Ciclo diurno dos fluxos radiativos de onda longa: comparação entre medições à superfície e avaliação efetuadas num modelo meteorológico / por Eliane Gonçalves Larroza.

Dissertação (mestre) - Universidade de São Paulo, Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas, 2003

Este trabalho compara valores medidos e calculados das duas componentes do balanço de radiação de onda longa junto à superfície. Valores experimentais de irradiância ascendente (associada basicamente à emissão do solo) e descendente (associada basicamente à emissão atmosférica) foram obtidos mediante o emprego de pirgeômetros. Valores teóricos de irradiâncias ascendente e descendente foram obtidos mediante o emprego de dois códigos radiativos: Chen & Cotton, e SBDART. O primeiro destes códigos encontra-se inserido no modelo de mesoescala RAMS, empregado hoje num grande número de instituições de ensino e pesquisa. O segundo destes códigos é autônomo (externo a modelos meteorológicos) e considera representações relativamente mais realistas para os principais processos físicos relevantes à transferência de radiação de onda longa na atmosfera. A observação de irradiâncias ascendente e descendente vem sendo efetuada num sítio experimental localizado na Fazenda Nossa Senhora (FNS), Ouro Preto D'Oeste (Rondônia), numa região de pastagem, desde fevereiro de 1999. Tais observações fazem parte dos projetos internacionais LBA (Large Scale Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazonia) e EUSTACH (European Studies on Trace gases and Atmospheric Chemistry). Não obstante a grande quantidade de dados coletados desde então, foram escolhidas apenas duas datas para efeito deste trabalho, caracterizadas como dias sem a presença de nebulosidade (ou quase): 18 de abril e 06 de julho de 1999. A avaliação teórica de irradiâncias ascendente e descendente mediante o emprego dos dois códigos radiativos requereu informações realistas sobre perfis de temperatura e de umidade do ar ao longo da atmosfera. A ausência de radiossondagens para as datas de interesse naquele sítio experimental obrigou-nos a extrair perfis atmosféricos diretamente dos dados globais do NCEP/NCAR. Os principais testes de sensibilidade envolveram (A) a imposição de uma diferença de temperatura entre a superfície do solo e o primeiro nível atmosférico do modelo regional RAMS, e (B) a correção do perfil de umidade do ar, respeitando-se o conteúdo total de vapor d'água obtido de forma independente por um fotômetro solar da rede AERONET instalado no mesmo sítio experimental. Estes dois testes se mostraram decisivos na representação do ciclo diurno de irradiâncias ascendentes e descendentes, respectivamente, quando comparadas aos respectivos valores experimentais obtidos naqueles dois dias de céu aberto. Um terceiro teste de sensibilidade envolveu a aplicação de reduzidas concentrações de dióxido de carbono em ambos os códigos radiativos, no intuito de avaliar a magnitude de erros sistemáticos cometidos na representação da absorção devida ao vapor d'água no código Chen & Cotton. Os valores de balanço radiativo calculados através das irradiâncias modeladas se mostraram em geral, consistentes com os valores da literatura, sendo o melhor ajuste para o balanço proveniente da imposição de uma diferença de temperatura entre a superfície do solo e o primeiro nível atmosférico do modelo de mesoescala. É importante observar que a representação do ciclo diurno do balanço de radiação de onda longa pelo código Chen & Cotton no interior daquele modelo depende de forma crítica das avaliações teóricas da irradiância descendente.