Impacto dos aerossóis na eletrificação de tempestades:
Modelo 1D de nuvem eletrificada e investigações sobre
o aumento de descargas atmosféricas positivas
Rachel Albrecht (1), Carlos Morales (1), Rodolfo Pereyra (2), M. Assunção Silva Dias (1,3), Walt Petersen (4)
(1) Universidade de São Paulo, São Paulo, (2) Universidade Nacional de Córdoba, Córdoba, Argentina,
(3) Centro de Previsão de Tempo e Clima, Cachoeira Paulista, (4) Universidade do Alabama, Huntsville, Estados Unidos
Introdução
Gotículas
Superfície seca/escura: Superfície úmida:
Gotas chuva corrente ascendente corrente ascendente Cristais gelo mais forte
mais fraca
Gelo precipita
Os sistemas convectivos da região Amazônica possuem características microfísicas peculiares, que variam de um caráter convectivo marítimo (estação chuvosa) a continental (estação de transição seca­chuvosa). Essas características modulam a eletrificação desses sistemas, porém ainda não se sabe quais são os processos dominantes que intensificam o número de descargas elétricas de uma estação para outra: efeito dos aerossóis ou a “forçante termodinâmica”?
0oC
Objetivo
Figura 1 ­ Freqüência de descargas atmosféricas nuvem­
solo de polaridade negativa (linha vermelha) e polaridade positiva (linha preta), para tempestades de períodos de poluição distintos. O tempo normalizado é o número de horas de duração de uma família dividido pelo máximo número de horas detectado dentro da classe considerada (30­60, 60­120 e >120 minutos de vida).
Investigar a influência dos aerossóis e da termodinâmica na eletrificação dos sistemas convectivos da Amazônia.
Metodologia
Análises de um modelo 1D de nuvem com uma nova parametrização de transferências de cargas elétricas e descargas elétricas.
Modelo 1D de nuvem eletrificada
Modelo dinâmico
+
Microfísica grossa +
Transferência de cargas granizo­cristais (δq)
Figura 2 ­ Evolução temporal das razões de mistura de água de líquida total (ql), graupel e granizo (qh+qg), cristais de gelo e neve (qs+qi), cargas elétricas de graupel e granizo (Qh+Qg) e cristais de gelo e neve (Qs+Qi), e, finalmente, o campo elétrico (E) mais descargas positivas (linhas pretas) e negativas (linhas cinzas) geradas, para as simulações considerando gotículas de nuvem de 15 e 20 µm.
 q= f  LWC , T , d , D mi , v g , v i 
(d=15µm)
+
Parametrização de Raios (E>Ebreakeben?)

(d=20µm)
 
−z
E breakeven  z=±167 1.208 exp
8.4
 Q k =0,
se∣Q k∣≤Q th
 Q k =∣Q k∣−Qth  f p −Q cor ,
se Q k Q th
 k =−k −th  f p−cor ,
se Q k Qth
onde
−3
Q th=0.5 nCm , f p=0.33, Q cor =correção
Sm
 Q m=
 Q k , S m =área hidrometeoro m
∑ Sm
ç
m
Qnet > 0  raio positivo
Qnet < 0  raio negativo
Conclusões
Aumentou a porcentagem de descargas positivas quando há gotículas pequenas: estende o principal centro de carga positiva para temperaturas mais frias dentro da nuvem.
Agradecimentos: Os autores agradecem o financiamento da FAPESP (04/0949­3).