Impacto dos aerossóis na reanálise Merra-Z

• Main Author: Brunna Romero Penna
• Other Authors: Dirceu Luis Herdies
• Language: Portuguese
• Published: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) 2018
• Online Access: http://urlib.net/sid.inpe.br/mtc-m21c/2018/05.02.18.16

Nas últimas décadas o desenvolvimento de pesquisas em modelagem do sistema terrestre têm sido considerável, devido principalmente à melhoria da capacidade computacional e ao desenvolvimento de novos modelos, cada vez mais complexos e representativos. Além disso, novos conjuntos de observações estão surgindo e possibilitando maior qualidade nas informações do estado da atmosfera atual. No contexto dessa sinergia entre modelagem numérica e novas observações foi produzido um novo conjunto de dados, a reanálise MERRA-2, que conta com assimilação da profundidade óptica dos aerossóis atmosféricos. Estes constituintes interagem com a radiação e alteram o balanço de energia global. Dessa forma, esta ferramenta apresenta potencial para estudos e compreensão da influência dos aerossóis em diversos aspectos do sistema climático. Assim, a presente pesquisa avaliou o impacto dos aerossóis em variáveis meteorológicas e de superfície terrestre a partir da execução de um experimento com as mesmas configurações da reanálise MERRA-2, exceto por desconsiderar o efeito dos aerossóis no sistema. Os resultados apontam que as variáveis de superfície, as quais são simulações do modelo e medidas indispensáveis de condição de contorno para modelos atmosféricos, são significativamente impactadas devido à presença dos aerossóis. Em geral, a diminuição da radiação de onda curta líquida em superfície, em decorrência da presença dos aerossóis, possui a capacidade de reduzir os fluxos de calor sensível e latente. O impacto é particionado de forma diferente para vegetações densas e menos vegetadas, e possui maior magnitude quando a espécie predominante é o carbono, exceto para o fluxo de radiação de onda longa líquida, que apresentou maior impacto em decorrência dos aerossóis de poeira. O efeito dos aerossóis na redução do fluxo de calor sensível é maior em superfícies menos vegetadas, bem como a variabilidade do impacto no ciclo diurno da temperatura da superfície terrestre. O conjunto de dados analisado permitiu capturar padrões encontrados por diferentes autores em trabalhos anteriores, identificar condições de anomalia na profundidade óptica dos aerossóis e apresentou melhores estimativas para os fluxos em superfície a partir da consideração do efeito dos aerossóis no sistema. Para as variáveis meteorológicas, as quais são assimiladas no sistema de reanálise MERRA-2, o impacto dos aerossóis é menor, uma vez que, as observações inseridas contém a informação da presença dos aerossóis na atmosfera. === In the last decades the development of researches in modeling of the terrestrial system have been considerable, mainly due to the improvement of computational capacity and the development of new models, increasingly complex and representative. In addition, new sets of observations are emerging and enabling higher quality information in the state of the current atmosphere. In the context of this synergy between numerical modeling and new observations, a new data set was produced, the MERRA-2 reanalysis, which counts on the assimilation of the optical depth of the atmospheric aerosols. These constituents interact with radiation and alter the overall energy balance. In this way, this tool presents potential for studies and understanding of the influence of aerosols in several aspects of the climate system. Thus, the present study evaluated the impact of aerosols on meteorological and land surrface variables by performing an experiment with the same MERRA-2 reanalysis configurations, except for disregarding the effect of aerosols on the system. The results indicate that surface variables, which are model simulations and indispensable contour condition measurements for atmospheric models, are significantly impacted due to the presence of aerosols in the atmosphere. In general, the decrease in the net shortwave flux at surface due to the presence of aerosols has the ability to reduce sensible and latent heat fluxes. The impact is partitioned differently for dense and less vegetated vegetation, and has a higher magnitude when the predominant species is carbon, except for the net longwave flux, which had the greatest impact due to dust aerosols. The effect of aerosols on the reduction of sensible heat flux is greater on less vegetated surfaces, as well as the variability of the impact on the diurnal cycle of the Earths surface temperature. The analyzed data allowed us to capture patterns found by different authors in previous works, to identify anomaly conditions in the optical depth of the aerosols and to present better estimates for the surface fluxes from the consideration of the effect of the aerosols in the system. For the meteorological variables, which are assimilated in the MERRA-2 reanalysis system, the impact of the aerosols is smaller, since the inserted observations contain information on the presence of aerosols in the atmosphere.