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Proposta para realização de Expedição Científica
1. Identificação do projeto, coordenadores e locais de pesquisa
1.1 Título do projeto
Missão aérea de alta altitude e longo alcance sobre interações entre aerossóis, nuvens, precipitação e
radiação e sistemas convectivos – HALO mission ACRIDICON (do inglês, High Altitude and
Long Range Aircraft mission Aerosol, Cloud, Precipitation, and Radiation Interactions and
Dynamics of Convective Cloud Systems)
1.2 Vigência (datas de início e término)
01/06/2014 a 31/12/2014
1.3 Áreas do conhecimento
Geociências, Meteorologia, Meteorologia Física (1.07.03.03.-9)
1.4 Atividades a serem realizadas
(X) Coleta ( ) Remessa
1.5 Localidades de coleta
O experimento será baseado em Manaus, Amazonas, de onde partirão os voos da aeronave de
pesquisa, e a coleta de dados acontecerá sobre a Amazônia Legal. A aeronave realizará medidas de
partículas de nuvens (aerossóis e hidrometeoros), gases e parâmetros meteorológicos nos estados do
Amazonas, Acre, Rondônia, e partes dos estados de Roraima, Mato Grosso Pará e Amapá.
1.6 Coordenador científico brasileiro
Dr. Luiz Augusto Toledo Machado
Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
[email protected]
1.7 Coordenador técnico estrangeiro:
Prof. Dr. Meinrat Rudolf Otto Georg Andreae
Max Planck Institute for Chemistry, Mainz
Hahn-Meitner-Weg, 55128 Mainz, Germany
Telefone: +49 6131 3056000
Fax: +49 6131 30560019
E-mail: [email protected]
2. A proposta, motivação, objetivos e metas
Proposta
O experimento científico ACRIDICON terá uma campanha experimental na região da
Amazônia Legal, com sede na cidade de Manaus, AM, Brasil. Serão realizadas várias medições das
propriedades físicas das partículas de nuvens nas regiões de fase quente, mista e de gelo, além de
medições de aerossóis e gases atmosféricos, a fim de avaliarmos o impacto da poluição e da
mudança do uso de solo na formação e desenvolvimento das nuvens convectivas profundas. Esses
impactos podem influenciar o vigor e a organização de sistemas convectivos, como a ocorrência de
tempestades, granizo, altas taxas de precipitação e, por fim, até mudar a circulação global da
atmosfera e o balanço de energia da Terra (Rosenfeld et al. 2008; ACPC 2009; Heintzenberg e
Charlson 2009).
Este experimento está no contexto de um acordo entre a AEB (Agência Espacial Brasileira)
e o Centro Técnico Aeroespacial Alemão (DLR - Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt)
sobre Cooperação para exploração e uso do espaço exterior para fins pacíficos, assinado em 14 de
fevereiro de 1996. Um plano de trabalho está sendo estabelecido para esta expedição, visando a
cooperação no avanço da ciência atmosférica através da pesquisa observacional e do
desenvolvimento de algoritmos e modelos de previsão de tempo e clima. Neste acordo, a AEB
designa o INPE como executor deste experimento científico da parte Brasileira e a DLR designa o
Prof. Dr. Meinrat O. Andreae pela parte Alemã. Este experimento ocorrerá em conjunto com o
Experimento Aéreo Intensivo na Amazônia - IARA (do inglês, Intensive Airborne Experiment in
Amazonia), que já tem licença para expedição científica aprovada. O IARA realizará campanhas
experimentais aéreas na região Amazônica para medições das propriedades dos aerossóis, nuvens e
gases atmosféricos, através da aeronave US Golfstream G-1 (G-1) do Departamento de Energia dos
Estados Unidos da América. O IARA é coordenado pela pesquisadora do INPE Dra. Karla Longo
de Freitas, e pelo Dr. Beat Schmid, pesquisador do Pacific Northwest National Laboratory (PNNL).
O ACRIDICON tem como objetivo geral a elucidação e quantificação de interações
aerossol-nuvem-precipitação e seus efeitos termodinâmicos, dinâmicos e radiativos em sistemas
convectivo profundos através de observações in-situ por uma aeronave de alta altitude e longo
alcance. As medidas in-situ serão combinadas às medições indiretas (aviões, satélites e radares
meteorológicos) e à simulações numéricas. Neste sentido, o ACRIDICON realizará cerca de 120
horas de voos sobre a Amazônia Legal com a aeronave de pesquisa alemã HALO (High Altitude
and Long Range Aircraft1). A aeronave HALO é uma aeronave de pesquisa do DLR, financiada
pelo Ministério Federal de Educação e Pesquisa da Alemanha, a Associação Helmholtz e a
Sociedade Max-Planck, com o objetivo de realizar medições in-situ das propriedades químicas e
físicas da atmosfera e das nuvens, especialmente nas camadas de alta altitude da atmosfera. Esta
aeronave é baseada no jato executivo de longo alcance Gulfstream G-550 na qual a combinação de
alcance, altitude de cruzeiro, carga e instrumentação completa a torna uma plataforma única de
pesquisa globalmente. Em quase todos os parâmetros, HALO ultrapassa a performance de
aeronaves de pesquisa que operam em todo o mundo: uma altitude de cruzeiro de mais de 15 km,
uma carga de até três toneladas e um alcance de mais de 8.000 km. As operações da aeronave
HALO serão realizadas pela equipe técnica-científica designada pela DLR em conjunto com
pesquisadores do INPE (designados pela AEB) e de outras instituições brasileiras.
O ACRIDICON visa medições in-situ das propriedades físicas das nuvens convectivas
profundas, a fim de investigar as interações entre a poluição e a formação/desenvolvimento dessas
nuvens, através de (A) voos de longo alcance (para investigação estatística dessas propriedades e
processos de transformação) e (B) voos locais (para investigar sistemas de nuvens individuais). O
objetivo do IARA é investigar essa interação em nuvens quentes devido à limitação técnica de
alcance em altitude da aeronave G-1, logo, o ACRIDICON complementará os objetivos da missão
do IARA agregando medidas de longo alcance e em altas altitudes sem precedentes.
1
http://www.dlr.de/dlr/en/desktopdefault.aspx/tabid-10203/339_read-268#gallery/136
Motivação
Os efeitos das partículas de aerossóis e nuvens sobre a dinâmica atmosférica, tempo e clima
estão entre os temas centrais da atual investigação ambiental. Partículas de aerossóis e nuvens
influenciam o balanço de energia radiativa da terra por espalhamento, absorção e emissão da
radiação solar e terrestre. Além disso, eles desempenham um papel fundamental no ciclo
hidrológico e na formação de precipitação. Além disso, aerossóis, nuvens e partículas de
precipitação afetam a abundância de gases através de reações químicas heterogêneas e outros
processos multifásicos (ACPC 2009; Heintzenberg e Charlson 2009; Kolb et al. 2010; Boucher
2012; Stevens 2012).
Efeitos dos aerossóis na formação de nuvens e precipitação podem levar a profundas modificações
na dinâmica e propriedades radiativas dos sistemas de nuvens convectivas. Esses processos podem
influenciar o vigor e a organização de eventos climáticos pesados como o granizo, tempestades e
cascata e até mudar a circulação global da atmosfera e do balanço de energia da terra.
O entendimento quantitativo e previsibilidade das propriedades de aerossol, nuvem e precipitação,
interações e efeitos no sistema climático são, no entanto, muito limitados. A falta de medições
simultâneas in sito, das propriedades microfísicas das nuvens, indicadores químicos compostos e as
características de aerossóis dentro de nuvens convectivas profundas têm sido um obstáculo sério
para avaliar os modelos de nuvem que resolvem em detalhes a interação aerossóis-nuvens e
transporte convectivo. O grande gargalo tem sido a dificuldade de investigar e caracterizar essas
propriedades e interações por observações de sensoriamento in sito e remoto. Isso aplica-se
especialmente as interações aerossol-nuvem-precipitação em nuvens convectivas profundas, que
ocorrem a partir da base da nuvem, através dos níveis da fase mista até as bigornas (Rosenfeld et al.
2008; ACPC 2009; Heintzenberg e Charlson 2009). A complexa interação entre nuvens e aerossóis
depende fortemente da termodinâmica. Williams et al. (2002) comparam regimes meteorológicos
distintos da região amazônica que permitem avaliar a hipótese de aerossol e os processos de
eletrificação das nuvens. Os resultados de dois meses distintos do regime de pré-monção mais
eletricamente ativa, uma dominada por uma densa camada de fumaça e outra com baixa
concentração de aerossóis, lança dúvidas sobre um papel fundamental do aerossol na eletrificação
das nuvens. Resultados recentes também mostram que a interação aerossol-nuvem depende
fortemente da instabilidade atmosférica, durante condições atmosféricas instáveis o carbono negro
melhora a formação de precipitação e ao contrário, durante o dia estável, a precipitação é reduzida
com o aumento da concentração de carbono negro (Gonçalvez e Machado, 2012).
