Correlacionando o nível de organização de campos de nuvens convectivas aos ciclos hidrológico e de aerossóis na Amazônia (CLOUDORG)

Resumo

Os aspectos físicos das nuvens, tais como sua extensão horizontal e vertical, determinam em grande parte seu papel nos ciclos hidrológico e energético da Amazônia. Nesta região, o ciclo diurno da convecção apresenta um aspecto pulsante, com a formação do chamado campo de nuvens cumulus no final da manhã, seguido de um pico de atividade à tarde devido à formação de nuvens convectivas profundas que então se dissipam no final da tarde. Historicamente, os modelos climáticos não conseguem reproduzir o crescimento de nuvens convectivas rasas para sistemas mais profundos (ou seja, a transição convectiva rasa-profunda), desencadeando a convecção profunda muito cedo. Isso resulta em picos de chuva muito precoces (2-3 horas) dentro do ciclo diário. Além disso, estudos recentes mostraram que as nuvens convectivas profundas desempenham um papel importante no processo de formação de novas partículas de aerossol na Amazônia. Foi proposto que as nuvens transportam gases biogênicos para a troposfera superior, onde crescem por condensação e são posteriormente transportados para a camada limite por correntes descendentes e reabastecendo a população de aerossóis. Em um contexto de mudanças climáticas, é essencial obter uma reprodução precisa da evolução do campo de nuvens amazônicas para melhor prever os futuros regimes de chuvas e aerossóis na região. Neste contexto, propomos uma análise objetiva para quantificar a transição convectiva rasa-profunda usando modelos de alta resolução e novas observações na região da torre ATTO (Amazon Tall Tower Observatory). A quantificação envolverá a determinação do nível de agregação dos campos de nuvens, o que determina se estes são dominados por muitas nuvens pequenas (baixo nível de agregação) ou por alguns grandes aglomerados (alto nível de agregação). Espera-se que o ciclo diurno convectivo na Amazônia evolua do primeiro para o segundo. Portanto, propomos uma nova maneira de quantificar a transição rasa para profunda, rastreando a evolução dos níveis de agregamento de nuvens. Esta informação está intrinsecamente ligada à variabilidade espaço-temporal da chuva e ao ciclo de aerossóis porque aglomerados maiores produzem mais chuva e transportam mais massa verticalmente do que nuvens mais rasas e espalhadas. Propomos que um índice de agregamento de nuvens é um fator importante para a transição dos resultados de modelos e observações de alta resolução para parametrizações em modelos climáticos. (AU)