Relationship between Amazon biomass burning aerosols and rainfall over the La Plata Basin

High aerosol loads are discharged into the atmosphere\ud by biomass burning in the Amazon and central\ud Brazil during the dry season. These particles can interact with\ud clouds as cloud condensation nuclei (CCN) changing cloud\ud microphysics and radiative properties and, thereby, affecting\ud the radiative budget of the region. Furthermore, the biomass\ud burning aerosols can be transported by the low-level jet (LLJ)\ud to the La Plata Basin, where many mesoscale convective\ud systems (MCS) are observed during spring and summer.\ud This work proposes to investigate whether the aerosols from\ud biomass burning may affect the MCS in terms of rainfall over\ud the La Plata Basin during spring. Aerosol effects are very difficult\ud to isolate because convective clouds are very sensitive\ud to small environment disturbances; for that reason, detailed\ud analyses using different techniques are used. The binplot,\ud 2-D histograms and combined empirical orthogonal function\ud (EOF) methods are used to identify certain environmental\ud conditions with the possible effects of aerosol loading. Reanalysis\ud 2, TRMM-3B42 and AERONET data are used from\ud 1999 up to 2012 during September–December. The results\ud show that there are two patterns associated with rainfall–\ud aerosol interaction in the La Plata Basin: one in which the\ud dynamic conditions are more important than aerosols to generation\ud of rain; and a second one where the aerosol particles\ud have a more important role in rain formation, acting mainly\ud to suppress rainfall over the La Plata Basin. However, these\ud results need further investigation to strengthen conclusions,\ud especially because there are limitations and uncertainties in\ud the methodology and data set usedCAPESFAPESP - 2012/08115-

Relationship between Amazon biomass burning aerosols and rainfall over La Plata Basin

High aerosol loads are discharged into the atmosphere by biomass burning in Amazon and Central Brazil during the dry season. These particles can interact with clouds as cloud condensation nuclei (CCN) changing cloud microphysics and radiative properties and, thereby, affecting the radiative budget of the region. Furthermore, the biomass burning aerosols can be transported by the low level jet (LLJ) to La Plata Basin where many mesoscale convective systems (MCS) are observed during spring and summer. This work proposes to investigate whether the aerosols from biomass burning may affect the MCS in terms of rainfall over La Plata Basin during spring. Since the aerosol effect is very difficult to isolate because convective clouds are very sensitive to small environment disturbances, detailed analyses using different techniques are used. The binplot, 2D histograms and combined empirical orthogonal function (EOF) methods are used to separate certain environment conditions with the possible effects of aerosol loading. Reanalysis 2, TRMM-3B42 and AERONET data are used from 1999 up to 2012 during September-December. The results show that there are two patterns associated to rainfall-aerosol interaction in La Plata Basin: one in which the dynamic conditions are more important than aerosols to generate rain; and a second one where the aerosol particles have a role in rain formation, acting mainly to suppress rainfall over La Plata Basin.CAPESFAPESP - 2012/08115-

Influência dos jatos em médios e baixos níveis nos processos de nuvem: estudo numérico de uma linha de instabilidade amazônica

As linhas de instabilidade (LI) são tempestades multicelulares e é bem conhecido que fatores como o cisalhamento vertical do vento podem agir para organizar a convecção, porém há poucos indícios de como jatos de médios e baixos níveis podem alterar os processos de nuvens e, por sua vez, interferir na intensidade, duração e propagação desses sistemas. Este trabalho tenta mostrar esse papel utilizando um caso de LI amazônica simulada a partir de um perfil atmosférico do vento em Belém - PA às 12:00 UTC do dia 30 de maio de 2008. Para isso, uma série de 8 experimentos numéricos, alterando-se o perfil do vento e utilizando-se o BRAMS, foi realizada. Os resultados mostraram que com a ocorrência de um jato profundo e intenso até os médios níveis pode haver uma maior ventilação nas nuvens, implicando em mais evaporação e secagem, ou seja, maior entranhamento. O entranhamento sendo maior pode interferir nas correntes descendentes, nas piscinas frias, na convergência à frente do sistema e nas correntes ascendentes, de forma que mais energia pode estar disponível para o sistema. Assim, as LI têm maior possibilidade de se propagarem com maior velocidade e perdurarem por mais tempo.FAPESPCAPE

Perspectivas de pesquisas na relação entre clima e o funcionamento da Floresta Amazônica