Interações de nuvens de aerossol podem potencialmente modificar as propriedades microfísicas de
nuvens e consequentemente as chuvas, ciclo de vida e atividade de relâmpagos. A melhoria no
conhecimento dessa interação pode ser usado para validar e melhorar o modelo de alta resolução e
simulações de mudanças climáticas.
Objetivos e metas
Os objetivos científicos gerais e específicos do ACRIDICON serão alcançados através do
estudo questões a seguir, que serão respondidas com este experimento científico:
 Objetivos gerais:
-
A interação dos aerossóis naturais e antrópicos com nuvens e precipitação influenciam
significativamente a microfísica das nuvens (em sua formação, evolução e dinâmica) e a
intensidade de eventos extremos (granizo e tempestades)?
-
Estes efeitos podem induzir mudanças substanciais na circulação global da atmosfera,
balanço de energia da Terra, e clima?
-
Quais são as propriedades características físicas e químicas de aerossóis e partículas de
nuvem em sistemas de nuvens convectivas (em fluxos de entrada, dentro da nuvem, e
saída), e como mudam ao longo da evolução da nuvem?
-
Quais são os efeitos dos sistemas de nuvens convectivas sobre o balanço da radiação
solar e terrestre, e como pode ser considerada a estrutura microfísica tridimensional de
nuvens convectivas?
-
Os processos de nuvens sobre a floresta e regiões desmatadas são estatisticamente
diferente?
 Objetivos específicos:
-
Podemos alcançar abrangente caracterização das propriedades in-situ microfísicas e
químicas dos aerossóis, nuvens e partículas de precipitação em nuvens convectivas?
Quais são as características das partículas de nuvem (concentração de número,
distribuição de tamanho, estrutura, fase, composição química, estado de mistura, núcleo
de condensação e atividade de nucleação de gelo) em função da altura acima da base
das nuvens e da temperatura da base das nuvens?
-
As medições indiretas com radares meteorológicos e satélite permitem determinar perfis
da microfísica de nuvens convectivas como aqueles medidos in-situ pelos instrumentos
da aeronave?
-
Podemos observar diferenças características nas propriedades microfísicas, dinâmicas e
radiativas dos sistemas de nuvens convectivas em ambientes de ar poluído e não
poluído? Quais são as diferenças (velocidade ascendente, turbulência, tipos de
hidrometeoro, intensidade da precipitação, proporções e distribuições de tamanho das
gotas de nuvem e cristais de gelo, extensão horizontal e vertical das nuvens, tempo de
vida e albedo das nuvens, perfis de água líquida e gelo, profundidade da camada mista
(líquido+sólido) e eletrificação)?
-
A poluição, em particular os aerossóis antropogênicos, pode alterar significativamente a
altura e o tempo de início e propriedades de precipitação em sistemas de nuvens
convectivas?
-
Como as nuvens convectivas profundas influenciam o aerossol (partículas e gases) na
troposfera livre e alta (transporte, fonte e sumidouro)?
-
Como são afetados os gases traço (NOx e HOx) pela produção, entranhamento e
desentranhamento em nuvens convectivas de mesoescala?
3. Justificativa para a cooperação internacional
O Brasil e a Alemanha, através do DLR e da AEB, apresentam um longo histórico de
cooperações na área aeroespacial e ambiental. O DLR montou o avião laboratório HALO que é
ideal para os estudos da convecção na Amazônia na qual os topos das nuvens podem alcançar os
níveis de até 15 km de altura. O Projeto CHUVA, desde a concepção inicial em 2009, sempre
programou medidas in-situ com aeronaves para a validação das medidas realizadas por instrumentos
remotos. Tentou-se realizar voos com a aeronave laboratório da FUNCEME (Fundação Cearense de
Meteorologia), mas o avião foi ao experimento de Alcântara embora devido a diversos problemas
técnicos, nenhum voo foi aproveitado. Novamente, no experimento de Fortaleza tentou se realizar
medidas com a mesma aeronave, mas problemas nos cabos, nos instrumentos e no avião
impossibilitaram a realização de medidas. Infelizmente, o Brasil não dispõe de aeronave laboratório
de física de nuvens. Essa é uma oportunidade única de validar medidas que foram realizadas em
todo o Brasil, desde 2009 pelo projeto CHUVA. As equipes do DLR bem como dos cientistas
envolvidos são de grande qualidade e com certeza permitirá avançar de forma quântica no
conhecimento da interação nuvem-aerossol e na formação da precipitação e nas medidas realizadas
remotamente.
4. Metodologia
A fim de investigar os objetivos do ACRIDICON, o experimento de campo proposto contará
com uma série de voos sobre a Amazônia Legal com a finalidade de realizar medições in-situ das
propriedades físicas das partículas de nuvem e aerossóis. São propostos cinco tipos de missões de
voo, as quais serão realizadas em condições pristinas (limpas) e poluídas, de preferência sob
condições termodinâmicas comparáveis (i.e., semelhantes temperatura da base das nuvens, campos
de umidade e cisalhamento do vento) e também em situações termodinâmicas contrastantes. As
cinco missões são chamadas de:
4.1
Evolução vertical e ciclo de vida das nuvens (perfilamento de nuvens)
4.2
Processamento de aerossóis (influxo e exfluxo)
4.3
Validação de medidas de satélite e radar (produtos de nuvem)
4.4
Transporte vertical e mistura (traçador artificial)
4.5
Nuvens formadas sobre áreas florestadas/desmatadas e em condições
poluídas/pristinas
Cada uma dessas missões estará relacionada a dois grupos de voos:
(A) Voos de Longo Alcance: para investigação estatística dessas propriedades e seus
processos de transformação; e
(B) Voos Locais: para investigar sistemas de nuvens individuais.
Os voos em conjunto com o G-1 da missão IARA serão em sua maioria do grupo B onde as duas
aeronaves observarão juntamente a mesma nuvem, tanto em altitudes distintas (HALO na parte
superior da nuvem e o G-1 na parte inferior) quanto em regiões distintas da pluma de poluição,
como o G-1 a favor do vento, abaixo de Manaus, e o HALO contra o vento, acima de Manaus, e
vice-versa. Estão previstos que os voos do grupo A compreenderão cerca de 40% das horas de voos,
com aproximadamente 7 voos com duração de 6-7 horas, e os voos do grupo B compreenderão
cerca de 60% das horas de voos, com aproximadamente 9 voos com duração de 8 horas cada.
A seguir são detalhados os objetivos específicos de cada uma dessas missões assim como a
estratégia de medida e a relação dos principais instrumentos a serem utilizados em cada missão. A
relação completa dos instrumentos da aeronave HALO descritas abaixo estão relacionados na
Tabela 1 (Seção 7).
4.1 Evolução vertical e ciclo de vida das nuvens (perfilamento de nuvens)
Objetivos específicos
O objetivo principal desta missão é documentar a evolução vertical (da base da nuvem até o
topo) da microestrutura das nuvens durante suas diferentes fases do ciclo de vida, e acompanhar o
início da formação de hidrometeoros em nuvens convectivas em desenvolvimento sob várias
condições termodinâmicas a favor do vento em Manaus (pluma poluída) e contra o vento em
Manaus (condições pristinas). As condições de aerossóis variam entre atmosferas pristina e
altamente poluída, contendo baixas e altas concentrações de núcleos de condensação de nuvens
(CCN - do inglês, cloud condensation nuclei). A concentração de CCN gigantes (GCCN) também
será levada em conta pois esta pode ter o potencial de neutralizar os efeitos dos CCN pequenos. Os
núcleos de gelo (IN - do inglês, ice nuclei) também podem afetar os processos de fase mista e fria.
A gama de condições termodinâmicas é, em geral, definida pela temperatura da base das nuvens e a
energia potencial convectiva disponível (CAPE - do inglês, Convective Available Potential Energy).
A base da nuvem mais quente significa maior distância vertical para o desenvolvimento de chuva
quente abaixo do nível de congelamento. Diferenças no fluxo de calor sensível na superfície
também são importantes na determinação da intensidade da turbulência na camada limite e nas
correntes de ar ascendentes na base da nuvem, que por sua vez determina a fração de CCN que
realmente é ativada em gotas de nuvem. A fração de nuvem também desempenha um papel
importante na interação nuvem-aerossol, uma vez que uma alta fração de nuvem é normalmente
associada à movimentos verticais menos intensos em contraste com tempestades mais isoladas.
