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Aerossóis atmosféricos no Bioma Caatinga: distribuição, higroscopicidade e formação de novas partículas
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-02-07) Franklin, Levi Mendes; Costa, Gabriel Brito; Silva, Jonathan Mota da; https://orcid.org/0000-0001-9995-8451; http://lattes.cnpq.br/3379521354576211; http://lattes.cnpq.br/6444479594142731; Oliveira, Cristiano Prestrelo de; Leal Júnior, João Bosco Verçosa; Hoelzemann, Judith Johanna; Rodrigues, Thiago Rangel
O aerossol interfere no clima de diferentes formas por meio de suas interações com a radiação e com as nuvens, e ao absorver e espalhar radiação solar. O efeito geral destas interações modifica o albedo planetário e, por conseguinte o balanço radiativo terrestre que resulta em um aquecimento conforme o albedo aumenta absorvendo mais radiação. Este trabalho visa reduzir as incertezas acerca da população de aerossóis, da concentração de carbono negro, dos núcleos de condensação de nuvens e formação de novas partículas, medida na região de Caatinga no interior de Estado do Ceará, no qual existem poucos trabalhos voltados ao estudo dos aerossóis neste bioma. No entanto este trabalho traz contribuições inéditas quanto a concentração de aerossóis bem como a definição da higroscopicidade e formação de novas partículas. O objetivo deste estudo será avaliar os aerossóis quanto à concentração de carbono negro (BC), núcleo de condensação de nuvem (CNN), higroscopicidade (κ) e a formação de novas partículas (NPF): as campanhas foram realizadas no bioma caatinga e em meio urbano, respectivamente. A primeira etapa desse trabalho foi composta com a realização das medidas dos aerossóis. Neste sentido já foram realizadas três campanhas de campo (~ 10 dias cada) para a coleta de aerossóis, na caatinga e no meio urbano, com uso de um espectrômetro de tamanho de partículas de varredura móvel, um monitor de carbono negro multiespectral (BC 1054) e um contador de núcleos de condensação de nuvens (CCNC). As análises realizadas na caatinga e no meio urbano foram sobre as concentrações por tamanho dos aerossóis, em especial o carbono negro e a sua higroscopicidade (κ). De maneira geral, a concentração dos aerossóis na caatinga e no meio urbano são distintos, com bem superiores no meio urbano. Por outro lado, a higroscopicidade (κ) para caatinga e para o meio urbano foi a mesma, com κ igual a 0,19. Esses aerossóis são menos higroscópicos do que os aerossóis continentais observados na Europa (κ = 0,36) e do que a média global continental (κ = 0,27). em relação a formação de novas partículas, foram identificados 45% dos dias analisados, foram avaliados os eventos de formações de novas partículas e foi concluído que 70% dos dias analisados houve NPF seja de classe I ou classe II.
Análise da qualidade do ar nos Estados de Pernambuco e Ceará
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2025-07-04) Cinquini, Aprile Mucedola; Hoelzemann, Judith Johanna; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; http://lattes.cnpq.br/2150447181479979; Silva, Jonathan Mota da; http://lattes.cnpq.br/3379521354576211; Sousa, Roney Roberto de Melo; http://lattes.cnpq.br/6303974202811886
Este estudo investigou a qualidade do ar nos estados de Pernambuco e Ceará, localizados no Nordeste do Brasil (NEB), utilizando dados de monitoramento dos Estados que foram reunidos pelo Instituto de Energia e Meio Ambiente (IEMA) através de sua Plataforma de Qualidade do Ar. Foram analisadas seis estações em Pernambuco (2017-2022) e quatro no Ceará (2016-2020), abrangendo concentrações horárias dos poluentes PM2.5, PM10, SO₂ , O₃ , CO e NO₂ . A análise seguiu as diretrizes da Resolução nº 506/2024 do Conselho Nacional do Meio Ambiente (CONAMA) e da Organização Mundial da Saúde (OMS). Os dados foram organizados por ano, e foram calculadas métricas como médias anuais, médias em 24 horas e máximas móveis de 8 horas, conforme os padrões regulamentares. Em Pernambuco, a maior consistência dos dados permitiu identificar padrões e variações sazonais, enquanto no Ceará, lacunas críticas nos registros em todos os anos de coleta limitaram as análises temporais e a representatividade dos resultados. As estações foram classificadas com base na localização (urbano, residencial, industrial), considerando características do entorno, como verticalização e proximidade a áreas industriais. Os resultados indicaram uma tendência geral de redução nas emissões, com algumas ultrapassagens pontuais aos limites do CONAMA e da OMS. Apesar das limitações nos dados do Ceará, este estudo contribui para o entendimento da qualidade do ar na região, destacando a importância de dados completos e detalhados para análises robustas e para o desenvolvimento de políticas ambientais regionais mais eficazes. Ademais, sugere-se a integração dos dados observacionais com modelos dinâmicos de qualidade do ar para análises futuras mais abrangentes.
Análise das propriedades ópticas dos aerossóis na atmosfera sobre Natal/RN a partir de dados dos sistemas Calipso e Duster
(2018-04-27) Melo, Aline Kelly de Souza; Hoelzemann, Judith Johanna; Lopes, Fábio Juliano da Silva; ; ; ; Silva, Cláudio Moises Santos e; ; Tavares, Jean Leite; ; Martins, Maria Paulete Pereira;
Este trabalho tem como objetivo analisar aerossóis atmosféricos sobre Natal/RN por meio de suas propriedades ópticas. Os dados utilizados foram do satélite CALIPSO (2007-2016), que possui um Lidar denominado CALIOP e do DUSTER. Utilizaram-se dados do CALIPSO obtidos no máximo a uma distância de um raio de 120 km em volta de Natal, para se obter a profundidade óptica de aerossóis (AOD), a razão lidar (RL) e a altitude da base e do topo da camada de aerossóis. Realizou-se um estudo de caso, para o mês de setembro, usando as máscaras de subtipo de aerossóis geradas pelo CALIPSO. Também foram feitas trajetórias de massas de ar, com o modelo HYSPLIT, para identificar a região de procedência dos aerossóis medidos. O objetivo de escolher dados sobre a região foi para ser efetuado um estudo de comparação de dados do DUSTER/Lidar terrestre na UFRN em Natal, com os dados de dias coincidentes de passagens do CALIPSO. Gerou-se perfis verticais do sinal de retorno a 532 nm, e perfis de retroespalhamento total atenuado a 532 nm do CALIPSO. A análise da profundidade óptica de aerossóis (AOD) mostrou, que sua variabilidade média mensal não excedeu valores maiores que 0,16. Os meses que apresentaram menores concentrações apresentaram uma AOD média de 0,04. Os histogramas de frequência de AOD mostraram que os tipos de aerossol continental limpo, marinho e poeira, possuem valores pouco variáveis. Os tipos de aerossóis que apresentaram maior variação foram o do tipo poluição continental/fumaça. De acordo com a análise da RL, Natal apresentou valores que caracterizam aerossóis do tipo poeira, queimadas, continental poluído e principalmente marinho limpo. O topo e base da camada de aerossóis nas menores altitudes ocorrem em maio, junho e julho, sendo estes os meses em que ocorre a estação chuvosa, e novembro. Os valores mínimos sempre se apresentam abaixo de 1 km de altitude, os meses de fevereiro e setembro obtiveram 25% das altitudes acima de 2,5 km, com altitudes de até 4,9. Os valores de RL de 70 sr e os maiores valores de altura máxima e mínima das camadas de aerossol, destacados para o mês de setembro sugerem a hipótese de casos de detecção de aerossol de queimada em altitudes elevadas acima da camada limite, motivando o estudo de caso, que mostrou, nos dias 07/09/2009, 13/09/2011, 07/09/2013 e 15/09/2016, aerossóis de fumaça localizados a uma altitude de 3 a 4 km. Com trajetórias modeladas pelo HYSPLIT, para 7 dias, pode-se concluir, que essas massas de ar são advindas da África central, para a atmosfera de Natal. A comparação dos dados DUSTER/Lidar com os dados CALIPSO dos dias 06/12/2016 mostrou camadas de aerossóis entre 1 e 3 km, coincidentes nas duas medidas. O perfil de retroespalhamento do CALIPSO ainda permitiu observar uma camada de aerossóis de poeira à um altitude incomum de 15 km, sugerindo futuros estudos específicos para interpretação.
