Relações entre a atividade elétrica, óxidos de nitrogênio e partículas ultrafinas na Amazônia Central durante a estação chuvosa

• Ano de defesa: 2022
• Autor(a) principal: Monteiro, Carolina de Aguiar
• Tipo de documento: Dissertação
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Biblioteca Digitais de Teses e Dissertações da USP
• Palavras-chave em Português: Amazon; Amazon convection; Amazônia; convecção na Amazônia; descargas elétricas; lightning; lightning nitrogen oxides (LNOx); óxidos de nitrogênio por raios (LNOx); partículas de aerossóis ultrafinos; ultrafine aerosol particles
• Link de acesso: https://www.teses.usp.br/teses/disponiveis/14/14133/tde-03012023-205036/

A Amazônia central têm sido foco de estudos das interações entre aerossóis-nuvens-precipitação por ser uma região com pouca influência antrópica e atividade elétrica significativa. A atividade elétrica forma óxidos de nitrogênio (Lightning Nox - LNOx), que são precursores dos principais oxidantes da atmosfera, o radical hidroxila (OH) e o ozônio (O3), sendo a principal fonte natural de NOx na atmosfera. Estes oxidantes atacam as ligações duplas de compostos orgânicos voláteis biogênicos emitidos pela floresta, e produzem produtos orgânicos secundários que podem servir como componentes de partículas ultrafinas (UAPs partículas com diâmetro menor que 50nm). Este processo pode ocorrer dentro de sistemas convectivos profundos, capazes de trazer estes componentes para a superfície. Este trabalho investiga o transporte para a superfície de LNOx e UAPs durante sistemas convectivos profundos na região amazônica. Foram utilizados dados das duas estações chuvosas do projeto GoAmazon2014/15. Dos 362 dias analisados, 42 dias (11,6%) tiveram atividade elétrica com picos de NOx, e sem contaminação da pluma de Manaus. Desses, 19 dias foram classificados em 3 classes baseado no tamanho de partículas: eventos com aumento na concentração somente de partículas ultrafinas (<50 nm), eventos sem aumento na concentração de UAPs, e eventos com aumento na concentração de partículas em todos os tamanhos aqui estudados (< 50nm ND50, entre 50 e 100 nm ND50-100, e >100 nm ND100). Observou-se que o aumento da concentração de partículas estava relacionado aos picos de NOx e transporte vertical descendente pelos sistemas precipitantes. Foi encontrada uma correlação significativa (0,61 a 0,69) entre a quantidade de raios e os maiores picos de NOx em cada caso, e concentrações de NOx encontradas puderam ser compradas às concentração observadas em grandes áreas urbanas e a estudos feitos anteriormente. A relação entre os picos de NOx e o aumento da concentração de UAPs nas três classes de tamanhos estudadas sugere três hipóteses. A primeira (Hipótese A) diz que eventos com aumento somente na concentração de partículas ND50 estão relacionados com a formação de partículas pela oxidação de compostos orgânicos voláteis de origem biogênica (BVOCs) dentro de sistemas convectivos e transportados para a superfície pelas correntes descendentes, em escala de tempo de horas, como proposto já proposto por outros autores. A segunda (Hipótese B) diz que eventos que não tem aumento significativo na concentração de partículas de qualquer tamanho (menor que 100nm), podem estar associados a convecção muito recente, ou convecção com correntes ascendentes prévias fracas, que não são capazes de carregar altas concentrações de BVOCs para haver nucleação significativa de partículas ultrafinas. E a terceira (Hipótese C) diz que evento com aumento considerável na concentração de partículas de todos os tamanhos, ultrafinas e finas, podem ser a evidência do transporte de partículas ultrafinas nucleadas e crescidas na alta troposfera para a superfície pela corrente descendente do sistema convectivo.