Pesquisas recentes do programa LBA (Programa de\ud Grande Escala da Biosfera‑Atmosfera na Amazônia)\ud demonstram ligações entre o clima e o uso da terra\ud na Amazônia e o funcionamento do bioma (1). A\ud vegetação tem uma estreita relação com a atmosfera,\ud controlando uma série de processos físico‑químicos que influenciam\ud a taxa de formação de nuvens, quantidade de núcleos de condensação\ud de nuvens, quantidade de vapor de água, balanço de radiação, emissão\ud de gases biogênicos e de efeito estufa entre tantas outras propriedades.\ud A Amazônia, por sua localização tropical e grande área (Figura 1), é\ud uma importante fonte de vapor de água para nosso planeta. Ela também\ud contém o maior reservatório de carbono entre os ecossistemas\ud terrestres, e tem um papel fundamental na mitigação das mudanças\ud climáticas em curso. A mobilização de pequena fração do carbono\ud acumulado na biomassa da floresta pode perturbar o ciclo de carbono\ud global. A Amazônia também é parte do mais intenso ciclo hidrológico\ud de nosso planeta, com um sofisticado processamento e reciclagem de\ud vapor de água, que alimenta a maior bacia hidrológica. Estes aspectos\ud fazem da região amazônica uma questão central em pesquisas de clima\ud e nas mudanças globais. Desde seu início, o programa LBA focou no\ud relacionamento entre clima, ciclos biogeoquímicos e o papel da mudança\ud de uso do solo em curso, alterando o funcionamento do bioma

Deforestation and Biomass Burning as Drivers of Regional Climate Change in Amazonia

Deforestation and biomass burning represent potential drivers of significant regional climate change in the Amazon Basin. The horizontal and temporal scales over which these drivers are affecting the atmosphere varies for the different part of the Amazon but a few common features arise from the research carried out in LBA. Deforestation is associated to a change in land cover, from forest to grassland or agriculture, or even a substitution by secondary growth forest. The change in land cover has direct impact on the energy input, through the change in surface albedo, and on the energy output through availability of soil moisture at root depth defining the partioning of sensible and latent heat fluxes. This is basically a boundary forcing for the atmospheric boundary layer and the effect on the atmosphere is a function of the scale where it is happening. One key result is an increase in surface temperature locally and impacts on cloudiness and rainfall depending on the scale of the deforested area. Biomass burning also has an impact on the surface forcing through a change in surface albedo, but the main impact is in the change of atmospheric composition, in particular with respect to number concentration of aerosol. The internal forcing represented by biomass burning alters the thermodynamic structure of the lower layers and the cloud microphysical structure with both effects combined changing the rainfall occurrence and amounts. The two effects, deforestation and biomass burning, combine in nature and the suggested effect is seen as a delay on the start of the rainy season, and a tendency to produce more thunderstorms in the end of the dry season

Nuvens e chuvas e seu papel na interação com a superfície terrestre: exemplos da Amazônia e de São Paulo

A compreensão sobre os processos de formação e evolução das nuvens é um desafio perseguido pela humanidade desde sempre. No entanto, as últimas 5 décadas viram um desenvolvimento espetacular movido por tecnologia de satélites e computadores e uma evolução sem precedentes na área instrumental. No Brasil também houve uma evolução considerável nessa área. Nesta palestra serão apresentados os resultados das pesquisas realizadas na Amazônia e no estado de São Paulo, com ênfase naqueles impulsionados por campanhas de medidas especiais e por modelagem numérica. Com a perspectiva do desenvolvimento passado serão indicados os desafios que surgiram com o aprofundamento das questões associadas a formação de nuvens e chuvas e sua interação com a superfície

Caracteristicas microfisicas da precipitacao convectiva e estratiforme associadas a oscilacao de larga-escala no sudeste da Amazonia

A diferenciação entre a precipitação convectiva e estratiforme dentre os diversos sistemas de precipitação existentes na região tropical é muito importante para a circulação atmosférica global, sendo extremamente sensível à distribuição vertical de calor latente. Na América do Sul, a atividade convectiva responde à Oscilação Intrasazonal (IOS). Este trabalho analisa dados de um disdrômetro, um radar de apontamento vertical e um radar polarimétrico instalados em Rondônia, Brasil, para o experimento de campo WETAMC/LBA & TRMM/LBA, em Janeiro e Fevereiro de 1999. A metodologia se concentra na partição da precipitação entre convectiva e estratiforme e na classificação de hidrometeoros pela lógica fuzzy. A análise dos períodos correspondentes à presença ou não da Zona de Convergência Atlântico Sul (ZCAS), associada á OIS, mostrou uma grande diferença no tipo, tamanho e processos microfísicos de crescimento de hidrometeoros em cada período: períodos nos quais não há a ZCAS, há convecção mais intensa, resultando em intensos processos de formação da precipitação tanto convectivo quanto estratiforme; já os períodos nos quais há uma bem estabelecida ZCAS, os sistemas precipitantes são de menor intensidade com características menos convectivas, típicos de regiões monçônicas em sua fase ativa