Análise e caracterização do material particulado atmosférico fino em uma região metropolitana de Natal-RN
(2016-06-28) Duarte, Ediclê de Souza Fernandes; Hoelzemann, Judith Johanna; Godoi, Ricardo Henrique Moreton; ; http://lattes.cnpq.br/2605738164674838; ; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; ; http://lattes.cnpq.br/2515363116114247; Montilla-rosero, Elena; ; Fernandes, Glauber José Turolla; ; http://lattes.cnpq.br/6067867622712912; Spyrides, Maria Helena Constantino; ; http://lattes.cnpq.br/5023632543506327
Este trabalho teve como objetivo elaborar uma caracterização química de aerossóis atmosféricos sólidos finos (MP2.5) coletados por um Impactador Harvard na cidade de Natal, capital do estado do Rio Grande do Norte, Brasil. A amostragem foi feita diariamente, utilizando filtros de quartzo de 37 mm. Utilizaram-se técnicas de gravimetria, quantificação de Black Carbon (BC) e análise de Fluorescência de Raio-X para a análise destes filtros. A amostragem de MP2.5 ocorreu de forma contínua no período de 03 de março de 2015 a 31 de Dezembro de 2015. Também foram feitas simulações de dispersão e deposição deste material particulado usando o modelo de trajetórias HYSPLIT com o objetivo de identificar a origem e o destino desses poluentes na atmosfera. Os resultados mostram que as concentrações de massa médias mensais variaram de 2,98 a 14,43 μg/m3 para o MP2.5 no período analisado. Já as concentrações médias diárias de MP2.5 variaram de 0,25 a 62,79 μg/m3 no mesmo período. As análises de BC mostraram que o mês de junho apresentou o maior pico de concentração de 3,42 μg/m³. Através da análise de concentração do BC para os dias da semana foi possível observar nos gráficos box plot que as concentrações no sábado e domingo tendem a ser menores que nos demais dias da semana, isto pode estar associado ao efeito da diminuição do tráfego de veículos nestes dias. Os dias de semana, de segunda a sexta-feira, apresentaram as maiores dispersões de valores de concentração de BC em que o intervalo interquartil foi superior aos dias de sábado e domingo, mostrando que as concentrações de BC são maiores durante a semana do que nos finais de semana tendo em vista que o tráfego de veículos é mais intenso. A partir das coletas obtidas pelo amostrador de particulado fino e análise por Fluorescência de Raio-X (EDX) foi possível identificar os elementos com maior concentração presentes nos filtros: o S, K, Si, Al, Cl, Fe, P, Ca, Mn e Ca. A maioria dos componentes é de origem antropogênica de acordo com o fator de enriquecimento, sendo Na, Mg, Sn, Zn, Al, Fe e Ti proveniente de fontes naturais. Os resultados das concentrações de MP2.5 foram relacionados estatisticamente com variáveis meteorológicas para obter informações sobre os efeitos dessas variáveis sobre a concentração de MP.
Análise e estimativa de inventários de emissões veiculares no estado do Rio Grande do Norte
(2019-09-18) Simões, Josielli Batista; Hoelzemann, Judith Johanna; ; ; Silva, Sebastião Milton Pinheiro da; ; Espinosa, Sérgio Alejandro Ibarra; ; Tavares, Jean Leite;
A qualidade do ar em uma determinada região é definida por uma combinação de condições meteorológicas e emissões locais. O crescente número das fontes de emissão de poluentes ocasiona impactos tanto no clima quanto na saúde humana e no meio ambiente. Uma maneira de avaliar as características do fluxo desses poluentes é por meio do uso de inventários de emissões, ferramentas que quantificam as taxas de emissão de diversas fontes, servindo como base para avaliar a química atmosférica e para a gestão da qualidade do ar de uma região. No Brasil muitos estados necessitam de estudos que caracterizem a química da atmosfera local, principalmente a Região Nordeste (NEB) que possui grandes centros urbanos em expansão e que não possui estudos deste tipo. Neste contexto, o objetivo desse estudo foi elaborar um diagnóstico das emissões atmosféricas por fontes veiculares no estado do Rio Grande do Norte (RN). Inicialmente, pela primeira vez, as emissões geradas pelo inventário global Emission Database for Global Atmospheric Research (EDGAR) foram avaliadas para o estado por meio do modulo de emissões do modelo químico atmosférico European Air Pollution Dispersion – Inverse Model (EURADIM). A adaptação do inventário EDGAR foi realizada e os dados foram processados no formato necessário para as estimativas, focando no setor de transporte rodoviário. Em seguida, geraram-se mapas de emissão para a região, identificando as principais cidades e as principais rotas de tráfego veicular, de modo a verificar a acurácia da distribuição espacial das mesmas, ou seja, avaliar se o inventário representou as diferentes fontes de emissão de maneira correta. Além disso, uma abordagem Top-Down foi realizada com o modelo de emissões veiculares VEIN, onde pode-se também avaliar as fontes por tipo de veículo, combustível e idade da frota. O poluente de maior magnitude foi o CO (23.789 t.a1 ), seguido pelo NOx (11.485 t.a-1 ), HCNM (3.359 t.a-1 ), PM (501 t.a-1 ) e por último SOx (384 t.a-1 ). Verificou-se que veículos leves como automóveis e motocicletas são os principais responsáveis pelas emissões de monóxido de carbono (CO). Esses veículos, que consomem em sua maioria gasolina ou álcool são também responsáveis por mais de 80% das emissões de HCNM. Por outro lado, os veículos pesados movidos a diesel contribuem em maior parte nas emissões de material particulado (MP), óxidos de enxofre (SOx) e óxidos de nitrogênio (NOx). Os resultados dessa estimativa melhoraram substancialmente as informações para a região, já que os mapas de emissão do VEIN possuem maior nível de detalhe se comparados com um inventário global. Com a realização deste trabalho foi possível obter uma maior compreensão dos fluxos de emissão dos poluentes e da distribuição espacial, bem como o conhecimento dos locais e tipos de veículos de maior relevância na contribuição das fontes. Uma melhoria foi obtida nos dados de emissões veiculares, gerando um inventário de emissões mais realista e de maior resolução para a região, o que contribuirá no futuro para o estudo e gestão da qualidade do ar no RN e NEB.