Além disso, a umidade e o campo de vento também exercem certa influência na formação das
nuvens e serão estudados durante o ACRIDICON. Neste sentido, estas questões científicas serão
investigadas a partir da determinação das seguintes propriedades das nuvens em função das diversas
condições termodinâmicas e de concentração de aerossóis:
 Distribuição de tamanho de gotas (DSD - do inglês, drop size distribution) na base das
nuvens;
 A evolução da DSD com a altura acima da base da nuvem;
 O ciclo de vida da nuvem a partir do ponto de vista da DSD e dos conteúdos de água líquida
e gelo e também do ponto de vista da camada de mistura para as condições pristinas e
poluídas;
 As propriedades da DSD e altura acima da base das nuvens necessárias para início da chuva
quente;
 A altura e temperatura na qual a chuva quente pode atingir em no estado super-resfriado
antes do congelamento;
 A extensão da chuva quente nas nuvens antes do congelamento e, portanto, evitando de
liberar o calor latente de congelamento;
 A quantidade de água de nuvem abaixo e acima da altura do início da chuva quente;
 A quantidade de água da nuvem super-resfriada em função da temperatura e da velocidade
da corrente ascendente, até a temperatura final de nucleação homogênea do gelo (-38 º C);
 O principal modo de iniciação de gotas de chuva: coalescência dos tamanhos de moda das
DSDs em garoa e mais adiante em gotas de chuva e/ou embriões de chuva formados por
GCCN isolados;
 O modo de início de hidrometeoros de gelo em nuvens convectivas: gotas de chuva
congeladas ou acresção com cristais de gelo nucleados;
 Quando e onde são formados os agregados de neve em nuvens convectivas?;
 Extensão da eletrificação das nuvens;
 Quanto e que tipo de crescimento de hidrometeoros pode ocorrer na bigorna?;
 Qual é a estrutura vertical típica de gelo de nuvem para condições poluída e pristina?;
 Qual é o efeito do CAPE na precipitação e na estrutura nuvem?
Estratégia de medição
O radares meteorológicos de solo banda-S de Manaus, operado pelo SIPAM (Sistema de
Proteção da Amazônia), e o de dupla-polarização banda-X do Projeto CHUVA2, identificarão os
primeiros ecos da formação de nuvens e precipitação nas regiões poluídas e pristinas. Voos
2
O Projeto CHUVA é financiado pela FAPESP (2009/15235-8) e consiste em uma série de experimentos de campo
itinerantes com o objetivo de caracterizar a precipitação no Brasil. O último experimento de campo do CHUVA
acontecerá em Manaus de Janeiro a Outubro de 2014. Para mais informações visite: http://chuvaproject.cptec.inpe.br/.
específicos seguirão a estrutura da nuvem fazendo medidas ao longo de seu eixo vertical durante o
seu ciclo de vida. Alguns voos específicos serão coordenados com a aeronave G-1 do IARA (onde o
G-1 voará em baixos níveis e o HALO em maior altitude). Estes voos serão projetados para
acompanhar as nuvens perto de Manaus a favor/contra o vento, em condições de baixa/alta CAPE e
em sistemas convectivos isolados e organizados.
Para uma documentação vertical completa da evolução microfísica das nuvens convectivas,
voos típicos devem começar por sondar os aerossóis abaixo da base da nuvem e, em seguida, subir
através dos primeiros elementos de nuvem jovens no estágio de desenvolvimento da nuvem
convectiva, e então prosseguir até a região da bigorna com mostram as Figuras 1a e 1b. Assim, esta
missão começaria com uma caracterização da camada limite abaixo da base da nuvem em sua fase
de desenvolvimento (alguns minutos, deixando tempo suficiente para a medição de um espectro de
supersaturação de CCN completo se não for medido em várias supersaturações simultaneamente)
em relação às partículas de aerossóis, gases traços e dinâmica das nuvens. A base da nuvem seria
penetrada, e mais penetrações ocasionais serão realizadas durante o ascenso da aeronave ao longo
da corrente ascendente, com um intervalo vertical de aproximadamente 300 m. As penetrações
devem ser de tal forma que o ar ambiente e os aerossóis também sejam amostrados, incluindo o ar
que é desentranhado da nuvem em vários níveis. Nas regiões sem cobertura de nuvens a radiação
refletida pelas laterais da nuvem é medida para obter informações do perfil vertical do raio efetivo
das gotículas de nuvem. Posteriormente, a região de exfluxo (saída da nuvem) seria amostrada para
observar partículas de aerossóis processadas pela nuvem. Finalmente, a aeronave HALO voaria bem
acima da nuvem (500 m) para medições de radiação. Este sobrevoo seria ao longo do cisalhamento
do vento, de forma que a seção transversal da nuvem irá documentar a nuvem a partir de seus
primeiros elementos em crescimento na região da corrente ascendente e sua maturação ao longo da
corrente descendente.
Figura 1a. Esquema da sugestão de voo para documentar a evolução microfísica de nuvens convectivas.
Photos: Daniel Rosenfeld
Figura 1b. Esboços de padrão de voo sugerido.
A realização de uma seção transversal vertical deve levar cerca de uma hora. Vários desses
perfis devem ser amostrados em condições termodinâmicas semelhantes, mas contrastando o
conteúdo aerossol ao máximo possível.
Finalmente sobrevoos de nuvens convectivas de mesoescala em alguns quilômetros e a
segregação óptica por espectroscopia no infravermelho (IR) próximo oferecerá informações sobre a
estrutura vertical da profundidade óptica da nuvem (via comprimentos de trajeto de fótons) e dos
caminhos de água líquida e de gelo.
4.2 Processamento de aerossóis (influxo e exfluxo)
Nesta missão serão feitas medições das características dos aerossóis (distribuição de tamanho e
número, composição química) nos fluxos de entrada (influxo) e de saída (exfluxo) das nuvens
convectivas. Os principais objetivos científicos desta missão são:
 caracterizar as propriedades de partículas e composição de gases traço na entrada e saída de
nuvens convectivas,
 estudar a redistribuição vertical dos aerossóis por sistemas convectivos,
 investigar os processos de formação de partículas e da evolução das propriedades dos
aerossóis (distribuição de tamanho, processamento químico) nos fluxos no topo das nuvens
associados as nuvens em dissipação e formação
 avaliar o processamento de partículas de aerossol pelas nuvens, em particular de carbono
negro associado as tempestades.
Algumas das questões científicas específicas a serem abordados são as seguintes:
 Como a distribuição de tamanho das partículas, estado de mistura e química das partículas
mudam entre as regiões de influxo e exfluxo?
 Como o nível de poluição na camada limite (influxo) afeta as propriedades de partículas na
região de exfluxo?
 Em que condições a remoção úmida de partículas de aerossol controla as propriedades do
exfluxo (caso de exfluxo "limpo")? Em que condições o transporte vertical dos aerossóis da
camada limite controla as propriedades do exfluxo (caso de exfluxo "poluído")?
 Qual a porcentagem de partículas de carbono grafítico atua como CCN e qual a porcentagem
que é depositada por deposição úmida?
 A deposição de carbono grafítico por cristais de gelo é um processo importante de remoção?
Além disso, um dos temas gerais abordados nesta missão é a questão dos efeitos indireto e semidiretos (extinção de nuvens por absorção/aquecimento do carbono grafítico) e em que grau as
observações feitas durante o ACRIDICON podem ajudar a refinar a compreensão e cálculos destes
efeitos.
Duas abordagens ligeiramente diferentes são necessários para caracterizar os fluxos
convectivos em todas as escalas de tempo relevantes (envelhecimento do exfluxo): (a) Estudo
Nuvens Isoladas, e (b) Caracterização do exfluxo em longo alcance.
No (a) Estudo de Nuvens Isoladas serão realizados de 2 a 3 voos, onde os aerossóis serão
caracterizados por medições in-situ, principalmente na camada limite (influxo) e na região de saída
do exfluxo (dentro e fora da bigorna da nuvem), e, com baixa prioridade, também em níveis
intermédios ao redor de uma célula convectiva isolada. Penetrações nas nuvens próximo aos pontos
convectivos ativos não são essenciais, mas penetrações na bigorna em altas altitudes são
mandatórios (Figura 2).
Figura 2. Diagrama esquemático do padrão de voo para a caracterização de aerossol nos fluxos de
entrada (influxo) e saída (exfluxo) de um sistema convectivo profundo de uma única célula, que
será realizado na missão 4.2.a.
Para estudar o envelhecimento dos aerossóis é importante dedicar tempo de voo suficiente
para uma amostragem intensiva da região de exfluxo. Em condições meteorológicas adequadas, um
voo contra o vento ao longo da trajetória vertical da nuvem convectiva (mas longe do caminho da
nuvem) permitirá a amostragem de uma gama de fluxo de saída de várias idades, desde "novo" até
várias horas de envelhecimento.
Dependendo de quão rápido o sistema convectivo se desenvolve, a resistência da aeronave
HALO, uma das principais melhorias desta plataforma de medição, pode permitir a amostragem no
fluxo de saída em várias altitudes e várias direções a partir do núcleo convectivo. Alternativamente,
em uma missão separada, o tempo de voo pode ser priorizado para investigar o entranhamento e o
desentranhamento nas regiões de altitude entre o influxo e o exfluxo, através de voos "circulando"
em torno da célula em diferentes níveis de altitude.
