Navegando por Autor "Lopes, Fábio Juliano da Silva"
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Dissertação 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.Dissertação 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.Tese Caracterização do transporte de aerossóis de poeira saariana sobre Natal-RN através da técnica de despolarização LIDAR(2019-04-26) Guedes, Anderson Guimarães; Landulfo, Eduardo; Fernandez, José Henrique; ; ; ; Costa, Francisco Alexandre da; ; Lopes, Fábio Juliano da Silva; ; Mariano, Glauber Lopes; ; Ristori, Pablo Roberto;O transporte de poeira saariana pode atingir distâncias de até 5000 km e estima-se que cerca de 40 milhões de toneladas de poeira são transportadas anualmente do Saara para a bacia amazônica, tendo importante papel como a sua principal fonte de nutrientes. Em 2016 foi instalado em Natal o primeiro sistema LIDAR brasileiro com canais de despolarização, o DUSTER, projetado para estudos atmosféricos de transporte e caracterização de aerossóis sobre o Atlântico Sul. O sistema DUSTER possui 4 canais de detecção,1064 nm, 355 nm e os canais de despolarização 532 s nm e 532 p nm. A pesquisa foi conduzida para calibrar o sistema DUSTER, aplicando o método Δ90∘ e caracterizar os aerossóis atmosféricos que estão sendo transportados sobre a região atmosférica de Natal. A aquisição de dados ocorreu durante as campanhas científicas que foram designadas como MOLOTOV ZERO (fevereiro/2016 à julho/2016), MOLOTOV I (dezembro/2016 à fevereiro/2017) e MOLOTOV II (novembro/2017 à fevereiro/2018). Os dados obtidos pelo DUSTER permitiram calcular a razão de despolarização linear de partículas (𝛿 𝑝 ), parâmetro fundamental na caracterização dos aerossóis atmosféricos. Os valores mínimo e máximo de 𝛿 𝑝 durante as campanhas MOLOTOV ZERO, MOLOTOV I e MOLOTOV II, foram de 0, 02±0, 003 e 0, 29±0, 023, 0, 02±0, 002 e 0, 28±0, 006, 0, 01±0, 007 e 0, 14±0, 009, respectivamente. Houve apenas 2 eventos detectados compatíveis com aerossol de poeira saariana. A classificação das intrusões de aerossóis sobre a região atmosférica de Natal, indicou que são constituídos predominantemente por aerossóis marinhos. Em alguns episódios foi possível detectar misturas de aerossol marinho+aerossol de poeira, contudo, misturas entre aerossol marinho e aerossol de queima de biomassa foram predominantes. Dados do fotômetro CIMEL, instalado próximo ao DUSTER, corroboram as análises e indicam que há maior concentração de aerossóis de origem marinha e de poeira saariana em duas campanhas (MOLOTOV ZERO e MOLOTOV II). Análises de retrotrajetórias do modelo de transporte HYSPLIT explicam de forma satisfatória a presença de aerossóis de queima de biomassa na atmosfera localmente indicando que sua origem é a costa oeste do continente africando em latitudes mais ao sul, já o transporte de aerossóis de poeira saariana estão ligados à região central africana. Os dados da pesquisa também foram correlacionados com os do satélite CALIPSO e sistema CATS (embarcado na Estação Espacial Internacional), indicando a presença de aressóis compatíveis, em alguns casos, com as detectadas com o DUSTER em solo.Dissertação 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.Artigo 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, LucasIn 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 dustDissertação Propriedades ópticas de aerossóis na atmosfera de Natal/Brasil medidas por meio de um fotômetro solar da rede AERONET(2019-04-12) Oliveira, Daniel Camilo Fortunato dos Santos; Hoelzemann, Judith Johanna; ; ; Bezerra, Bergson Guedes; ; Montilla-Rosero, Elena; ; Sena, Elisa Thomé; ; Lopes, Fábio Juliano da Silva;O estudo dos aerossóis atmosféricos contribui para o entendimento da forçante radiativa e do aquecimento global. Além disso, os aerossóis podem influenciar na química da atmosfera, visibilidade, na saúde humana e na precipitação. Desde 2016, Natal, capital do Rio Grande do Norte, Brasil, possui um fotômetro solar (CIMEL) da rede RIMA/AERONET que pode identificar a presença de aerossóis de queima de biomassa e poeira mineral provindos da África. Para tal identificação, objetiva-se caracterizar as propriedades ópticas dos aerossóis presentes na atmosfera de Natal (RN). Os dados disponibilizados pela AERONET, a nível 1.5, Versão 3, fornecem informação sobre características microfísicas como profundidade óptica de aerossol (AOD), coeficiente de Angström (α), albedo de espalhamento único (SSA), fator de assimetria (g), índice de refração complexo (N), distribuição de tamanho volumétrica (DTV) e água precipitável. O período de obtenção destes dados foi de agosto de 2017 a março de 2018. Os aerossóis foram classificados mediante climatologias globais e suas propriedades ópticas foram descritas. As observações de satélites e do LIDAR local foram verificadas no decorrer de um dia para um estudo de caso. Adicionalmente, foram modeladas retro-trajetórias com o modelo HYSPLIT a fim de identificar a origem das massas de ar e a predominância das mesmas. Os aerossóis presentes na coluna atmosférica de Natal apresentaram médias mensais de AOD na faixa de 0,10 a 0,15 com representação dos dados de ~40%, médias mensais de α entre 0,6 e 0,8 com representação acima de 30%, DTV bimodal com a moda grossa dominante, SSA em torno de 0,80, parte real em torno de 1,500, parte imaginária variando de 0,0125 a 0,0437 e g acima de 0,74. A água precipitável acompanhou o aumento de AOD com uma correlação fraca (R = 0,43). A classificação mostrou aerossóis mistos (60,40%), aerossol marinho (30,69%) e poeira mineral (8,91%). As retro-trajetórias identificaram que, em cerca de 51% dos casos, os aerossóis continentais tiveram origem da África.