Análise espaço-temporal da atividade de fogo nos biomas terrestres do Nordeste brasileiro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-08-30) Araújo, Bárbara Marinho; Hoelzemann, Judith Johanna; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; https://orcid.org/0000-0003-2980-6617; http://lattes.cnpq.br/9168444272507106; Silva, Beatriz Cavalcante da; Duarte, Ediclê de Souza Fernandes; Mutti, Pedro Rodrigues; Santos, Renata Libonati dos
O fogo é um elemento essencial para a conservação e diversidade de muitos ecossistemas. No entanto, as atividades humanas que fazem uso do fogo tem provocado alterações na frequência e severidade dos fogos de vegetação, afetando até mesmo ecossistemas não adaptados ao fogo. Os biomas terrestres do Nordeste do Brasil são vulneráveis ao fogo, apresentando diferentes graus de dependência e resistência a ele. Este estudo tem como objetivo comparar a detecção de áreas queimadas pelos produtos MCD64A1 e MapBiomas, e dos produtos de detecção de focos de calor MOD14A2 e MYD14A2, dos instrumentos MODIS a bordo dos satélites Aqua e Terra da NASA. Os produtos foram avaliados nos diferentes biomas do Nordeste do Brasil para identificar padrões, tendências e fatores determinantes dos eventos de fogo. Os dados de áreas queimadas dos produtos MCD64A1 e MapBiomas foram obtidos para o período de 2001 a 2022 e os de focos de calor dos produtos MOD14A2 e MYD14A2 de 2003 a 2022. A análise desses produtos foi conduzida por meio de métodos descritivos e multivariados. Os resultados revelam que os produtos MCD64A1 e MapBiomas, embora apresentem variações na quantidade de área queimada detectada, havendo algumas semelhanças entre os biomas, como a Caatinga e o Cerrado. Além disso, os produtos MOD14A2 e MYD14A2 forneceram uma detecção consistente de focos de calor ao longo do período estudado. Cada bioma apresentou particularidades distintas nos padrões de atividade do fogo, correlacionadas principalmente com fatores climáticos, como a ocorrência de eventos El Niño e La Niña associados às atividades antrópicas, como desmatamento e uso do fogo para limpeza de pastagens. Além disso, outros fatores influenciam a precisão da detecção das áreas queimadas pelos satélites, como a vegetação, a extensão das queimadas, e o tipo e quantidade de combustível. Os produtos analisados mostraram-se ferramentas valiosas para o monitoramento de áreas queimadas e focos de calor nos biomas do Nordeste do Brasil, e dada a variabilidade nas detecções observadas entre os diferentes produtos, faz-se necessário estudos mais aprofundados a fim de entender como esses produtos se comportam em cada bioma, considerando as particularidades de cada um.
Análise estatística das concentrações atmosféricas do material particulado PM10 em três regiões distintas do estado do Rio de Janeiro
(2017-02-21) Cedraz, Mariana Oliveira; Spyrides, Maria Helena Constantino; Hoelzemann, Judith Johanna; ; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; ; http://lattes.cnpq.br/5023632543506327; ; http://lattes.cnpq.br/2036855586029049; Gioda, Adriana; ; http://lattes.cnpq.br/3948737758921845; Andrade, Lara de Melo Barbosa; ; http://lattes.cnpq.br/0327817672623352
O estudo da poluição atmosférica está se tornando cada vez mais comum, a poluição do ar é o resultado da contaminação por gases e partículas sólidas e líquidas suspensas na atmosfera. O efeito causado pode ser imediato ou a médio ou longo prazo, uma vez que a poluição, dependendo das condições meteorológicas e topográficas locais, pode ser de difícil dispersão. O material particulado é um dos poluentes que apresenta maior perigo, por se tratar de partículas muito finas, que penetram no organismo humano com facilidade. O objetivo deste estudo foi analisar e comparar a concentração do PM10 em três regiões do estado Rio de Janeiro: Cidade de Deus, Seropédica e Duque de Caxias, verificando se o tipo de atividade desenvolvida (urbana, rural ou industrial) exerce influência nos níveis de poluição. Além disso, verificar se os padrões de qualidade do ar adotados pelo Brasil estão sendo respeitados nas três regiões de estudo e realizar um estudo de caso para analisar a trajetória e deposição dos poluentes utilizando o modelo de trajetórias “HYSPLIT”. Para o estudo em questão, os dados diários do PM10, de 1998 a 2013 foram fornecidos pelo Instituto Estadual do Ambiente (INEA-RJ). A região de Seropédica apresenta características rurais, Cidade de Deus é uma região urbana e Duque de Caxias, caracterizada como industrial. A análise envolveu técnicas de imputação de dados, bem como a análise de séries temporais e testes estatísticos. Como resultados iniciais, destacam-se as diferenças entre as médias das regiões, sendo que a área com característica rural, Seropédica, apresentou menor concentração média de PM10, 26,6 μg m-3, enquanto que as regiões de Cidade de Deus e Duque de Caxias apresentaram médias superiores a 67 μg m-3. Identificou-se que os padrões de qualidade do ar não foram respeitados na maioria dos dias em estudo nas regiões urbana e industrial, ao contrário da região rural, o que sugere que o tipo de atividade desenvolvida na região pode estar influenciando na presença e concentração do PM10. Espera-se que este estudo possa servir de base para a elaboração de políticas públicas, proporcione conhecimento e conscientização da população quanto a importância da redução da emissão de poluentes.