Algumas tentativas de voos coordenados que contemplam as tarefas de medição das demais
missões devem ser realizadas (1-2 por voo, em pelo menos 2-3 voos). Em particular, este tipo de
missão poderia presumivelmente ser combinado com a missão traçador artificial descrito no item
4.4.
Nos estudos de caso acima não será possível obter uma amostragem do exfluxo de uma
nuvem convectiva com dezenas de horas de envelhecimento. Portanto, uma missão de voo separada
é necessária em uma situação de atividade convectiva em larga escala, como no exemplo da Figura
3, constituindo a (b) Caracterização do exfluxo em longo alcance. Neste caso, o voo será dedicado
principalmente para a caracterização da troposfera superior sobre os exfluxo “envelhecidos” de um
número maior de tempestades. Isto irá cobrir em um sentido bastante estatístico muitos casos
diferentes de exfluxo convectivo (diferentes “idades” de exfluxo) e permitir a determinação das
diferenças e da transição para propriedades "fundo" da troposfera superior.
Figura 3. Diagrama esquemático do voo (principalmente na troposfera superior) para uma
amostragem de longo alcance do exfluxo de diferentes sistemas convectivos, que será realizado na
missão 4.2.b.
4.3 Validação de medidas de satélite e radar meteorológico (produtos de nuvem)
O objetivo desta missão é obter uma validação dos produtos de nuvens derivados por satélite
a partir das medidas in-situ das propriedades físicas e microfísicas feitas pela aeronave HALO.
Serão feitas comparações das quantidades medidas diretamente pela instrumentação da aeronave e
aquelas derivadas por satélite (tais como radiação solar, radiação de microondas, espalhamento,
refletividade do radar, exfluxo em altos níveis, nuvens penetrativas e classificação de
hidrometeoros) para estimarmos as incertezas na calibração dos satélites e radares meteorológicos.
Neste sentido, as nuvens convectivas profundas são alvos ideais, pois devido à elevada espessura
óptica das nuvens profundas a contribuição da superfície à radiação emitida ou refletida é mínima, e
devido à alta altitude do topo destas nuvens há apenas uma pequena coluna atmosférica entre o alvo
e o instrumento do satélite que afetará as medições de radiação.
Os produtos de nuvem, como espessura óptica da nuvem, o diâmetro e fase das partículas e
o caminho de água líquida e de gelo, determinados por algoritmos de recuperação de dados
aplicados às medidas de satélite serão validados, incorporando medições in-situ. O conhecimento
das possíveis incertezas nas medições por satélite nos fornece a oportunidade de validar os produtos
de nuvem e algoritmos de recuperação.
Nuvens convectivas intensas apresentam um anel em forma de U/V no topo da nuvem
quando observadas por radiômetros no espectro infravermelho. Esses voos são uma oportunidade
para entender melhor a formação desses padrões. Além disso, a expansão de área do topo da nuvem
convectiva está relacionada com a divergência em altos níveis e pode ser indiretamente relacionada
com as correntes ascendentes no interior da nuvem. Estes voos são também uma oportunidade de
testar e ajustar a parametrização destes parâmetros.
Os satélites Aqua, Terra, NPP, Metop e GOES-13 possuem sensores multiespectrais, e
dados co-localizados medidos pela aeronave e pelos satélites tornarão possível a comparação entre
as informações medidas e recuperadas sobre gelo/água, tamanho de partícula e nuvens penetrativas.
Comparações diretas ao longo da linha de visada dos satélites para alcances maiores que 25
km (2 minutos de voo a 200 m s-1 de velocidade de solo da aeronave) não será possível devido ao
rápido desenvolvimento das nuvens convectivas. Portanto, abordagens estocásticas serão aplicadas.
As "pernas" de voo acima do topo das nuvens serão realizadas em direções aleatórias para fornecer
dados que possam ser interpretados estatisticamente. Por exemplo, relações entre a temperatura
(altura) do topo da nuvem e o diâmetro e fase das partículas fornecerão uma base para comparações.
Adicionalmente, medidas in-situ de propriedades das nuvens serão utilizados para
comparações entre as medidas da aeronave e os dados de sensoriamento remoto por satélite. Assim,
esta missão pode ser parcialmente combinada com a missão sobre a evolução vertical e ciclo de
vida das nuvens (perfilamento de nuvens) (seção 4.1). A estratégia de voo detalhada sugerida para
esta missão em particular é ilustrada na Figura 4 e detalhada a seguir (duração total de voo= 4,5
horas):

Trecho 1: (1/2h) Caracterização do albedo de superfície ao longo da linha de visada
prevista do satélite. Medições simultâneas de aerossóis na camada limite, se possível.

Trecho 2: (1h) Subida lenta para altitudes acima de topo da nuvem, enquanto medições
de perfil vertical de aerossóis de fundo e propriedades de nuvem são realizadas.

Trecho 3: (1h) Voo sincronizado com o tempo de passagem do satélite. Vários trechos
de voo acima da nuvem alvo em direções aleatórias.

Trecho 4: (1h) Caracterização in-situ do topo da nuvem (bigorna).

Trecho 5: (1/2h) Descida com medidas de perfil de aerossóis e conteúdo de água líquida
e gelo dentro da nuvem.

Trecho 6: (1/2h) Retornar a base aérea
Figura 4. Padrão de voo sugerido para a missão de validação por satélite. Detalhes dos trechos
enumerados na figura são encontrados no texto.
4.4 Transporte vertical e mistura (traçador artificial)
O objetivo desta missão é realizar uma medida completa da nuvem, nuclear um traçador
artificial, na base da nuvem, aguardar meia hora e medir novamente a partir da base da nuvem.
Novamente, após uma ou duas horas o fluxo de saída no topo da nuvem seria amostrado novamente.
O traçador artificial é um perfluorcarbono inerte e não poluente. Neste sentido, os principais
objetivos científicos desta missão são:

Estudar o transporte de massa vertical associada com convecção profunda

Caracterizar o tipo e grau de poluição nas massas de ar onde ocorre a convecção

Quantificar a redistribuição de poluentes do ar e sua eliminação por nuvens.
O experimento traçador será realizado em uma nuvem de tempestade isolada. A Figura 5
mostra um esboço da estratégia de medição. O influxo de ar será marcado usando um traçador
perfluorocarbono (por exemplo, C6F12). Isto pode ser realizado por duas técnicas diferentes: (i) a
libertação do traçador a partir da aeronave HALO (usando um dispositivo instalado na parte de
traseira da aeronave), ou (ii) a libertação traçador a partir de um pequeno caminhão em solo na área
de investigação onde a formação de nuvem de tempestade está ocorrendo.
O ar de saída (exfluxo) será amostrado com a aeronave HALO durante várias penetrações na
bigorna e transeptos. Além disso, os perfis verticais serão amostrados, antes, durante e depois do
lançamento do traçador a fim de estudarmos a redistribuição vertical e modificação das espécies
traçadoras e o desentranhamento de ar em níveis da média troposfera.
Para a quantificação da eliminação de espécies traçadoras na nuvem, as proporções de
concentração de gases-traço e aerossóis de interesse em relação aos traçadores artificial/inerte
(PFC) e ambiente (CO) devem ser medidos no influxo assim como no exfluxo. Portanto, o influxo
de ar também deve ser caracterizado após a libertação, a dispersão e a mistura do traçador PFC.
Além disso, está prevista a realização de um experimento onde SO2 é co-lançado com o PFC
proporcionando relação SO2/PFC inicial conhecida no influxo. A remoção úmida de SO2 na nuvem
é, então, inferida a partir das razões de SO2/PFC observadas na região de exfluxo da bigorna. Essa
experiência pode ser realizada em condições de baixas concentrações de SO2 na área de
investigação com atividade de trovoadas.
Figura 5. Esquematização da estratégia de medidas da missão de transporte vertical e mistura com
traçador artificial.
4.5 Nuvens formadas sobre florestas e áreas desmatadas e em condições poluídas e pristinas
Mudanças no uso da solo levam a mudanças nos fluxos de calor latente e sensível entre a
superfície e a atmosfera e podem afetar diretamente o padrão de precipitação local. Existem vários
estudos que discutem o efeito do padrão de vegetação na precipitação, alguns são controversos e
mostram o quão complexo é o impacto da vegetação no desenvolvimento das nuvem (Duirieux et
al. 2003, Negri et al. 2010, Wang 2010). Os voos programados durante o ACRIDICON vão permitir
uma descrição estatística das nuvens sobre regiões de floresta e desmatadas em ambientes poluídos
e limpos.
Os voos serão definidos considerando medições sobre regiões de floresta e desmatadas, em
três níveis de altitude: na base da nuvem, em níveis médios e no topo da nuvem. Algumas
florestas/regiões desmatadas serão selecionadas para estes voos específicos; fora destas regiões
específicas o voo será logo abaixo da camada de zero grau de temperatura para medir as nuvens
quentes. Dois voos serão programados, um para condições mais limpas e outro para condições mais
poluídas. Desta forma, será possível classificar as nuvens associadas à florestas (alta e baixa
concentração de aerossóis) e áreas desmatadas (alta e baixa concentração de aerossóis). A Figura 6
ilustra um exemplo do padrão de voo sugerido.
