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Title: Caracterização do transporte de aerossóis de poeira saariana sobre Natal-RN através da técnica de despolarização LIDAR
Authors: Guedes, Anderson Guimarães
Advisor: Landulfo, Eduardo
Keywords: Despolarização LIDAR;Aerossóis atmosféricos;Poeira do Saara;Transporte de poeira;Aerossol de queima de biomassa;Mistura de aerossóis;Aerossol marinho
Issue Date: 26-Apr-2019
Citation: GUEDES, Anderson Guimarães. Caracterização do transporte de aerossóis de poeira saariana sobre Natal-RN através da técnica de despolarização LIDAR. 2019. 164f. Tese (Doutorado em Ciências Climáticas) - Centro de Ciências Exatas e da Terra, Universidade Federal do Rio Grande do Norte, Natal, 2019.
Portuguese Abstract: 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.
Abstract: Saharan dust transport can reach distances of up to 5000 km and it is estimated that around 40 million tons of dust are transported annually from the Sahara to the Amazon basin, having important role as its main source of nutrients. In 2016, the first Brazilian LIDAR system with depolarization channels, DUSTER, designed for atmospheric transport studies and characterization of aerosols on the South Atlantic was installed. The DUSTER system has 4 detection channels, 1064 nm, 355 nm and depolarization channels 532 s nm and 532 p nm. The research was conducted to calibrate the DUSTER system, applying the Δ90∘ method and characterize the atmospheric aerosols that are being transported over the atmospheric Natal city region. The data acquisition took place during the scientific campaigns that were designated MOLOTOV ZERO (February / 2016 to July / 2016), MOLOTOV I (December / 2016 to February / 2017) and MOLOTOV II (November / 2017 to February / 2018). The data obtained by the DUSTER allowed to calculate the ratio of linear depolarization of particles (𝛿 𝑝 ), fundamental parameter in the characterization of atmospheric aerosols. The minimum and maximum values of 𝛿 𝑝 during the MOLOTOV ZERO, MOLOTOV I and MOLOTOV II campaigns were 0, 02±0, 003 and 0, 29±0, 023, 0, 02±0, 002 and 0, 28±0, 006, 0, 02±0, 001 and 0, 22±0, 001, respectively. There were only 2 events detected compatible with Saharan dust aerosol. The classification of the aerosol intrusions on the atmospheric region of Natal, indicated that they are constituted predominantly by marine aerosols. In some episodes it was possible to detect mixtures of marine aerosol + dust aerosol, however, mixtures between marine aerosol and biomass burning aerosol were predominant. Data from the CIMEL photometer, installed next to DUSTER, corroborate the analyzes and indicate that there is a higher concentration of marine aerosols and of Saharan dust in two campaigns (MOLOTOV ZERO and MOLOTOV II). Analyzes of the HYSPLIT transport model satisfactorily explain the presence of biomass-burning aerosols in the atmosphere locally indicating that their origin is the west coast of the African continent in latitudes to the south, whereas the transportation of Saharan dust aerosols are connected to the central African region. The research data were also correlated with those of the CALIPSO satellite and CATS system (coupled to the International Space Station), indicating the presence of compatible aresols, in some cases, with those detected with DUSTER in soil.
URI: https://repositorio.ufrn.br/jspui/handle/123456789/27386
Appears in Collections:PPGCC - Doutorado em Ciências Climáticas

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