Avaliação da razão Lidar do satélite CALIPSO utilizando a profundidade óptica de aerossóis obtidos por um fotômetro solar da rede AERONET em Petrolina/PE, Brasil
(2018-05-03) Oliveira, Nara Poliana Meneses de; Hoelzemann, Judith Johanna; Lopes, Fábio Juliano da Silva; ; ; ; Silva, Claudio Moisés Santos e; ; Martins, Maria Paulete Pereira; ; Rae, Cristina Tobler de Sousa;
Existem muitos fatores que dificultam a quantificação da influência dos aerossóis nos processos das mudanças climáticas. Esses fatores estão associados às incertezas na distribuição e nas propriedades dos aerossóis e nuvens, assim como em suas interações em escala global. Com o propósito de diminuir essas incertezas, a NASA, em cooperação com a Centre National d'Études Spatiales (CNES), lançou o satélite Cloud-Aerosol LIDAR and Infrared Pathfinder Satellite Observation (CALIPSO), que possui a bordo um Cloud-Aerosol LIDAR with Orthogonal Polarization (CALIOP), que é um detector e rastreador à luz Light Detection and Ranging (LIDAR). O sistema realiza uma sondagem da estrutura vertical das propriedades de nuvens finas e aerossóis sobre o globo terrestre, durante as passagens do satélite. As propriedades ópticas do meio pelo qual o LASER do sistema CALIOP se propaga, são recuperadas por um conjudo de algoritmos, e, para garantir a qualidade dos resultados é necessário a avaliação dos dados por outros instrumentos. Para a avaliação dos valores da Razão Lidar do CALIOP, foram utilizados os dados das profundidades ópticas dos aerossóis do fotômetro solar da rede AERONET de 2007 a 2016 instalado em Petrolina-PE, no Nordeste Brasileiro. Foram selecionadas 54 medidas coincidentes em condições sem nuvens entre os dois instrumentos, equivalente a um percentual de 31% de todas as medidas nas proximidades de Petrolina/PE de 2007 a 2016. A Razão Lidar obtida do algoritmo HERA do CALIOP foi comparada com os valores da Razão Lidar obtidos segundo a técnica AERONET/CALIPSO desenvolvida por Lopes et al., (2013). O desempenho da Técnica AERONET/CALIOP para área de estudo para o intervalo temporal de 2007 a 2016, apresentou diferença percentual de 14,8 ± 4,8% dos valores da Razão Lidar da técnica A/C comparada ao modelo CALIPSO. Um estudo de caso realizado para o dia 01/11/2007, em que, o satélite CALIPSO registrou distância média de 48 km em relação ao fotômetro, a profundidade óptica de aerossol resultou em 0,038 / 0,031, e a Razão Lidar 40 sr / 45 sr (poeira), respectivamente, com diferença de percentual de 11%. Comparando os valores da Técnica AERONET/CALIOP com o CALIOP para os 10 anos de estudo, a Técnica global indicou uma subestimação dos valores de Razão Lidar, pressupondo-se que este pode não estar adequado para a região de estudo. A subestimação pode estar associada à calibração do CALIOP, sobretudo pela influência da Anomalia do Atlântico Sul do campo magnético da Terra, que pode estar influenciando a acurácia das medidas do sistema.
Avaliação do potencial do vento na produção de marés meteorológicas em Mucuripe-CE
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2023-12-05) Silva, Maike Nerys da; Cintra, Marcio Marcio Machado; http://lattes.cnpq.br/9348402509955995; Mendes, Mônica Cristina Damião; http://lattes.cnpq.br/3222239663338873; Hoelzemann, Judith Johanna; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971
O propósito deste trabalho é analisar e avaliar o potencial do vento na produção de marés meteorológicas em Mucuripe-CE, para cada estação climática do ano de 2008, com foco na elevação do nível do mar, baseado na intensidade do vento sobre a região de estudo. Os dados obtidos de maré fazem parte do Banco Nacional de Dados Oceanográficos (BNDO) e Diretoria de Hidrografia da Marinha do Brasil (DHN-MB). A amplitude da maré meteorológica foi então calculada como sendo a diferença entre a maré observada e a maré astronômica obtidas através da estação Maregráfica (30340) do Porto de Mucuripe, iniciando em 18 de abril de 2008 e finalizando em 18 de abril de 2009. Durante o outono, os ventos predominantes tiveram intensidade de 7ms-1 e direção de sudeste. No inverno a aceleração dos ventos, proporcionou as maiores intensidades (9ms-1) e direção sudeste, enquanto na primavera os ventos mais intensos diminuíram a sua frequência em comparação com o inverno, e o padrão dominante de direções foi de leste. No verão, os ventos máximos chegaram a 7ms-1, se mantendo de leste, este padrão é compatível com os Alísios de sudeste sobre a região. Foram analisadas ainda, as correlações entre as marés meteorológicas e o vento subdivido em quadrantes com o intuito de verificar padrões de resposta do nível do mar em relação aos padrões do vento. Os resultados mostraram correlações positivas para o vento de sudeste (5%) e para o vento de leste com 34%.
Caracterização de profundidade óptica de aerossóis atmosféricos no nordeste brasileiro: um estudo através do sistema de modelagem EURAD-IM com assimilação de dados
(2019-09-24) Oliveira, Aline Macedo de; Hoelzemann, Judith Johanna; Elbern, Hendrik Viktor; ; ; ; Silva, Cláudio Moisés Santos e; ; Gonçalves, Weber Andrade; ; Albuquerque, Taciana Toledo de Almeida;
Desde os primeiros modelos numéricos criados para a Previsão Numérica do Tempo (PNT) procuram-se formas para melhorar precisão e qualidade dos seus resultados. Modelos numéricos aplicados à previsão químico-atmosférica são considerados recentes quando comparados aos aplicados a PNT. Com o intuito de melhorar o resultado dos modelos numéricos, adota-se o uso de técnicas como a assimilação de dados (AD). A AD faz uso de dados já modelados com observações disponíveis para fornecer um resultado o mais fidedigno com a realidade. Dentre os diversos tipos de modelos, por vezes, considera-se modelos de transporte químico que estudam e preveem o comportamento de gases e partículas na atmosfera. Dentre estes o modelo EURAD (EURopean Air Pollution Dispersion) e sua forma inversa, o EURADIM, desenvolvido pela Universidade de Colônia, na Alemanha, opera em escalas regional e hemisférica, faz o cálculo de transporte, difusão e transformação química de cerca de 70 espécies químicas. Além disto, inclui o método de assimilação de dados variacional em três e quatro dimensões (3D-VAR e 4D-VAR), que tem como objetivo, minimizar a função de custo, definida no tempo e espaço. O objetivo principal deste trabalho é caracterizar a Profundidade Óptica dos Aerossóis (AOD) através de um método de assimilação de dados em três dimensões, 3D-VAR do modelo EURAD-IM e do uso de dados de sensoriamento remoto para a região nordeste do Brasil (NEB). No NEB a falta de dados observacionais in situ torna a avaliação dos dados de modelagem um desafio. Por esta razão a AOD derivada do MODerate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) a bordo dos satélites AQUA e TERRA foi utilizada de duas formas: para caracterizar as partículas de aerossóis na região e, em seguida, para a assimilação de dados no modelo EURAD-IM. Para a primeira, fez-se uma análise de 10 anos (de 2005 a 2014) e observou-se que no NEB, os aerossóis no NEB caracterizam-se por baixa carga na maior parte dos anos, com valor da média dos dez anos de 0,2, exceto em duas estações definidas, nos meses de janeiro a março e de agosto a outubro. Os aerossóis na região são oriundos de emissões de partículas de outras regiões. Este padrão foi observado durante todos os anos do período analisado. Além disto, observou-se a presença de sal marinho (aerossol dominante na região), poeira do deserto, poluição urbana e queimadas, entre outros. As simulações com o modelo EURAD-IM foram realizadas no ano de 2014 para a região. Como dados de entrada meteorológicos foi utilizado o modelo meteorológico Weather Research and Forecasting (WRF) e como condições de fronteira química, dados do Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS). Foi observado que o EURADIM tem uma boa correlação com os dados do MODIS, exceto nos meses em que a AOD tem valores mais elevados (principalmente de agosto a outubro). Nestes meses o EURAD-IM superestima os valores de AOD para a região. Estudos de caso considerando a assimilação de dados, mostraram que o método funciona para o estado, mostra boa correlação com os dados observados, melhorando os resultados da modelagem pura.