Figura 6. Padrão de voo sugerido para a missão sobre nuvens formadas sobre florestas e áreas
desmatadas e em condições poluídas e pristinas.
5. Equipe
5. 1 Equipe brasileira:
Segue abaixo a lista de participantes da equipe brasileira, especificando o nome, sua função e
titulação máxima, instituição de vínculo e link para o currículo Lattes.
Nome
Função
Instituição
de vínculo
Link para Currículo Lattes
Luiz Augusto Toledo
Machado
Pesquisador, Dr.
INPE
http://lattes.cnpq.br/5379515759830546
Rachel Ifanger Albrecht
Pesquisador, Dr.
INPE
INPE
INPE
INPE
Vinicius Banda Sperling
Ivan Bitar Fiuza de Mello
Daniel Alejandro Vila
Estudante de Doutorado,
Me.
Estudante de Mestrado,
Bel.
Pesquisador, Dr.
Renato Galante Negri
Pesquisador, Dr.
INPE
Nelson Jesuz Ferreira
Pesquisador, Dr.
INPE
Wagner Flauber Araújo
Lima
Tecnologista, Dr.
INPE
Thiago Souza Biscaro
Tecnologista, Me.
INPE
Tecnologista, Dr.
CEMADEN
INPE
INPE
INPE
INPE
INPE
Marcelo Alexandre Souza
Miacci
Alan James Peixoto
Calheiros
Cristiano Wickboldt
Eichholz
Me.
Me.
Me.
Me.
Me.
Jorge Martins Melo
Técnico
INPE
Jorge Luiz Marton da Silva
Técnico
INPE
INPE
USP
FUNDESPA
Vinicius Roggerio da Rocha Bolsista, Me.
USP
Fernando Celso Perin
Bertoni
Pesquisador, Dr.
Professor
MACKENZIE http://lattes.cnpq.br/2815666704237661
Marcio Antonio Mathias
Pesquisador, Dr.
IMT
USP
USP
USP
USP
USP
USP
Micael Amore Cecchini
Izabelly Carvalho da Costa
Enrique Vieira Mattos
Carlos Augusto Morales
Rodrigues
Engenheiro Eletrônico,
Me.
Pesquisador, Dr.
Professor
João Ricardo Neves
Meteorologista, Me.
Jorge Luiz Martins Nogueira
Me.
Pedro Augusto Sampaio
Estudante de Iniciação
Messias Ribeiro
Científica
Victor Keichi Tsutsumiuchi
Científica
William Yasuo Minhoto
Científica
Maria Assunção Faus da
Pesquisador, Dr.
Silva Dias
Professor
Pesquisador, Dr.
Paulo Eduardo Artaxo Netto
Professor
Evandro Moimaz Anselmo
Henrique de Melo Jorge
Barbosa
Alexandre Lima Correia
Márcia Akemi Yamasoe
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
USP
USP
USP
Karla Maria Longo de
Freitas
Pesquisador, Dr.
INPE
Saulo Ribeiro de Freitas
Pesquisador, Dr.
INPE
Gilberto Fernando Fisch
Pesquisador, Dr.
DCTA
Rodrigo Augusto Ferreira de
Souza
Francis Wagner Silva
Correia
Rosa Maria Nascimento dos
Santos
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
UEA
UEA
UEA
Antonio Ocimar Manzi
Pesquisador, Dr.
INPA
Jaci Maria Bilhalva Saraiva
Pesquisador, Dr.
SIPAM
Ricardo Luiz Godinho
Dallarosa
Pesquisador, Me.
INPA
UFPA
UNIFESP
UECE
UFMS
USP
UNIFESP
UNIFESP
USP
USP
INPA
INPA
INPA
Julia Clarinda Paiva Cohen
Theotonio Mendes
Pauliquevis Junior
Gerson Paiva Almeida
Moacir Lacerda
Érico Augusto Leiva
Nilton Manoel Évora do
Rosário
Luciana Varanda Rizzo
Joel Ferreira de Brito
Elisa Tomé Sena
Andréa Araújo Arana
Glauber Guimarães Cirino
da Silva
Valdir Soares de Andrade
Filho
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador, Dr.
Professor
Me.
Pesquisador, Dr.
Professor
Pesquisador Dra.
Professor
Pesquisador, Dr.
Me.
Me.
Me.
Me.
Bel.
Bruno Takeshi Tanaka
Portela
Bel.
Especialista em
Fernando Gonçalves Morais
Laboratório, Bel.
Diego Alves Gouveia
Alcides Camargo Ribeiro
Fábio de Oliveira Jorge
Ana Lúcia Matos Loureiro
Patricia Bongiovanni
Catandi
Madeleine Sanchez Gácita
Biólogo, Bel.
Técnico de laboratório,
Me.
Técnico de laboratório,
Me.
Bel.
Me.
Daniela de Azeredo França
Pesquisador, Dr.
Fernando Cavalcante dos
Santos
Me.
Me.
Me.
Pesquisador, Dr.
Professor
Me.
Fernanda Batista Silva
Demerval Soares Moreira
Gabriel Pereira
Ricardo Almeida de
Siqueira
Acrônimos:
INPE: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais
USP: Universidade de São Paulo
FUNDESPA: Fundação de Estudos e Pesquisas Aquáticas
SIPAM: Sistema de Proteção da Amazônia
UEA: Universidade do Estado do Amazonas
DCTA: Departamento de Ciência e Tecnologia Aeroespacial
UECE: Universidade Estadual do Ceará
UFMS: Universidade Federal do Mato Grosso do Sul
INPA: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia
IMT: Instituto Mauá de Tecnologia
MACKENZIE: Universidade Presbiteriana Mackenzie.
UFSJ: Universidade Federal de São João Del-Rei
5.2 Equipe estrangeira:
USP
INPA
USP
USP
USP
USP
USP
INPE
INPE
INPE
INPE
INPE
UFSJ
INPE
Segue abaixo a lista de participantes da equipe estrangeira, especificando o nome (com número do
passaporte e nacionalidade), função e titulação máxima, instituição de vínculo, e cidade/país para retirar o
visto.
Nome
Ahmed Mahmoud Mohamed
Abdelmonem
Função, Máxima
titulação
Instituição
Cidade, País
de vínculo
Pesquisador, Dr.
KIT
München, Alemanha
Engenheiro, Dipl.-Ing.
FZJ
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
Diretor de Instituto
MPIC
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
DLR
München, Alemanha
Engenheiro Elétrico, Bel.
TROPOS
Berlin, Alemanha
Pesquisador, Bel.
DLR
München, Alemanha
Engenheiro, Dr.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
LIM
Berlin, Alemanha
Bel.
UFft
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dipl.
DLR
München, Alemanha
Engenheiro, Téc.
DLR
München, Alemanha
Piloto, Eng.
DLR
München, Alemanha
Engenheiro, Dr.
DLR
München, Alemanha
Engenheiro, Téc.
DLR
München, Alemanha
Piloto, Eng.
DLR
München, Alemanha
Passaporte: C8V55X6M5 / Alemanha
Armin Afchine
Passaporte: C7685WH3R / Alemanha
Meinrat Rudolf Otto Georg Andreae
Passaporte: C2ZGYXZZ1 / Alemanha
Heinfried Aufmhoff
Passaporte: 646737847 / Alemanha
Thomas Conrath
Passaporte: CCV570LM2 / Alemanha
Maximilian Dollner
Passaporte: CFHLPGJ19 / Alemanha
Volker Dreiling
Passaporte: CF5Z5K8ZH / Alemanha
Dr. André Ehrlich
Passaporte: C84TR9K2G/ Alemanha
Fabian Frank
Passaporte: C5YM2Y1RW7 / Alemanha
Daniel Alexander Fütterer
Passaporte: C8VRH0F5P / Alemanha
Florian Gebhardt
Passaporte: CFGGM5YJ1 / Alemanha
Steffen Gemsa
Passaporte: C9K7V7MZJ / Alemanha
Dr. Andreas Josef Giez
Passaporte: CF75Z9L1Z / Alemanha
Christoph Grad
Passaporte: CGZYFHW3R / Alemanha
Stefan Grillenbeck
Passaporte: CF7956RT9 / Alemanha
Katja Susanne Großmann
Passaporte: C8WR6WZ2X / Alemanha
Michael Grossrubatscher
Passaporte: CH1H6GK9H / Alemanha
Helmut Stephan Günnel
Andrea Hausold
Passaporte: CFGT2N278 / Alemanha
Tilman Hüneke
Passaporte: C8ZHVYV3L / Alemanha
Evelyn Jäkel
Passaporte: CCH5522R7 / Alemanha
Mareike Kenntner
Passaporte: C8WKG0MR03 / Alemanha
Thomas Siegfried Klimach
Passaporte: C2ZJJP4NL / Alemanha
Marcus Klingebiel
Passaporte: C2ZKR2371 / Alemanha
Martina Krämer
Passaporte: C768J7Z7K7 / Alemanha
Mira Krüger
Passaporte: C2ZKG4F3M / Alemanha
Paul Stephan Mertes
Passaporte: C84K0V6TT1 / Alemanha
Andreas Patrick Minikin
Passaporte: 706846393 / Inglaterra
Björn Christian Nillius
Passaporte: C5L7XP3LY / Alemanha
Dr. Klaus August Pfeilsticker
Passaporte: CGTKZNCHY / Alemanha
Ulrich Johann Pöschl
Passaporte: P7004893 / Áustria
Frank Probst
Passaporte: CH1HYZJW90 / Alemanha
Me.
