Nevoeiro e Nuvem Estratos no Brasil: Observação, Sensoriamento Remoto e Simulação Numérica

Nevoeiro é um fenômeno complexo que pode causar sérios problemas aos transportes terrestre e aéreo. Poucos esforços foram destinados a compreensão da distribuição espacial e das propriedades microfísicas de nevoeiros e nuvens estratos baixo no Brasil. A maioria das pesquisas se basearam somente em dados observacionais, que não incluem propriedades microfísicas do nevoeiro, e geralmente são restritas a área dos aeródromos. O uso de satélites pode contribuir para extrapolar as características locais de um nevoeiro para uma área maior. No presente trabalho, o objetivo foi usar três fontes de dados para expandir o conhecimento sobre os nevoeiros no Brasil. As observações de superfície foram usadas para apresentar a primeira carta de distribuição espacial de dias e horas de nevoeiro, assim como suas frequências mensais e horárias. Os dados de satélite foram usados em conjunto com uma tabela de referência (LUT - Look-Up Table em inglês) para especialmente detectar e recuperar as propriedades microfísicas das nuvens baixas. O modelo PAFOG foi usado para verificar a sua confiabilidade em reproduzir as propriedades microfísicas do nevoeiro. Os dados dos aeroportos mostraram que os nevoeiros foram comumente observados por todo o Brasil, com exceção da região nordeste onde os nevoeiros foram muito raros. O sul do Brasil apresentou as maiores frequências anuais de dias e horas de nevoeiro. A análise de persistência do nevoeiro mostrou que a duração do nevoeiro aumenta de latitudes mais baixas para latitudes mais altas. Os dados das radiossondas revelaram que os nevoeiros foram, na maior parte das vezes, precedidos por uma inversão de temperatura ou isotermia (87%). A análise temporal das radiossondas mostrou que as primeiras centenas de metros acima da superfície se tornaram mais fria e úmida. Também foi encontrado que, na radiossonda de 1200 UTC de um dia com nevoeiro, a base da inversão se elevou (59%), a camada de inversão se intensificou (55%) e se aprofundou (64%). A análise do primeiro nível da radiossonda mostrou um aumento na frequência de nevoeiros mais frios e camadas de inversões mais fortes com base a superfície nas estações de outono-inverno. A LUT foi construída com modelo LibRadtran para os canais IR_039 and IR_108 do satélite MSG9. O processo de construção de uma LUT mostrou que diferentes combinações de perfis atmosféricos e de nuvens podem gerar diferentes resultados. Apesar disso, um novo perfil vertical de temperatura e umidade encontrado para dias com nevoeiro e perfis microfísicos verticalmente heterogêneos foram usados nos cálculos de transferência radiativa. A detecção por satélite revelou que nuvens baixas foram mais frequentemente observadas na costa leste do Brasil. A análise das propriedades microfísicas recuperadas das nuvens baixas sobre São Paulo revelou que as propriedades óticas variaram de acordo com a geomorfologia. Nuvens baixas foram oticamente mais finas sobre regiões de topografia elevada e oticamente mais espessas sobre a Serra do Mar. Nuvens baixas sobre a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) tiveram gotículas menores, mas maior água líquida total da nuvem (LWP), enquanto que no Vale do Rio Paraíba, gotículas menores com baixo LWP foram encontradas. Modelo PAFOG concordou razoavelmente bem com os dados observados. A análise microfísica simulada revelou que as oscilações na temperatura de brilho do satélite foram principalmente causadas por mudanças no tamanho das gotículas no topo do nevoeiro.