Caracterização e classificação das propriedades ópticas de aerossóis na atmosfera de Natal, Brasil
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2016) Oliveira, Daniel Camilo Fortunato dos Santos; Hoelzemann, Judith Johanna; Elena Montilla-Rosero
O presente trabalho tem como objetivo caracterizar e classificar pela primeira vez os aerossóis atmosféricos de Natal (RN) em função de suas propriedades ópticas características. Para tal utilizou-se um fotômetro solar Cimel como meio de obtenção dos dados no período de 29 de janeiro a 5 de julho de 2016 e cujos parâmetros utilizados para a caracterização e classificação foram a profundidade óptica de aerossol (AOD) e o coeficiente de Ångström (α). Com a instalação do Cimel no Campus da UFRN, a base de dados de Natal passou a fazer parte das redes RIMA (Red Ibérica de Medida de Aerosoles) e AERONET (AErosol RObotic NEtwork), e ele foi trazido pela parceria entre o Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), a Universidad de Granada (UGr), e o Grupo de Pesquisa de Modelagem e Observação de Química Atmosférica (GP-MOQA/Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas/ CCET/ UFRN). Durante o período de medições, em apenas 31% dos dias foram obtidas medições o que forneceu uma média de AOD (500 nm) de 0,112 (±0,074), indicando aerossóis marítimos e uma média de α (500-870 nm) de 0,140 (±0,203) cujos valores menores que 1 são esperados para zonas costeiras. As análises de frequência dos histogramas confirmaram que as características eram de aerossóis marítimos com a maioria dos valores obtidos de AOD menores que 0,15 e α abaixo de 0,4 o que foi confirmado com a classificação feita no gráfico de dispersão AOD versus α onde 62% dos aerossóis presentes na coluna atmosférica de Natal (RN) eram aerossóis marítimos, 19% eram valores negativos e desprezados da classificação e 19% dos aerossóis não tiveram classificação nesse estudo. A classificação e caracterização dos aerossóis foram confirmadas pela modelagem de retrotrajetórias do modelo HYSPLIT onde a grande maioria (93% a 500 m, 69% a 1500 m e 28 % a 3000 m de altura) das frequências de massas de ar se originaram no Sudeste no Oceano Atlântico. Durante o período de estudo e com a metodologia usada, não foi confirmada a presença de aerossóis desérticos nem a presença de massas de ar vindas do Continente Africano.
Caracterização físico-química de material particulado atmosférico coletado em Ipanguaçu, no vale do Açu/RN
(2017-02-22) Soares, Cynthia Gabriella Cunha da Silva; Hoelzemann, Judith Johanna; Bezerra, Diogo Pereira; ; http://lattes.cnpq.br/2270099530704886; ; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; ; http://lattes.cnpq.br/8388020165875023; Bezerra, Bergson Guedes; ; http://lattes.cnpq.br/1901216516407999; Spyrides, Maria Helena Constantino; ; http://lattes.cnpq.br/5023632543506327; Fernandes, Glauber José Turolla; ; http://lattes.cnpq.br/6067867622712912
Para compreender os processos de emissão de poluentes para a atmosfera, assim como consequentes transformações químicas e eventual contaminação da atmosfera, é importante monitorar o ar buscando identificar e quantificar as diferentes espécies químicas presentes, principalmente em áreas influenciadas pela ação do homem, através das atividades industriais, transporte e geração de energia. Estes setores geram emissões massivas de gases e material particulado para a atmosfera. Este trabalho teve como objetivo caracterizar o material particulado suspenso no ar em um local representativo do Vale do Açu exposto, entre outros, a emissões de queima de biomassa, onde foi quantificado o material particulado total através de análise gravimétrica, e a composição química e a análise morfológica do material particulado foi feita através da Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) equipada com detectores de Energia Dispersiva de Raios-X (EDS). A coleta das amostras foi realizada no Instituto Federal de Educação Ciências e Tecnologia do Rio Grande do Norte, campus Ipanguaçu, por um período de dois meses (25/05/2016 à 25/06/2016 e 01/11/2016 à 30/11/2016), cada mês referente à estação seca e úmida, respectivamente. Para a coleta foram utilizados dois amostradores, um de material particulado grosso (AGV-MP10) e outro de partículas totais em suspensão (HANDI-VOL). As coletas foram realizadas de acordo com as Normas da Associação Brasileira de Normas Técnicas (ABNT), descrita para o Amostrador de Grande Volume (AGV) e para Partículas Totais em Suspensão (PTS). Posteriormente realizou-se análise de gravimetria durante a qual foi realizado o cálculo de concentração desse material através da diferença entre a massa do filtro antes e após a coleta. Os resultados mostram que as médias diárias de concentração de massa do MP10 para o mês de junho variaram de 10,13 a 86,48 μg/m3. Já as concentrações médias diárias de PTS variaram de 29,86 a 146,05 μg/m3 no período de junho, em novembro essas concentrações variaram de 44,37 a 81,25 μg/m3. Os resultados das concentrações dos poluentes foram relacionados estatisticamente com variáveis meteorológicas para obter relação sobre os efeitos dessas variáveis na concentração desses poluentes. A partir da análise por MEV (EDS), foi possível identificar partículas com forma de aglomerados, esféricas e placas, com os elementos químicos com maior concentração presentes nos filtros sendo: S, K, Si, Al, Cl, Fe, Ba, Ca, Na, Mg e Zn. Finalmente, foram feitas simulações para identificar a origem deste material particulado, usando o modelo de retro-trajetórias HYSPLIT.