IUP
München, Alemanha
Piloto, Eng.
DLR
München, Alemanha
Engenheiro Eletrônico
TROPOS
Berlin, Alemanha
Operador, Eng.
DLR
München, Alemanha
Dipl.
IUP
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
LIM
Berlin, Alemanha
Me.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
MPIC
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
IPAMZ
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
FZJ
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dipl.
MPIC
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
TROPOS
Berlin, Alemanha
Pesquisador, Dr.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
UFft
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
Professor Universitário
IUP
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
Diretor de Instituto
MPI
Frankfurt, Alemanha
Operador, Téc.
DLR
München, Alemanha
Johann Rasmus Raecke
Passaporte: C8TWKORZP / Alemanha Me.
Yu Ren
Passaporte: G24I56332 / China
Anke Elisabeth Roiger
Passaporte: CH1H24904 / Alemanha
Maximilian Michel Rose
Passaporte: CG254P2KM / Alemanha
Daniel Rosenfeld
Passaporte: 10934978 / Israel
Dr. Dagmar Rosenow
Passaporte: C84F0H1WF / Alemanha
Daniel Nikolaus Sauer
Passaporte: CF9G6KWZJ / Alemanha
Hans-Georg Schlager
Passaporte: CFGGF0HZ1 / Alemanha
Franz Martin Schnaiter
Passaporte: C8RWWWJZM / Alemanha
Dr. Johannes Schneider
Passaporte: C2ZJJ1M2P / Alemanha
Isabella Schulte
Passaporte: C5KWCCT2K0 / Alemanha
Christian von Glahn
Bernadett Barbara Weinzierl
Passaporte: CH1HF2KYK / Alemanha
Roland Welser
Passaporte: CGTWP7RG15 / Alemanha
Dr. Günther Manfred Wendisch
Passaporte: CCV5CKLTT / Alemanha
Katrin Christine Witte
Passaporte: CFGGNZ7GL / Alemanha
Alexander Wolf
Passaporte: CFGH9734N / Alemanha
IUP
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Me.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
Professor
HU-J
Tel Aviv, Israel
Pesquisador, Dr.
LIM
Berlin, Alemanha
Pesquisador, Dr.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
KIT
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
MPIC
Frankfurt, Alemanha
Bel.
IUP
Frankfurt, Alemanha
Engenheiro, Dipl.Ing.
IPAMZ
Frankfurt, Alemanha
Pesquisador, Dr.
Professor
DLR
München, Alemanha
Piloto, Eng.
DLR
München, Alemanha
Pesquisador, Dr.
Professor
LIM
Berlin, Alemanha
Engenheiro, Me.
Gerente de Projeto
DLR
München, Alemanha
Mecânico, Téc.
DLR
München, Alemanha
Acrônimos:
DLR: Deutsches Zentrum fuer Luft- und Raumfahrt e. V., 82234 Wessling, Alemanha (em inglês, German
Aerospace Center)
FZJ: Forschungszentrum Juelich GmbH, Leo-Brandt-Strasse, 52428 Juelich, Alemanha (em inglês, Julich
Research Centre)
HU-J: The Hebrew University of Jerusalem, Mt. Scopus, Jerusalem 91905, Israel
IPAMZ: Institut fuer Physik, Universitat Mainz, 55099 Mainz, Alemanha (em inglês, Institute of Physics,
University of Mainz)
IUP: Institute fuer Umweltphysik, Universitaet Heidelberg, Grabengasse 1, 69117 Heidelberg, Alemanha (em
inglês, lnstitute for the Physics of the Environment, University of Heidelberg)
KIT: Karlsruher Institut fuer Technologie, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen,
Alemanha (em inglês, Karlsruhe Institute of Technology)
LIM: Leipziger Institut fuer Meteorologie, Universitaet Leipzig, Ritterstraße 26, 04109 Leipzig, Alemanha (em
inglês, Leipzig Institute for Meteorology, University of Leipzig)
MPIC: Max-Planck-Institut fuer Chemie (Otto-Hahn-Institut), Hahn-Meitner-Weg 1, 55128 Mainz, Alemanha (em
inglês, Max-Plack Institute for Chemistry)
TROPOS: Leibniz-Institut fuer Troposphaerenforschung, Permoserstrasse 15, 04318 Leipzig, Alemanha (em
inglês, Leibniz Institute for Tropospheric Research)
UFft: Goethe-Universitaet Frankfurt, Grüneburgplatz 1, 60323 Frankfurt am Main, Alemanha (em inglês, Goethe
University Frankfurt)
6. Percurso em território nacional
Todos os pesquisadores estrangeiros listados acima chegarão ao Brasil utilizando o
aeroporto de Guarulhos em São Paulo como aeroporto de trânsito, ou seguirão em voos diretos para
Manaus. Os que usarem o aeroporto de Guarulhos seguirão para Manaus, onde os experimentos do
ACRIDICON serão baseados. Os pesquisadores deverão permanecer em Manaus durante o período
previsto do experimento, de 01 de junho a 31 de dezembro de 2014.
7. Equipamento e materiais a serem internados no Brasil
Todos os equipamentos a serem internados no Brasil serão integrados à aeronave de
pesquisa HALO antes de sua entrada em território nacional. Estes equipamentos são listados na
Tabela 1, abaixo, especificando o material a ser coletado e a ser remetido ao exterior, e o instituto
responsável por tal equipamento no exterior.
Tabela 1. Lista de instrumentos da aeronave HALO e sua finalidade para as missões definidas nas Seções
4.1 à 4.5.
Nome Do Instrumento
Aeronave de pesquisa
atmosférica HALO (High
Altitude and Long Range
Aircraft)
Fabricante
Grumman
Modelo
Qtde Aplicação
Golfstre
am G1
550
Aeronave laboratório equipada
com instrumentação de
medidas da física e química da
atmosfera. Os instrumentos
contidos nesta aeronave estão
descritos abaixo.
Material
Amostrado /
Coletado
Instituto
N/A
DLR
Instrumentação de Navegação e Comunicação
Segurança em aviação
(Comunicação ar-ar ou ar-terra N/A
em VHF)
Segurança em aviação (Backup
de comunicação ar-ar ou arN/A
terra em VHF)
Segurança em aviação
N/A
(Comunicação ar-terra em HF)
VHF COM Transceiver
Honeywell
TR865A
2
VHF COM Transceiver
Honeywell
NC860A
1
HF COM Transceiver
Rockwell
VOR/ILS NAV
Honeywell
ADF Receiver
Diversity Mode S
Transponder
Honeywell
HF9000
NV875A
DF-855
Honeywell
DM-855 2
TCAS
ACSS
RT-951
1
Radar meteorológico
Honeywell
PRIMU
S 880
2
Sistema de radar altímetro Honeywell
RT-300
2
Medir altitude da aeronave
N/A
DLR
Localizador de
Emergência
ARTEX
C406-2
1
Transmite automaticamente um
sinal localizador de emergência N/A
em caso de queda da aeronave
DLR
Inmarsat SATCOM
EMS
HSD
400
1
O acesso à internet via satélite
N/A
DLR
Iridium SATCOM
ICG
ICS-200 1
Comunicação de voz via
satélite
N/A
DLR
BAHAMAS GPS
ANTCOM
GPS antenna
N/A
DLR
BAHAMAS GPS
ANTCOM
GPS antenna
N/A
DLR
Medir valores de irradiância e
radiância espectral
irradiância e
radiância
espectral (luz
atmosférica)
LIM
2
DLR
DLR
DLR
2
Equipamento de navegação
N/A
DLR
2
Equipamento de navegação
N/A
DLR
Equipamento de vigilância
N/A
DLR
42GO12
1
16A4
3GO12
1
16A4
Sistema de tráfego e prevenção
N/A
de colisões
Segurança em aviação e
navegação (p. e. Trovoada,
N/A
cisalhamento do vento)
DLR
DLR
Instrumentação científica
Espectômetro de
irradiâncias e radiâncias
(SMART)
(instrument
o
manufatura
do pelo
próprio
instituto LIM)
N/A
1
Pacote de imageamento
espectral
SPECIM,
Spectral
Imaging
Ltd.
