Relação empírica da visibilidade com profundidade óptica, concentração de aerossóis e focos de queimadas em Alta Floresta e Cuiabá, em 1993 e 1994

• Main Author: Marcos Luiz de Andrade Pinto
• Other Authors: Alberto Waingort Setzer
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2001
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/09.18.08.48

Esta dissertação tem por objetivo estimar as relações empíricas entre visibilidade horizontal registrada em aeroportos, e concentracao de particulado fino à superficie, profundidade óptica de aerossóis, e registros de focos de calor, no período de queimadas no Brasil central, em 1993 e 1994. Foram utilizados: dados de visibilidade, umidade relativa e total de nuvens, do Instituto de Aeronáutica e Espaco (IAE); dados opticos da coluna de aerossóis da rede de fotômetros solares AERONET; dados da concentração de aerossóis a superfície do Instituto de Física da Universidade de São Paulo (IFUSP); e registros diários de focos de queimadas obtidos com satélite, do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE), apenas de 1993. As regiões de estudo foram Alta Floresta e Cuiabá, no Mato Grosso. Os seguintes elementos serviram de base nas investigações: equações empíricas, relacionando visibilidade, coeficiente de extinção, e comprimento de onda "\lambda"h da radiação óptica; correlações estatísticas entre as variáveis; e análises de parâmetros meteorológicos. Entre visibilidade e profundidade óptica, os coeficientes de correlação indicaram que existe dependência inversa significativa entre as variáveis, ao nível de 99 \%; além disso, a melhor curva de regressão foi a exponencial, com coeficientes de determinação variando entre R$^{2}$ = 0,71, com = 672 nm, às 15h TMG em Cuiabá, e R$^{2}$ = 0,82, para = 672 nm às 15h TMG em Alta Floresta. Para visibilidade e concentracao de particulado fino, a 99 \% os coeficientes de correlação foram significativamente diferentes de zero; a regressão de potência foi a de melhor ajuste em Cuiabá, com R$^{2}$ = 0,71, para os dados das 15h TMG, como teoricamente esperado; para Alta Floresta a melhor curva foi a logarítmica, com R$^{2}$ = 0,86, para os registros das 15h TMG, e nao a de potência, como indicado na literatura. Entre visibilidade e total diário de focos, a curva logarítmica apresentou R$^{2}$ = 0,81, para Alta Floresta; em Cuiabá as curvas de tendência apresentaram correlação muita baixa, possivelmente em decorrência do transporte de emissões de áreas distantes. Alguns fatores limitaram as análises: medidas de visibilidade e profundidade óptica em direções distintas; dependência da visibilidade com a direção de observacao e seu limite máximo de 20 km; e efeitos do transporte de aerossóis. Pela primeira vez foi estudada a redução da visibilidade horizontal pelas queimadas, obtendo-se relações que poderão ser aperfeiçoadas e empregada em estudos futuros, abrindo possibilidades de aplicações cientificas diversas. === The purpose of this dissertation is to estimate the empiric relations between horizontal visibility records in airports with concentration of fine particulates in the surface, Aerosol Optical Thickness (AOT), and the number of burnings, during the dry (fire) season in Central Brazil, in 1993 and 1994. The data used were: visibility, relative humidity and total cloud of airport available at the Instituto de Aeronautica e Espaco (IAE); measurementes of the AOT obtained by (AERONET's) sun-photometers; concentration of aerosol at surface level from the Instituto de Fisica Universidade de Sõo Paulo (IFUSP); and data of daily number of burnings obtained from satellite by Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE). The regions of the study were Alta Floresta and Cuiaba, at Mato Grosso. The following elements supported the investigations: empiric functions that relate visibility, extinction coefficient, and wavelength "\lambda" of the optic radiation; statistical correlation between the variables; and analyses of meteorological parameters. For visibility and AOT the correlation coefficient showed that there is significant inverse dependency between the variables, at \99 % level; the exponential curve showed the best regression fit, with the determination coefficient varying between R$^{2}$ = 0,71 with = 672nm, at 15h GMT in Cuiabá, to R$^{2}$ = 0,82 at = 672nm, at 15h GMT, in Alta Floresta. For visibility and concentration of fine particulates, at 99 \%, the correlations coefficients were significantly different of zero; a power curve best fit the Cuiabá data, with R$^{2}$ = 0,71 at 15h GMT, in accordance to the theory; for Alta Floresta the best curve fit was a logaritmic one, with R$^{2}$ = 0,86, at 15h GMT, and not a power fit as expected from theory. For visibility and the daily number of burnings, the logaritmic curve showed R$^{2}$ = 0,81 in Alta Floresta; at Cuiaba the regression curves showed less correlation due to transport of the particulate from distant regions. Some factors limited the analyses: measurements of the visibility and AOT in distinct directions; change of visibility in relation to the direction of observation and its maximum limit of 20km; and the effects of the aerosols transport. This is a novel study showing the reduction of the visibility caused by biomass burnings, and presenting equations that can be further improved to foster different scientific applications.