Controle de qualidade de dados de um sistema LIDAR troposférico pela análise de parâmetros ópticos atmosféricos e instrumentais via protocolos das redes LALINET E EARLINET
(2018-08-31) Silva, Marcos Paulo Araújo da; Hoelzemann, Judith Johanna; ; ; Landulfo, Eduardo; ; Lopes, Fábio Juliano da Silva; ; Martins, Maria Paulete Pereira;
A obtenção de dados observacionais dos aerossóis atmosféricos é algo relevante para o avanço das pesquisas sobre a influência destes nos processos de mudanças climáticas. Devido as suas propriedades ópticas, os aerossóis podem interferir no balanço radiativo e na microfísica das nuvens alterando suas dimensões e ciclos de vida. O sistema ativo de sensoriamento remoto Light Detection and Ranging (LIDAR), chamado de DUSTER, instalado em Natal, capital do Rio Grande do Norte, Brasil, envia pulsos de laser à atmosfera e detecta características ópticas dos aerossóis por meio da interação dos mesmos com a luz. Esta pesquisa tem dois focos principais, o primeiro é o aprimoramento do controle de qualidade do sistema LIDAR DUSTER durante as campanhas operacionais de medição. O controle foi feito por meio dos seguintes testes instrumentais: Dark Measurement, Zero Bin, BinShift, Telecover e Rayleigh Fit de acordo com os padrões da Latin American LIDAR Network (LALINET) e da European Aerosol Research LIDAR Network (EARLINET). Por meio destes testes foi possível detectar ruídos, atrasos no registro dos dados e verificar o alinhamento do sistema em curto e em longo alcance. Foi desenvolvido um conjunto de algoritmos chamado DUSTER Quality Assurance (DQA), com módulos que leem os dados dos testes instrumentais, realizam pré-processamento, geram gráficos, calculam erros e escrevem os resultados em formato ASCII. Os resultados mostram que os erros relativos aos testes de alinhamento, Telecover e Rayleigh Fit, estão abaixo de 0.1 na maioria dos canais. O segundo foco foi de comparar perfis de retroespalhamento dos aerossóis troposféricos pelo método de inversão de Klett-Fernald-Sasano em duas ferramentas distintas: a Single Calculus Chain (SCC), desenvolvida pela EARLINET e o Algoritmo de Inversão da LALINET. Foram selecionados dois dias de medição no comprimento de onda 1064 nm para obtenção dos perfis. A comparação ocorreu por meio do erro relativo entre perfis de retroespalhamento calculados por cada uma das ferramentas. Os perfis de erro relativo variaram entre 0 e 10% nos dois dias. No contexto do presente trabalho também se desenvolveu um filtro de nuvens, o DUSTER Cloud Free, que remove dados com contaminação por nuvens automaticamente.
Desenvolvimento e calibração de fotômetro solar para medições da profundidade óptica por aerossóis e coluna de água precipitável
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-06-10) Cerqueira Júnior, João Gualberto de; Leme, Neusa Maria Paes; ; http://lattes.cnpq.br/8905988911553483; Hoelzemann, Judith Johanna; ; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; ; http://lattes.cnpq.br/4207470264780724; ; http://lattes.cnpq.br/3701656811880107; Marinho, George Santos; ; http://lattes.cnpq.br/0490476694313938; Veissid, Nelson; ; http://lattes.cnpq.br/3157350121782582; Correa, Marcio Assolin; ; http://lattes.cnpq.br/2531075321550052; Pereira, Enio; ; http://lattes.cnpq.br/0638551133292550
O objetivo do trabalho foi estudar a possibilidade de calibração do fotômetro solar multibanda (FSM-4), desenvolvido para esse trabalho, que opera nas bandas de 500 nm, 670 nm 870 nm e 940 nm. Investigou-se a estabilidade da profundidade óptica da atmosfera em um sítio na cidade de Caicó/RN, situada região semiárida do nordeste do Brasil. O sítio é uma região afastada de grandes centros e de atividades geradoras de poluição atmosférica. Foram coletados dados de irradiância solar direta em duas campanhas distintas durante o período seco, sendo uma em Dezembro de 2012 e outra em Setembro de 2013, para fins de calibração do protótipo. Para a calibração foram utilizados os métodos de Langley (ML) e método modificado de Langley (MLM), fazendo-se uso das medidas coletadas. Para as bandas de 500 nm, 670 nm e 870 nm, utilizadas para a medida da profundidade óptica por aerossóis (AOD), foi utilizado o ML e para a banda de 940 nm, na qual é medida a coluna de água precipitável (PWC) ou vapor de água na atmosfera, utilizou-se o MLM. Dentre os vários componentes constituintes da atmosfera, o vapor de água e os aerossóis são os que apresentam a maior variabilidade temporal, devido a fenômenos naturais e antropogênicos, e exercem um papel importante no balanço de energia do planeta. O que justifica os esforços para o desenvolvimento de um equipamento de baixo custo. Assim, por meio do ML e MLM aplicado aos dados coletados, foram observadas variabilidades na AOD e PWC para as quatro bandas, nos dois períodos estudados. Essa variabilidade da AOD e PWC no momento da coleta, que se dá por meio do espalhamento ou absorção da radiação solar na atmosfera, prejudicam o ajuste da reta aos dados e dificultando a obtenção da constante de calibração. Entretanto a região ainda não pode ser totalmente descartada como sítio de calibração, pois as campanhas foram de duração reduzida e as metodologias devem ser testadas em outros períodos do ano. Como alternativa para a calibração do fotômetro solar, foi feito um estudo de curta duração, junto ao fotômetro da rede mundial AERONET (AERsol RObotic NETwork), instalado em Petrolina/PE, da agência espacial americana (NASA). Foram coletados dados durante três dias com os instrumentos AERONET e FSM-4 operados simultaneamente no mesmo local. Por meio das técnicas de ML e MLM foram obtidos valores para teste das constantes de calibração. Foi observada uma convergência dos valores, apesar da pouca quantidade de dados coletados. A metodologia mostrou-se uma alternativa viável para a calibração do FSM-4.
