O técnico será responsável pelo tratamento dos dados de todos os instrumentos/modelos relacionados a esta proposta. Do lado observacional, isso inclui o radar de nuvem, radar de perfil de vento, radar de banda X, disdrômetros, ceilômetro, lidar e radiossondas. Do lado da modelagem, isso incluirá simulações processadas dos modelos DALES e RAMS. O técnico irá organizar os conjuntos de dados de forma intuitiva, produzir relatórios de medições faltantes e aplicar filtros para melhorar a qualidade dos dados. O objetivo é ter uma base de dados abrangente com as medições/simulações prontas para uso interno e públicona pesquisa, com todos os metadados e identificadores de objetos digitais incorporados. Isso deve ser feito em tempo hábil, exigindo um técnico focado exclusivamente nesta questão.

A localização de Anderson da luz ainda está sendo intensamente investigada, com um relatório experimental inequívoco ainda faltando, uma vez que vários brechas foram identificadas a partir de medições anteriores. Em particular, enquanto a localização de Anderson refere-se a um processo de um único foton, experimentos realistas envolvem um grande número de fótons. Neste projeto, propomos investigar a localização de vários fótons em sistemas desordenados de átomos fríos, com o duplo propósito de (1) identificar o efeito de ter mais de um fóton no sistema, (2) dar um primeiro passo em direção a um estudo de localização de muitos corpos de luz. Este projeto se concentra em sistemas 2D, que apresentam a vantagem de apresentar canais de espalhamento escalares (com localização) e vetoriais (sem localização). (AU)

O "IV VISCACHA meeting" é a quarta reunião científica internacional anual da colaboração VISCACHA (VIsible Soar photometry of star Clusters in tApii and Coxi HuguA), onde são apresentados novos resultados científicos, discutidas novas ideias, e desenvolvidos projetos, além de acolher novos membros. É uma reunião aberta ao público acadêmico visando crescer a colaboração, em particular no estado de São Paulo, onde acontecerá esta edição. O VISCACHA survey é um projeto científico em andamento com objetivo de estudar aglomerados de estrelas na Grande e Pequena Nuvem de Magalhães (LMC e SMC), duas galáxias anãs satélites da Via Láctea, onde habitamos. Entre as diversas grandes questões em aberto que o VISCACHA contribui para responder estão: "Como se deram as interações entre a LMC e SMC?", "Por que as populações de aglomerados estelares são diferentes na Via Láctea e nas Nuvens de Magalhães?", "Como explicar a evolução química da LMC e SMC?", "Por que a LMC só possui aglomerados mais velhos que 10Gyr e mais jovens que 4Gyr?". As imagens dos aglomerados são coletadas usando o módulo de óptica adaptativa (SAMI) do telescópio SOAR (Southern Astrophysical Research Telescope), localizado no Chile, propriedade de um consórcio, cujo sócio majoritário é o Brasil com 30% de direito. O SOAR inclusive possui alguns instrumentos desenvolvidos com apoio da FAPESP. O VISCACHA é o projeto com mais tempo de SOAR acumulado (>300 horas) e já observamos mais de 200 aglomerados estelares nas periferias da LMC e SMC. Dessa forma, existe uma responsabilidade grande de fazer bom uso dos dados já coletados, que a equipe do VISCACHA tem feito de forma organizada, com reuniões virtuais regulares, orientação de teses de mestrado e doutorado, publicação de artigos científicos. O IV VISCACHA meeting é fundamental para impulsionar a produção de resultados científicos de alto impacto nas áreas de evolução química e dinâmica de galáxias, evolução de aglomerados estelares, evolução estelar. (AU)

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)