(instrument
o
manufatura
Contador de núcleos de
do pelo
gelo (FINCH-HALO)
próprio
instituto IAU)
(instrument
o
Pêndulo de entrada de
manufatura
fluxo contracorrente (CVI
do pelo
- Counterflow Virtual
próprio
Impactor)
instituto TROPOS)
Fotômetro de absorção de
partículas de fuligem
Radiance
Research
Droplet
Measureme
Espectrômetro de aerossol
nt
ultra sensível
Technologi
es
Contador de partículas
condensadas (CPC Condensation Particle
Counter)
TSI
Incorporate
d
Droplet
Measureme
nt
Technologi
es
Droplet
Sonda de imageamento de
Measureme
precipitação (PIP nt
Precipitation Imaging
Technologi
Probe)
es
(instrument
o
manufatura
Câmera de vídeo
do pelo
(BAHAMAS Video)
próprio
instituto DLR)
Sonda de nuvem
combinada (CCP - Cloud
Combination Probe)
AisaEag
le +
1
AisaHa
wk
Medir radiância espectral nas
laterais da nuvem para
recuperação da fase
radiância
termodinâmica e raio efetivo
espectral (luz
das partículas. A observação é
atmosférica)
feita através de uma das janelas
do avião em direção à lateral da
nuvem.
LIM
N/A
1
Medir concentração em número
aerossóis (ar)
de núcleos de gelo
UFft
N/A
1
Amostrar partículas da nuvem
partículas de
nuvem
TROPOS
Medir o coeficiente de
absorção de partículas de
fuligem (carbono grafítico)
partículas de
aerossol
(carbono
grafítico)
TROPOS
Medir a distribuição de
tamanho de partículas
partículas de
aerossol
TROPOS
1
Medir a concentração de
partículas condensadas
partículas de
aerossol
TROPOS
1
número e distribuição de
tamanho de partículas de
nuvem
partículas de
nuvem
IPAMZ
S/N:
1001016
1
nuvem e de precipitação
partículas de
nuvem e
precipitação
IPAMZ
N/A
1
Monitorar características
atmosféricas (p. e. nuvens)
(NTSC)
N/A
DLR
PSAP
(Particle
Soot
Absorpti 1
on
Photome
ter)
UHSAS
(UltraHigh
Sensivity 1
Aerosol
Spectro
meter)
CPC3010
S/N:
0808020
Sonda de temperatura
(instrument
o
manufatura
do pelo
próprio
instituto DLR)
(instrument
o
manufatura
do pelo
próprio
instituto DLR)
(instrument
o
manufatura
do pelo
próprio
instituto DLR)
Rosemount
BAHAMAS IGI
IGI
Sistema de aquisição de
dados da aeronave
(BAHAMAS Data
Acquisition)
Higrômetro - SHARC
Bandeja de
instrumentação de proa
(Noseboom Instrument
Tray)
Droplet
Measureme
nt
Technologi
es
Droplet
Fotômetro de partículas de
Measureme
fuligem (Single Particle
nt
Soot
Technologi
Photometer)
es
Contador de núcleos de
condensação (CCNC Cloud Condensation
Nuclei Counter)
Amostrador de impacto nu
rotacional (IS - Streaker,
Rotating Impaction
Sampler)
PIXE
Internationa
l
Corporation
Droplet
Measureme
Espectômetro de aerossóis
nt
de banda larga integrado
Technologi
es
Espectrômetro de massa
N/A
1
Armazenar de estado da
aeronave e dados
meteorológicos
N/A
DLR
N/A
1
Medir de umidade atmosférica
N/A
DLR
N/A
1
Medir vento e turbulência
atmosférica
N/A
DLR
Medir temperatura atmosférica
N/A
DLR
Medir posição e altitude
N/A
DLR
1
Medir número de núcleos de
condensação em diferentes
supersaturações
partículas de
aerossol
MPIC
1
partículas de
Medir número e distribuição de
aerossol
(carbono
grafítico)
MPIC
E102AL 1
AEROc
ontrol
1
III
CCNC200
SP-2
FL-1
FRAME
1
LOADE
R
Análise microscópica da
composição química e
morfológica de partículas
individuais
partículas de
poeira do
ambiente em
substratos de
nitreto de
silício
MPIC
WIBS4A
Medir propriedades
fluorescentes intrínsecas de
partículas individuais
suspensas (0.5-15 μm)
partículas de
aerossol
MPIC
Medir composição química das
partículas de aerossol
partículas de
individuais com informações
aerossol
de tamanho
MPIC
1
ALABA
MA
(Aircraft
built by
Based
Max Planck
Laser
Institute for
1
Ablation
Chemistry
Aerosol
(MPIC)
Mass
Spectro
meter)
Imageador do habitat de
partículas e espalhamento
polar
Detector de gelo pequeno
Espectômetros (6
espectrômetros em
ultravioleta, visível e
infravermelho próximo Mini-DOAS)
Espectrômetro de
partículas de nuvem e
aerossol
Higrômetro atmosférico
(HAI: Hygrometer for
Atmospheric
Investigations)
CToFAM 1
S
PHIPS(instrument HALO
o
(Particle
manufatura habit
do pelo
Imaging 1
próprio
and
instituto polar
KIT)
scatterin
g probe)
SID3
University
(Small
of
Ice
1
Hertfordshir
Detector
e
)
(instrument
o
manufatura
do pelo
N/A
1
próprio
instituto UHEI-IUP)
NIXECAPS
(New
Ice
Droplet
eXpErim
Measureme
ent nt
1
Cloud
Technologi
and
es
Aerosol
Particle
Spectro
meter)
Aerodyne
(instrument
o
manufatura
do pelo
próprio
instituto FZJ)
Droplet
Measureme
nt
ultra sensível
Technologi
es
Droplet
Measureme
nt
e nuvem
Technologi
es
N/A
1
UHSAS
-A
(Ultra
High
Sensitivi 1
ty
Aerosol
Spectro
meter)
CASDPOL
(Cloud
1
and
aerosol
spectro
Medir composição quantitativa
do aerossol bruto com
informação de tamanho
partículas de
aerossol
MPIC
Imagear do habitat e medir a
partículas de
função de fase de espalhamento
nuvem
de partículas de nuvem
KIT
Padrão de espalhamento de luz
para frente
partículas de
nuvem e
aerossol
KIT
Medir espalhamento no nadir e
proa da aeronave
radiância
espectral (luz
atmosférica)
IUP
Medir a distribuição do
partículas de
tamanho de partícula da nuvem nuvem
FZJ
Medir a fase gasosa de vapor
de água
FZJ
água de
nuvem
Medir concentração de número
e distribuição de tamanho de
partículas de
partículas de aerossol na fração aerossol
fina (0.06-1 µm)
DLR
partículas de aerossol e de
nuvem (0.5-50 µm)
DLR
partículas de
aerossol e
nuvem
meter)
Particle
Espectrômetro de aerossol Measureme
nt Systems
PCASP100X
(Passive
Cavity
1
Aerosol
Spectro
meter
Probe)
partículas de aerossol (0.1-3
µm)
partículas de
aerossol
DLR
Contador de Partículas
Grimm
5.410
4
número de partículas ultrafinas
partículas de
aerossol
DLR
Contador de Partículas
TSI
Incorporate
d / Quant
3786
(LP
3
version)
número de partículas ultrafinas
partículas de
aerossol
DLR
Grimm
1.129
aerossóis (0.25-2 µm)
partículas de
aerossol
DLR
Radiance
Research
3lambdaPSAP
(Particle
Soot
1
Absorpti
on
Photome
ter)
Medir coeficiente de absorção
das partículas de aerossol de
fuligem
partículas de
aerossol
(carbono
grafítico)
DLR
N/A
2
Remover gases precursores e
partículas voláteis
partículas de
aerossol
DLR
SP-2
1
partículas de
Medir número e distribuição de
aerossol
(carbono
grafítico)
DLR
ITMS
1
Medir concentração de dióxido
de enxofre e ácido nítrico no ar gases traço
ambiente
DLR
PERTR
AS
1
Medir concentração de
perfluorocarbonetos no ar
ambiente
DLR
Contador Óptico de
Partículas
Fotômetro de absorção de
partículas de fuligem
(instrument
o
manufatura
Thermodenuder
do pelo
próprio
instituto DLR)
Droplet
Fotômetro de partículas de Measureme
fuligem (carbono
nt
grafítico)
Technologi
es
(instrument
o
manufatura
do pelo
iônico
próprio
instituto DLR)
(instrument
o
manufatura
Tubo amostrador de
do pelo
absorção
próprio
instituto DLR)
2
gases traço
Detector de CO
fluorescente
Aerolaser
AL5001
Thermo
O3Environmen
detector
t 49C
Jet
Perfilar de temperatura em
Propulsion MTP
microondas
Laboratory
Detector de ozônio por
absorção
Medir concentração de
monóxido de carbono no ar
ambiente
gases traço
DLR
1
ozônio no ar ambiente
gases traço
DLR
1
Perfil de temperatura abaixo do
N/A
avião
CO1
Detector
DLR
N/A = Não se aplica.