Detection of saharan mineral dust aerosol transport over brazilian northeast through a depolarization lidar
(EDP Sciences, 2018) Guede, Anderson G.; Landulfo, Eduardo; Montilla-Rosero, Elena; Lopes, Fábio Juliano da Silva; Hoelzemann, Judith Johanna; Fernandez, José Henrique; Silva, Marcos P. A.; Santos, Renata Sammara da Silva; Guerrero-Rascado, Juan L.; Alados-Arboledas, Lucas
In this study we present results of linear volume depolarization ratio profiles obtained by a depolarization lidar in operation in Natal, Brazil. The DUSTER system has 4 channels, namely: 1064, 532 s/p and 355 nm. This system is calibrated with a half-wave plate using the Δ90° methodology. The data obtained from this system is correlated with AERONET sunphotometer data, and, when available, CALIPSO satellite data. In addition a trajectory model (HYSPLIT) is used to calculate backward trajectories to assess the origin of the dust polluted air parcels. The objective is to create a transport database of Saharan dust
Os efeitos das queimadas na Amazônia em nível celular e molecular
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2014-08-28) Alves, Nilmara de Oliveira; Medeiros, Sílvia Regina Batistuzzo de; Vasconcellos, Pérola de Castro; ; http://lattes.cnpq.br/8971623116160175; ; http://lattes.cnpq.br/5882662534904226; ; http://lattes.cnpq.br/7763292684638407; Santos, Elizeu Antunes dos; ; http://lattes.cnpq.br/6762251930590306; Umbuzeiro, Gisela de Aragão; ; http://lattes.cnpq.br/9246879554920774; Hoelzemann, Judith Johanna; ; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; Hacon, Sandra de Souza; ; http://lattes.cnpq.br/7653379361147439
A Amazônia representa mais da metade das florestas tropicais remanescentes no planeta e compreende a maior biodiversidade do mundo, correspondendo aproximadamente a 60% do território brasileiro. Entretanto, o desmatamento e as queimadas que ocorrem na região têm causado sérios prejuízos para a população que está sendo exposta. Diante desta situação, o objetivo do presente estudo foi avaliar os compostos químicos assim como os efeitos celulares e moleculares após a exposição ao material orgânico extraído do material particulado menor que 10 µm (MP10) na região Amazônica. Com relação à composição química, a análise dos n-alcanos mostrou um predomínio da influência antrópica no período de queimadas na região. Além disso, observou-se um predomínio dos monossacarídeos marcadores da queima de biomassa. Também foram identificados os Hidrocarbonetos Policíclicos Aromáticos (HPA) e os seus derivados nas amostras coletadas na Amazônia. Os dados das concentrações dos HPA permitiram calcular o BaP-equivalente e observou-se que o dibenzo(a)antraceno contribui com 83% para o potencial risco carcinogênico. Já para o potencial risco mutagênico, o benzo(a)pireno é o HPA que apresenta uma maior contribuição nesta análise. Pode-se destacar que o reteno foi o HPA mais abundante. Este composto foi considerado genotóxico, além de causar morte por necrose nas células estudadas. Nas análises biológicas, os dados mostraram que o MP10 orgânico é capaz de causar alterações genéticas tanto em células vegetais como em células do pulmão humano. Estes danos levaram a uma parada na fase G1 no ciclo das células expostas, aumentando a expressão das proteínas p53 e p21. Além disso, o MP causou morte celular por apoptose, aumentando a marcação da histona -H2AX. Com resultados bem evidentes, o MP inalável também causou morte por necrose nas células do pulmão humano. Diante destes resultados, é importante enfatizar a importância da redução e um melhor controle da queima de biomassa na região Amazônica. Afinal, como descrito recentemente pela Organização Mundial de Saúde, pode-se afirmar que a redução da poluição do ar poderá salvar milhões de vidas.
Estimativa das emissões de dióxido de carbono associadas às mudanças no uso e cobertura da terra do bioma caatinga no Estado do Rio Grande do Norte
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2015-06-18) Mata, Maria das Vitórias Medeiros da; Hoelzemann, Judith Johanna; Ometto, Jean Pierre Henry Balbaud; ; http://lattes.cnpq.br/1325667605623244; ; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; ; http://lattes.cnpq.br/6154370842530624; Leme, Neusa Maria Paes; ; http://lattes.cnpq.br/8905988911553483; Amado, André Megali; ; http://lattes.cnpq.br/4312158184208542; Aguiar, Ana Paula Dutra de; ; http://lattes.cnpq.br/5810427753185619; Camacho, Ramiro Gustavo Valera; ; http://lattes.cnpq.br/1079760233135463
Esta pesquisa apresenta as estimativas das taxas de emissões de CO2 por mudanças no uso e cobertura da terra (MUCT) no Bioma Caatinga do Estado do Rio Grande do Norte, que compreende uma área de aproximadamente 52.810km2.Como ferramenta foi utilizando o modelo de emissões INPE-EM (INPE- Emission Model) do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais. O principal objetivo desta pesquisa foi adaptar o modelo de emissões INPE-EM (INPE- Emission Model) para quantificar as emissões de CO2 por MUCT na região no período entre 2000 - 2010. Na adaptação do modelo, foram utilizados dados de desmatamento anuais entre 2000 e 2010, além de dados de biomassa e uma série de parâmetros disponíveis na literatura, como a porcentagem de biomassa acima e abaixo do solo removida, a porcentagem de biomassa acima do solo após o desmatamento que será queimada no primeiro ano, o ciclo de queimadas, o decaimento do corte, o número de anos para o abandono de uma área de agricultura, etc. Uma primeira base de dados entre 1900 e 1999 foi simulada para incluir as contribuições do passado nos cenários de emissões. Os resultados permitiram a geração de uma base de dados inédita das emissões de CO2 nessa região com resolução espacial de 5 km x 5 km. Esta base de dados servirá para outros estudos regionais/globais de balanço de carbono, contribuindo também para a melhoria de inventários de emissões da região. Este trabalho é de fundamental importância para a modelagem da geração, transporte e deposição de poluentes na química da atmosfera, tanto para estudos ambientais a curto prazo quanto para estudos climáticos. O estudo poderá servir para tomadas de decisões na política ambiental da região e para análises de impactos da ação antrópica no Bioma Caatinga.
Estudo da variabilidade da coluna de água precipitável (pwc) no semiárido brasileiro para calibração de fotômetro solar
(Holos, 2014) Cerqueira Júnior, J. G.; Fernandez, José Henrique; Hoelzemann, Judith Johanna; Leme, Neusa Maria Paes; Souza, Cristina T.