Nas últimas décadas a região Amazônica tem sofrido significativa mudança na dinâmica do uso e ocupação do solo. Essas mudanças têm contribuído significativamente para o aumento na concentração de partículas de aerossóis e gases de "efeito estufa" na atmosfera. Embora existam grandes avanços das pesquisas na área ambiental, principalmente em mudanças climáticas, o papel das partículas biogênicas de aerossol na atmosfera é um tema atual e bastante carente de investigações científicas. As partículas de aerossóis têm um papel fundamental no ciclo hidrológico, uma vez que elas são conhecidas como precursoras dos Núcleos de Condensação de Nuvens (NCN), os quais participam juntamente com o vapor de água para formar as gotículas de nuvens. Mais de 60% das partículas de aerossóis emitidas pela floresta Amazônica são capazes de atuar como NCN. Em função da heterogeneidade das partículas de aerossóis e o aumento de emissões de poluentes na atmosfera na região Amazônica é evidenciada a necessidade de estudos sobre o efeito dos aerossóis nos fenômenos climáticos, assim como o efeito dos poluentes nas partículas biogênicas naturais, de modo a obter informações relacionadas às características dessas partículas em ambiente aquoso na presença de poluentes, como também investigar como os poluentes afetam as interações dessas partículas com a água. Esses estudos são importantes porque essas partículas poluentes afetam as propriedades físico-químicas das gotas, principalmente as propriedades de superfície, alterando o ciclo de vidas das nuvens. Neste projeto vamos realizar estudo teórico de modelagem molecular, por meio de cálculos quânticos e simulações computacionais clássicas, de moléculas biogênicas naturais em solução aquosa com poluentes. Com essas moléculas biogênicas na presença de poluentes, vamos primeiramente fazer o estudo em solução aquosa das propriedades eletrônicas e das interações dessas moléculas com o meio em condições termodinâmicas análogas às de gotas de nuvens. Em seguida, serão investigadas as mesmas propriedades dessas moléculas em condições que imitam a superfície de uma gota, de modo a realizar a comparação das propriedades do seio da solução (bulk) e de superfície. Além disso, vamos realizar o estudo do efeito dos poluentes nas interações intermoleculares soluto-solvente, de modo a investigar as alterações causadas pelos poluentes nessas interações, a fim de identificar o efeito direto das moléculas de poluente na formação e precipitação das gotas. (AU)

A investigação de hipóteses em aberto ou contraditórias que envolvam a interação nuvem-aerossol é a principal proposta deste projeto. A partir da integração de dados da torre ATTO e de instrumentos localizados no novo sítio Campina, pretende-se avaliar tópicos que envolvam a velocidade vertical de nuvens e a concentração e formação de novas partículas em eventos de tempo na Amazônia. Um scanner que mede o tamanho de partículas (SMPS) aliado a um radar perfilador de vento (LAP3000) e um disdrômetro fornecerão os dados necessários a esta questão. Dentre os aspectos mais específicos, busca-se também entender a associação entre a formação de novas partículas a partir de raios e entender qual é o impacto da distribuição do tamanho de partículas na formação de nuvens rasas. Para tal, além do SMPS, serão utilizados um radar de nuvem (MIRA35C) e um sensor de campo elétrico. Com todo o conjunto de dados e análises espera-se contribuir com respostas as questões ainda em aberto e promover o avanço de estudos científicos da interação nuvem-aerossol. (AU)

Existe uma vaga para bolsista de pós-doutorado para pesquisas sobre o papel das partículas de aerossóis biológicos primários nas nuvens. Eles devem ser simulados com modelos numéricos. O objetivo é desenvolver e/ou adaptar esquemas microfísicos que possam usar como dados de entrada informações sobre as condições do aerossol de tamanho, química e carga. Concentrações aerotransportadas e distribuições de tamanho de partículas bacterianas e fúngicas serão especificadas para alguns casos de tempestades de granizo tropical a serem simuladas, com base em medições em andamento no âmbito de nosso projeto conjunto mais amplo financiado pela FAPESP. Dois modelos de nuvem (WRF e BRAMS) irão simular esses casos com validação contra informações disponíveis de satélite e granizo terrestre de nossa rede de hail-pads no Sul do Brasil. Ambos os modelos serão executados em paralelo, onde BRAMS é o outro foco de posição pós-doc já alocado. As simulações WRF/BRAMS irão testar hipóteses e avaliar mudanças potenciais nos padrões de frequência e intensidade de tempestades de granizo em cenários climáticos futuros como parte dos objetivos. Isso vai avançar no entendimento de como os microrganismos participam da formação de cristais de gelo na atmosfera da região de estudo. (AU)

