Fig. 1. Descrição esquemática das interações aerossol-PBL com a camada de absorção de aerossol abaixo de RL, camada de absorção de aerossol acima de RL, puramente espalhando camada de aerossol abaixo de RL, e camada de aerossol de dispersão pura acima de RL. Crédito:XIN Jinyuan
Camada limite planetária atmosférica (PBL), também chamada de camada limite atmosférica, é a região da baixa troposfera onde a superfície da Terra influencia fortemente a temperatura, umidade e vento através da transferência turbulenta de massa de ar. O PBL controla a dispersão de poluentes atmosféricos e está intimamente relacionado com a vida humana.
Estudos anteriores mostraram que o feedback positivo do aerossol e PBL é um fator importante nos episódios de neblina. Contudo, o papel dos diferentes tipos de aerossol (espalhamento e absorção) no desenvolvimento de PBL permanece obscuro.
"Descobrimos que o aerossol às vezes age como um fogão, uma cúpula e até mesmo um guarda-chuva no PBL, dependendo de suas propriedades ópticas e altitudes. "Disse o Prof. Xin Jinyuan do Instituto de Física Atmosférica (IAP) da Academia Chinesa de Ciências.
Em um estudo publicado recentemente em Cartas de pesquisa geofísica , O Prof. Xin e o Prof. Scot T. Martin da Universidade de Harvard construíram o modelo de fogão aerossol, cúpula, e efeitos de guarda-chuva usando um modelo de simulação de grande redemoinho incorporado com as observações de um dia típico de clima estagnado.
PBL compreende uma estrutura de baixo para cima de uma camada limite estável próximo à superfície (SBL), uma camada residual (RL), e uma camada de inversão de cobertura (CIL) durante a noite; e uma camada limite de convecção (CBL) e uma CIL durante o dia.
"Descobrimos que o aumento da concentração de aerossol de absorção abaixo de RL aqueceu fortemente a baixa atmosfera, induziu o arrastamento, e promoveu o desenvolvimento do PBL. Nós o chamamos de efeito de fogão aerossol, "disse o Prof. Xin.
Fig. 2 Diagrama esquemático para a aplicação do fogão aerossol, cúpula, e efeito guarda-chuva durante eventos nebulosos do NCP. (a) Cenário de transporte ao sul da região NCP. (b) Processo de formação de névoa interpretado por "inibições duplas". Crédito:XIN Jinyuan
Para a camada de aerossol de absorção acima de RL, de acordo com o estudo, o aumento da concentração do aerossol que captura mais radiação solar aqueceu fortemente a camada de inversão de temperatura. Isso fortaleceu a intensidade da inversão e exibiu uma forte inibição no PBL. Isso é chamado de efeito de cúpula, pois atua como uma tampa para impedir o desenvolvimento de PBL.
Nos casos de aerossol puramente de dispersão, a supressão de PBL depende da carga de aerossol, em vez da altura da camada de aerossol, então o aerossol é como um guarda-chuva que reflete a radiação solar de volta para o espaço exterior.
Os resultados revelam que existe uma altura de transição, acima do qual o aerossol de absorção domina a supressão de PBL (efeito de cúpula> efeito de guarda-chuva no alto) e abaixo do qual o aerossol puramente de dispersão é mais importante (efeito de guarda-chuva de superfície> efeito de fogão). Esta altura de transição está altamente relacionada à altura RL.
Essas descobertas fornecem referências científicas para estratégias de controle de poluição. É necessário controlar estritamente as atividades de queima que produzem uma grande quantidade de poluentes de absorção (por exemplo, carbono preto e carbono marrom) na área contra o vento no sul da planície do Norte da China (NCP) para evitar o efeito de cúpula.
Para o NCP local, medidas como restrição de veículos e dessulfuração da queima de carvão devem ser especialmente reforçadas para reduzir a emissão de aerossol de dispersão e seus precursores gasosos (por exemplo, dióxido de enxofre e óxido nítrico) para eliminar o efeito de guarda-chuva de superfície.