A água está presente na atmosfera na forma de vapor, indo desde o nível do solo até a estratosfera. Como principal componente do ciclo hidrológico, a variação em sua quantidade sobre uma região provoca alterações nas condições climáticas, afetando assim as condições de vida e econômicas da população local. O fotômetro solar permite monitorar a variação dessa coluna de vapor de água, ou coluna de água precipitável (PWC) utilizando a radiação solar na banda de 940 nm, que sofre uma forte absorção ao atravessar a atmosfera. Para a calibração do fotômetro solar desenvolvido nesse trabalho, foi investigado um sítio na região semiárida do estado do Rio Grande do Norte, próximo à cidade de Caicó. Foi aplicado o Método de Langley Modificado (MLM) que é uma variação do Método de Langley. Essa metodologia permite calibrar fotômetro solar em campo aberto, que sob a condição de estabilidade óptica da atmosfera, permite obter-se constantes de calibração com melhores índices de incerteza que em laboratório. Os resultados, durante o período estudado, mostraram que não ocorreu a esperada estabilidade óptica da atmosfera para permitir a calibração do equipamento
Estudo de propriedades físicas de nuvens Cirrus em Natal utilizando dados do sistema Lidar-DUSTER e radiossondagens
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2018-07-06) Santos, Renata Sammara da Silva; Hoelzemann, Judith Johanna; Fábio Juliano da Silva Lopes; Santos e Silva, Cláudio Moisés; Rae, Cristina Tobler de Sousa
As nuvens cirrus são classificadas como as nuvens mais altas da atmosfera e ocorrem geralmente entre 7 e 18 km, dependendo da região do globo onde aparecem possuindo necessariamente cristais de gelo em sua composição. Têm papel ainda incerto de influência no clima por isso têm sido vistas como elementos atmosféricos importantes de serem estudados. Sistemas Lidar (LIght Detecting and Ranging) têm mostrado eficiência no levantamento de suas características podendo, então, auxiliar na sua melhor parametrização em modelos atmosféricos e climáticos. Nesse trabalho, foi realizado um levantamento das características físicas de nuvens cirrus, para janeiro e fevereiro dos anos 2017 e 2018, na atmosfera de Natal usando dados do Lidar DUSTER (5.84 S 35.20 W), uma parceria UFRN/IPEN-SP. Foram observados padrões morfológicos dessas nuvens conforme suas alturas e também uma variedade das mesmas. Nuvens de espessuras mais finas e tênues geralmente ocorreram em regiões do topo da troposfera, em torno de 16,0 km. Por outro lado nuvens com maior extensão vertical são identificadas em torno de 12,0 km. As alturas de ocorrência de cirrus em Natal, para todo o período considerado, variaram de uma altura mínima de 7,0 km à uma altura máxima de 16,0 km. As nuvens cirrus ocorrem com maior frequência à uma altura média de 12,0 km, considerando os dois anos. Essas nuvens tiveram uma representatividade considerável sobre atmosfera da cidade correpondendo à 67% do total de medidas realizadas com o Lidar. Além do sistema Lidar, utilizou-se dados obtidos a partir de técnica de radiossodagem. Foi analisado o comportamento da variável meteorológica de umidade relativa nas regiões onde há presença de nuvens cirrus identificadas pelo Lidar DUSTER. Dentro dos limites da região de ocorrência de cirrus foi verificado um aumento significativo de valores de umidade relativa. Este comportamento não é observado em regiões inferiores, onde não há presença de nuvens, e também em um dia em que não há presença de nuvens cirrus. Assim, os dados do Lidar DUSTER demonstram ser eficazes na identificação de nuvens cirrus sobre a atmosfera da cidade. Os dados do DUSTER podem ser usados para estudos futuros no aprofundamento da caracterização dessas nuvens sobre a atmosfera de Natal, contribuindo para a melhor compreensão do comportamento e do papel das mesmas na região de estudo.
Estudo numérico do impacto da expansão urbana nas ilhas de calor em cidades do nordeste brasileiro
(Universidade Federal do Rio Grande do Norte, 2024-12-13) Santos, Ana Teena Bulcão dos; Hoelzemann, Judith Johanna; Gonçalves, Weber Andrade; http://lattes.cnpq.br/3901367142857642; http://lattes.cnpq.br/6590472437235971; http://lattes.cnpq.br/5993403560727190; Oliveira, Cristiano Prestrelo de; Freitas, Edmilson Dias de; Gomes, Helber Barros; Leal Júnior, João Bosco Verçosa
O crescimento da população urbana contribui diretamente para o aumento das cidades em número e expansão territorial. À medida que ocorre a expansão do perímetro urbano nas últimas décadas, uma série de problemas ambientais surgem ou se intensificam no clima urbano, sendo um deles a ilha de calor urbana. O Nordeste Brasileiro é influenciado pelos ventos Alísios e sua região costeira possui a influência da circulação de brisa marítima e terrestre, sendo necessário investigar sobre a interação entre a ilha de calor urbana (ICU) e a circulação de brisas. O objetivo deste trabalho é utilizar um modelo atmosférico para caracterizar a ilha de calor urbana para as cidades litorâneas de Fortaleza e Natal, e o impacto do aumento da urbanização nas áreas urbanas e seu efeito na circulação local utilizando o modelo atmosférico WRF e o método de downscaling dinâmico. Foram utilizados os dados de condições iniciais e de contorno do ERA-5 fornecidos pelo European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) e o período simulado sendo 01 a 10 de novembro de 2019. Inicialmente, foi observado a ocorrência de ilha de calor urbana noturna nas cidades estudadas, com pico de aquecimento de 3.5 °C durante a madrugada, o mesmo comportamento é válido para a análise da modelagem com WRF. Realizando uma análise espacial da simulação, foi observado que para o caso de Fortaleza a ICU se resume à extensão da cidade e que essa diferença de temperatura positiva no período noturno afeta no mecanismo da circulação de brisa terrestre devido ao oceano estar em temperatura similar à região urbana. Para a cidade de Natal, apesar do ponto de maior intensidade se concentrar na região central da cidade, a brisa terrestre é sobreposta devido a intensidades dos alísios de sudeste na porção leste do nordeste brasileiro. Na análise do campo de vento e da velocidade vertical a 850 hPa, foi possível identificar várias regiões de movimentos ascendentes e descendentes dentro da cidade de Fortaleza, o que pode estar relacionado com uma circulação de brisa urbana. Para a cidade de Natal, foi observado corrente ascendente sob a região do rio Potengi e correntes descendentes na sua vizinhança, indicando a ocorrência de brisa de rio que pode colaborar no conforto térmico da região. Em relação ao estudo sobre a expansão da área urbana das cidades de Fortaleza e Natal, observou-se que conforme há o aumento da urbanização, maior será a intensidade da ilha de calor urbana e por consequência maior área de aquecimento. Para a cidade de Fortaleza, a urbanização pode afetar a circulação da brisa terrestre, em que foi observado maior impacto no aquecimento na superfície continental em comparação ao oceano. Para a cidade de Natal, foi observado que há impacto no clima local, onde durante a noite e início da manhã sendo mais quente. Em relação aos ventos locais, não foi observado mudança no padrão de circulação, porém se o processo de urbanização for mais intenso, este trará mais impactos no clima local.

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