Os aerossóis transportados pelo ar, também chamadas de material particulado, podem impactar direta e indiretamente o clima da Terra, bem como a saúde humana e animal. Os aerossóis variam de alguns mícrons a tamanhos muito pequenos, como algumas dezenas de Angstroms. Essas partículas podem absorver ou refletir diretamente a radiação solar na atmosfera, afetando diretamente o balanço energético da Terra, um dos principais focos do IPCC (Painel Intergovernamental de Mudanças Climáticas). Outro efeito importante está relacionado à capacidade de atuar como núcleos de condensação de nuvens (CNN) e formação de núcleos de gelo (IN), que acionam quedas de nuvens e formação de gelo, respectivamente, também influenciando indiretamente o balanço de energia da Terra, igualmente importante para a abordagem do IPCC. Por outro lado, as partículas biológicas primárias de aerossóis (PBAPs) são partículas sólidas e insolúveis transportadas pelo ar derivadas de organismos vivos (por exemplo, bactérias, fungos e pólen). Essas partículas biológicas têm propriedades que lhes permitem atuar como núcleos de gelo (IN), tornando-se PBAP-IN, bem como núcleos de condensação de nuvens (CCN) e participando do forçamento radiativo. Neste trabalho de pesquisa, também exploraremos o status da climatologia global atual e incompleta de granizo, formação de granizo e sua relação com o PBAP-IN para explicar o comportamento observado na região sul do Brasil. Técnicas de sensoriamento remoto e cenários de redução de escala serão considerados na análise proposta neste projeto e métodos capazes de avaliar o impacto de cenários climáticos futuros. Portanto, como produto final, espera-se que a pesquisa proposta avalie o conhecimento sobre PBAP-IN e fenômenos de granizo e melhore as técnicas modernas de detecção de tempestades de granizo por satélites, incluindo a avaliação de qualquer sinal de impacto das mudanças climáticas. Por fim, o projeto fornecerá à comunidade observações das condições locais e específicas da ocorrência de granizo, relacionadas ao PBAP-IN e, com base nessas condições, estabelecerão os padrões de circulação sinóptica ou em larga escala sob os quais os fenômenos ocorrem no Sul e no Sudeste do Brasil e que comportamento pode ser esperado para o futuro. (AU)

A atividade elétrica das tempestades ainda é a fonte de óxidos de nitrogênio (NOx) menos entendida e trabalhos recentes mostram que a atividade elétrica típica de tempestades de verão injeta na camada limite emissões de NOx comparáveis às de fontes antropogênicas. O NOx é um dos componentes de produção das partículas orgânicas secundárias de aerossóis (SOA), que são partículas de tamanhos pequenos (ultra finas), mas que têm se mostrado importantes fontes de núcleos de condensação de nuvens (CCNs) em sistemas convectivos profundos da Amazônia, envigorando a convecção. Este projeto de pesquisa estudará a importância da atividade elétrica no ciclo de vida dos aerossóis e da precipitação na Amazônia, uma componente de possível retroalimentação do sistema climático ainda não abordada na literatura. Mais especificamente, serão estudadas as relações entre as concentrações de NOx, características físicas da precipitação, atividade elétrica das nuvens e distribuição de aerossóis e CCNs antes, durante e após eventos de convecção profunda na Amazônia. (AU)

As dimensões horizontal e vertical das nuvens determinam em grande parte o seu papel no ciclo energético e hidrológico da atmosfera na Amazônia. A cobertura horizontal das nuvens afeta diretamente a quantidade de radiação solar refletida pelo planeta, enquanto a extensão vertical (ou profundidade) afeta a formação e o tipo de precipitação. Há evidências de que aumentos na concentração de aerossóis atmosféricos via queima de biomassa e emissões antropogênicas afetam ambas dimensões das nuvens, embora a correlação não seja muito bem quantificada ainda. Em um cenário de mudanças climáticas, com maiores temperaturas, menor umidade e maiores níveis de poluição, o comportamento dos campos de nuvens na Amazônia irá sofrer alterações que ainda não são totalmente compreendidas. Devido ao papel climático das nuvens na região, são necessários estudos para compreender como as dimensões das nuvens são afetadas por concentrações crescentes de aerossóis. Essa proposta visa contribuir com esse esforço a partir da análise de dados de aerossóis e nuvens coletados continuamente próximo à torre ATTO na Amazônia. As dimensões das nuvens serão caracterizadas pelo radar de apontamento vertical MIRA-35C instalado no sítio Campina-ATTO a aproximadamente 100 km a nordeste de Manaus. O radar opera na frequência de 35 GHz, especialmente otimizado para medir nuvens não precipitantes em crescimento. O Beneficiário irá aprender a manusear os dados coletados pelo instrumento, irá propor uma máscara de nuvens e calcular estatísticas de sua morfologia. Dados complementares de aerossóis coletados na torre ATTO serão utilizados para produzir estatísticas de ambientes relativamente limpos e poluídos. Os resultados gerados nessa proposta auxiliarão outros estudos feitos pelos pesquisadores do Laboratório de Física Atmosférica, que incluem modelagem de alta resolução (50 m) de nuvens rasas.