Aspectos da estrutura vertical da "Baixa Fria" profunda associada com as tempestades do "Caso Ribeirão Preto" de 14 de maio de 1994

Diversas tempestades convectivas de caráter severo se formaram sobre o estado de São Paulo em 14 de maio de 1994, evento que ficou conhecido como "caso Ribeirão preto". Um sistema de baixa fria profunda em escala sinótica esteve associado com este caso. Neste trabalho, através de simulações numéricas com o modelo RAMS procurou-se entender aspectos termodinâmicos relevantes associados a esta baixa profunda. Os resultados mostraram que o centro da baixa era extremamente seco, principalmente em níveis médios, produzindo grande instabilidade convectiva em regiões com umidade disponível em baixos níveis. Este padrão seco da baixa foi fundamental para o grau de severidade das tempestades. ABSTRACT: A few convective severe storms formed over São Paulo in may 14th, 1994, a case called “Ribeirão Preto”. A deep cold low was the main feature associated with this case. In this work the mesoescale model RAMS was used in a numerical simulation. The results show that the core of the deep low pressure is very dry at middle levels, producing strong convective instability and the associated severe storms in regions with low level moisture. This feature was associated to the great storm severity

Análise do ambiente convectivo na região sudoeste da Amazônia: um estudo de caso

O estudo consistiu em analisar as características dinâmicas e termodinâmicas do sistema convectivo ocorrido durante o experimento DrytoWet/LBA através do cálculo dos resíduos da equação de balanço para o vapor d´água, vorticidade e termodinâmica. Foi feita uma análise para estabelecer a importância de cada termo das equações mencionadas e assim identificar os temos predominantes. Foram utilizados os dados de radiossondagens, os quais foram interpolados em níveis regulares de pressão e feita análise objetiva de Barnes. Mostrou-se que os termos de expansão diabática e advecção vertical de temperatura foram majoritários no resfriamento e aquecimento da atmosfera, enquanto que o termo de advecção horizontal de vorticidade absoluta e o termo de divergência do vento foram os principais responsáveis pelo resíduo da equação da vorticidade, por outro lado o balanço de umidade mostrou uma contribuição mais distribuída entre os termos. Todos os resíduos tiveram seu máximo em módulo por volta de 500 hPa, o que mostrou de acordo com os dados de refletividade do radar. ABSTRACT: This study analyses the dynamic and thermodynamic features associated with a convective system that occurred during the DrytoWet/LBA experiment. For this purpose the water vapour, vorticity and thermodynamic budgets were calculated. An analysis in order to establish the relevance of each term of the referred equations, as well as the identification of the strongest terms, was performed. The radiosonde data were interpolated into regular pressure levels and then submitted to a Barnes objective analysis. Both adiabatic expansion and vertical temperature advection terms were shown as the major contributors to the atmospheric cooling and heating, whereas the horizontal absolute vorticity advection and wind divergence terms were the most relevant into vorticity equations. On the other hand, the moisture budget revealed no prominent term. All the residues had their maximal intensity (negative and positive) about 500 hPa, which agrees with the radar reflectivity data

Evolução interanual e interdecadal das tempestades locais em São Paulo: o papel da brisa marítima

A proposta deste trabalho é analisar a evolução interanual e interdecadal das tempestades locais e da circulação de brisa marítima e investigar se há ou não relação entre elas. Desenvolveu -se um algoritmo que seleciona, através do comportamento diurno do vento, os dias nos quais houve penetração de brisa marítima (BM) na cidade de São Paulo. Para isso utilizam-se dados coletados na Estação Meteorológica da Universidade de São Paulo, de 1933 até 2011. Apresentam-se análises da evolução intersazonal, interanual e interdecadal da penetração de BM e da ocorrência de tempestades (definidas a partir de dados observacionais de trovão e relâmpago). Encontra-se um aumento na frequência de penetração de BM como passar das décadas, possivelmente associado com a urbanização da RMSP e litoral, aumentando o contraste térmico continente-oceano e consequentemente potencializando a circulação local de brisa marítima. Mostra-se que a BM é mais frequente e carrega maior pressão de vapor nos meses de verão. Uma análise feita para os dias de chuva no verão mostra que mais de 70% dos dias em que se observou relâmpago ou trovão houve também penetração de BM. Durante o inverno não foi encontrada correlação significativa ente a tempestade e a penetração de brisa