Acrônimos das Instituições:
DLR: Deutsches Zentrum fuer Luft- und Raumfahrt e. V., 82234 Wessling, Alemanha (em inglês, German Aerospace
Center)
FZJ: Forschungszentrum Juelich GmbH, Leo-Brandt-Strasse, 52428 Juelich, Alemanha (em inglês, Julich Research
Centre)
IPAMZ: Institut fuer Physik, Universitat Mainz, 55099 Mainz, Alemanha (em inglês, Institute of Physics, University of
Mainz)
IUP: Institute fuer Umweltphysik, Universitaet Heidelberg, Grabengasse 1, 69117 Heidelberg, Alemanha (em inglês,
lnstitute for the Physics of the Environment, University of Heidelberg)
KIT: Karlsruher Institut fuer Technologie, Hermann-von-Helmholtz-Platz 1, 76344 Eggenstein-Leopoldshafen,
Alemanha (em inglês, Karlsruhe Institute of Technology)
LIM: Leipziger Institut fuer Meteorologie, Universitaet Leipzig, Ritterstraße 26, 04109 Leipzig, Alemanha (em inglês,
Leipzig Institute for Meteorology, University of Leipzig)
MPIC: Max-Planck-Institut fuer Chemie (Otto-Hahn-Institut), Hahn-Meitner-Weg 1, 55128 Mainz, Alemanha (em
inglês, Max-Plack Institute for Chemistry)
TROPOS: Leibniz-Institut fuer Troposphaerenforschung, Permoserstrasse 15, 04318 Leipzig, Alemanha (em inglês,
Leibniz Institute for Tropospheric Research)
UFft: Goethe-Universitaet Frankfurt, Grüneburgplatz 1, 60323 Frankfurt am Main, Alemanha (em inglês, Goethe
University Frankfurt)
IAU: Institut fuer Atmosphaere und Umwelt, (IAU), Goethe-Universitaet Frankfurt, Altenhöferallee 1, 60438 Frankfurt
am Main, Germany (em inglês, Institute for Atmospheric and Environmental Sciences, Goethe University of
Frankfurt)
8. Discriminação do material.
Durante os voos serão feitas observações de propriedades físicas e químicas da atmosfera com uso
de analisadores de composição química em tempo real ou através da coleta de massas de ar da
região amostrada e posterior análise em laboratório. Os dados amostrados serão:
a. Parâmetros meteorológicos: pressão, temperatura, umidade relativa, velocidade e direção do
vento.
b. Parâmetros de aerossóis: distribuição de tamanho e concentração em número, espalhamento
e absorção de radiação.
c. Parâmetros de nuvens: distribuição de tamanho de gotas e de precipitação, conteúdos de
água total, na fase líquida e gelo, e concentração, tamanho e composição química de núcleos
de condensação de gotas de nuvens.
d. Parâmetros de gases: concentração atmosférica dos gases CO, NO, NO2, NOx, O3, CO2,
CH4.
e. Parâmetros radiativos: propriedades radiométricas relacionadas a fluxos de irradiâncias de
origem solar.
Os instrumentos utilizados para amostrar os parâmetros acima estão descritos na Seção 7.
9. Fontes de financiamento
9.1 Fontes nacionais
FAPESP – Fundação de Amparo a pesquisa do Estado de São Paulo:
 Projeto Temático – CHUVA (Processos de Nuvens Associados aos principais Sistemas
Precipitantes no Brasil: Uma contribuição a Modelagem da Escala de Nuvens e ao GPM
(Medida Global de Precipitação) – Processo 2009/15235-8. Valores do Projeto:
R$1.083.401,41 e US$ 691.270,71 (R$ 1.565.244,27*).
TOTAL: R$2.648.645,68*
(
*
Valores em reais estimados a partir da cotação de moedas do Banco Central no dia 16 de
setembro de 2013 – US$ 1,00 = R$ 2,2643)
9.2 Fontes estrangeiras
Consórcio HALO, composto pela Fundação Alemã de Pesquisa (em alemão, Deutsche
Forschungsgemeinschaft – DFG), Sociedade Max-Planck (em alemão, Max-Planck-Gesellschaft –
MPG), Sociedade Helmholtz (em alemão, Hermann von Helmholtz-Gemeinschaft Deutscher
Forschungszentren – HGF) e Sociedade Científica Gottfried Wilhelm Leibniz (em alemão,
Wissenschaftsgemeinschaft Gottfried Wilhelm Leibniz – WGL):
 US$ 1.281.408,00** (EUR 960.000,00) para 120 horas de voo (EUR 8.000,00 por voo)
 US$ 1.067.840,00** (EUR 800.000,00) para a certificação da campanha e custos auxiliares
 US$ 667.400,00** (EUR 500.000,00) para custos com pessoal e despesas de viagem
TOTAL: US$ 3.016.648,00** (EUR 2.260.000,00)
(
**
Valores em US$ estimados a partir da cotação de moedas do Banco Central no dia 16 de
setembro de 2013 – EUR 1,00 = US$ 1,3348)
10. Referências bibliográficas
ACPC: Aerosols, Clouds, Precipitation and Climate - Science Plan & Implementation Strat-egy,
IGBP/WCRP, Melbourne, 2009.
Andreae, M. O., Rosenfeld, D., Artaxo, P., Costa, A. A., Frank, G. P., Longo, K. M., and Silva-Dias, M. A.
F.: Smoking rain clouds over the Amazon, Science, 303, 1337–1342, 2004.
Boucher, O., An essential pursuit, Nature, 490, 40, 2012.
Durieux L, Machado LAT, Laurent H. The impact of deforestation on cloud cover over the Amazon arc of
deforestation. Remote Sens. Environ., 86, 132–140, 2003.
GOAmazon: Green Ocean Amazon 2014 - Workshop Report, DOE/SC-0141. U.S. Depart-ment of Energy
Office of Science (campaign.arm.gov/goamazon2014/), 2011.
Gonçalves and Machado, The black carbon influence on the rain cells over the Amazon. Submitted to
Geophys. Res. Lett., 2012.
Heintzenberg, J. and Charlson, R. J.: Clouds in the perturbed climate system – Their relation-ship to energy
balance, atmospheric dynamics, and precipitation, MIT Press, Cambridge, UK, 58–72, 2009.
Kolb, C. E., Cox, R. A., Abbatt, J. P. D., Ammann, M., Davis, E. J., Donaldson, D. J., Gar-rett, B. C.,
George, C., Griffiths, P. T., Hanson, D. R., Kulmala, M., McFiggans, G., Pöschl, U., Riipinen, I.,
Rossi, M. J., Rudich, Y., Wagner, P. E., Winkler, P. M., Worsnop, D. R., and O' Dowd, C. D.: An
overview of current issues in the uptake of atmos-pheric trace gases by aerosols and clouds, Atmos.
Chem. Phys., 10, 10561-10605, doi:10.5194/acp-10-10561-2010, 2010.
Negri AJ, Adler RF, Xu L, Surrat J.: The impact of Amazonian deforestation on dry season rainfall. J.
Climate, 17, 1306–1319, 2004.
Pöschl, U., Martin, S. T., Sinha, B., Chen, Q., Gunthe, S. S., Huffman, J. A., Borrmann, S., Farmer, D. K.,
Garland, R. M., Helas, G., Jimenez, J. L., King, S. M., Manzi, A., Mikhailov, E., Pauliquevis, T.,
Petters, M. D., Prenni, A. J., Roldin, P., Rose, D., Schneider, J., Su, H., Zorn, S. R., Artaxo, P., and
Andreae, M. O.: Rainforest aerosols as biogenic nuclei of clouds and precipitation in the Amazon,
Science, 429, 1513-1516, 2010.
Rosenfeld, D., Lohmann, U., Raga, G. B., O’Dowd, C. D., Kulmala, M., Fuzzi, S., Reissell, A., and Andreae,
M. O., Flood or drought: How do aerosols affect precipitation? Science, 321, 1309–1313, 2008.
Stevens, B., Grains of salt, Nature, 490, 40, 2012.
Wang et al.: Why clouds follow deforestation over the Amazon. PNAS, 106, 3670–3674, 2010.
Williams et al, Contrasting convective regimes over the Amazon: Implications for cloud elec-trification. J.
Geophys. Res., 107, 8082, doi:10.1029/2001JD000380, 2002.
11. Currículos dos pesquisadores estrangeiros
11.1 Equipe brasileira
Os links para o Currículo Lattes dos pesquisadores brasileiros são apresentados na Seção
5.1.
11.2 Equipe estrangeira
Em anexo.
________________________________________________
Dr. Luiz Augusto Toledo Machado

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