, derivado das medidas de radiância espectral do sensor MODIS a bordo do satélite Terra. Os resultados revelaram que, quando a influência do transporte de fumaça das regiões Norte e Centro- Oeste do Brasil é removida, os dados de satélite identificam adequadamente as regiões mais poluídas no estado: as áreas metropolitanas de São Paulo, de Campinas e da Baixada Santista e as porções central e norte, que são dominadas pelas plantações de cana-de-açúcar. Em relação à tendência de poluição, nas áreas a oeste e noroeste do estado, onde ocorreu expansão do cultivo de cana nos últimos anos, apesar das limitações impostas para queima pelo protocolo agroambiental, observou-se tendência significativa de aumento da poluição. Já nas áreas de tradicional cultivo de cana, nas porções centro e norte do estado, embora se tenha percebido tendência de redução da poluição associada ao MP, ela não foi significativa

Characterization of the radiative impact of aerosols on CO2 and energy fluxes in the Amazon deforestation arch using artificial neural networks

In vegetation canopies with complex architectures, diffuse solar radiation can enhance carbon assimilation through photosynthesis because isotropic light is able to reach deeper layers of the canopy. Although this effect has been studied in the past decade, the mechanisms and impacts of this enhancement over South America remain poorly understood. Over the Amazon deforestation arch large amounts of aerosols are released into the atmosphere due to biomass burning, which provides an ideal scenario for further investigation of this phenomenon in the presence of canopies with complex architecture. In this paper, the relation of aerosol optical depth and surface fluxes of mass and energy are evaluated over three study sites with artificial neural networks and radiative transfer modeling. Results indicate a significant effect of the aerosol on the flux of carbon dioxide between the vegetation and the atmosphere, as well as on energy exchange, including that surface fluxes are sensitive to second-order radiative impacts of aerosols on temperature, humidity, and friction velocity. CO2 exchanges increased in the presence of aerosol in up to 55 % in sites with complex canopy architecture. A decrease of approximately 12 % was observed for a site with shorter vegetation. Energy fluxes were negatively impacted by aerosols over all study sites.. © 2020 BMJ Publishing Group. All rights reserved

Characterization of the radiative impact of aerosols on CO2 and energy fluxes in the Amazon deforestation arch using artificial neural networks

In vegetation canopies with complex architectures, diffuse solar radiation can enhance carbon assimilation through photosynthesis because isotropic light is able to reach deeper layers of the canopy. Although this effect has been studied in the past decade, the mechanisms and impacts of this enhancement over South America remain poorly understood. Over the Amazon deforestation arch large amounts of aerosols are released into the atmosphere due to biomass burning, which provides an ideal scenario for further investigation of this phenomenon in the presence of canopies with complex architecture. In this paper, the relation of aerosol optical depth and surface fluxes of mass and energy are evaluated over three study sites with artificial neural networks and radiative transfer modeling. Results indicate a significant effect of the aerosol on the flux of carbon dioxide between the vegetation and the atmosphere, as well as on energy exchange, including that surface fluxes are sensitive to second-order radiative impacts of aerosols on temperature, humidity, and friction velocity. CO2 exchanges increased in the presence of aerosol in up to 55 % in sites with complex canopy architecture. A decrease of approximately 12 % was observed for a site with shorter vegetation. Energy fluxes were negatively impacted by aerosols over all study sites.. © 2020 BMJ Publishing Group. All rights reserved

Incluindo Funcionalidades no Modelo BRAMS para Simular o Transporte de Cinzas Vulcânicas: Descrição e Análise de Sensibilidade Aplicada ao Evento Eruptivo do Puyehue em 2011

Resumo Este trabalho possui dois objetivos principais, o primeiro é apresentar uma descrição de como o modelo atmosférico BRAMS foi estruturado com o intuito de capacitá-lo a simular a emissão, dispersão e sedimentação de cinzas vulcânicas; o segundo é fazer uma análise de sensibilidade com relação a diversas configurações do modelo, com o intuito de obter uma configuração adequada para prever a concentração de cinzas vulcânicas após eventos eruptivos. Avaliando os resultados do modelo com dados observados, principalmente com relação ao satélite CALIPSO, concluiu-se que o modelo BRAMS foi capaz de simular e prever com relativa precisão a posição e concentração das cinzas vulcânicas na atmosfera