Laboratório de Instrumentação e Modelagem para Pesquisas de Aerossóis Atmosféricos
O laboratório de instrumentação e modelagem tem por objetivo fornecer uma estrutura física adequada que permita a todos envolvidos com o ensino e a pesquisa (alunos de graduação, alunos de iniciação científica, alunos de Pós-Graduação, Professores da UFRN e Professores Colaboradores Visitantes) ter um ambiente adequado de trabalho que possibilite:
As atividades de instrumentação científica do LIMA têm por objetivo oferecer uma infraestrutura física adequada que possibilite:
As atividades de modelagem química da atmosfera do LIMPEEA têm por objetivo oferecer uma infraestrutura computacional mínima que possibilite:
A instalação do sistema LIDAR-Natal é Fruto da Cooperação Técnico-Científica entre Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN) através do Grupo de Pesquisa de Modelagem e Observação de Química da Atmosfera (GP-MOQA), Instituto de Pesquisas Energéticas e Nucleares (IPEN), Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE) e CTGAS-ER. O sistema DUSTER foi concebido para a investigação de aerossóis atmosféricos com ênfase na identificação de aerossóis de poeira mineral provenientes do deserto do Saara. O DUSTER é um LIDAR monoestático biaxial de resolução espacial típica de 7,5 m e seus componentes tem as seguintes características O sistema é formado por um telescópio Cassegraniano de 35 cm de diâmetro, 4 canais de detecção nos comprimentos de onda de 1064 nm, 532 nm (paralelo), 532 nm (perpendicular) e 355 nm, um regristrador transiente de dados da LICEL e um laser pulsado comercial de Nd:YAG (Brilliant da Quantel SA).
Container abrigo do sistema DUSTER
Sistema DUSTER com seu laser e o telescópio de detecção
Detalhe dos canais de detecção
Detalhe do laser do DUSTER em funcionamento
O fotômetro solar CIMEL modelo padrão da família CE 318N da AERONET é utilizado para medir irradiação espectral do sol e radiações do céu por meio das medidas de almucântara, plano principal e irradiância direta, fornecendo propriedades ópticas, microfísicas e radiativas de aerossol. Conforme Paixão et al. (2006), há dois tipos de medidas, as diretas e as derivadas cujas primeiras são obtidas com o colimador do radiômetro apontando diretamente para o sol, aproximadamente a cada 15 minutos, e as últimas quando o colimador não aponta diretamente para o sol. Em janeiro de 2016, Natal passou a fazer parte da AERONET (AErosol RObotic NEtwork), que é uma federação de redes de sensoriamento remoto em terra dos aerossóis atmosféricos, estabelecidas pela NASA e PHOTONS (PHOtométrie pour le Traitement Opérationnel de Normalisation Satellitaire; Univ. of Lille 1, CNES, and CNRS-INSU), sendo expandida por redes (RIMA, AeroSpan, AEROCAN e CARSNET) e outros.
O fotômetro CIMEL se encontra no telhado da ECT (Escola de Ciências e Tecnologia) da UFRN e foi trazido por uma parceria entre o IPEN e a UGr (Universidade de Granada-Espanha) como parte no Projeto do CNPq intitulado “Aerossóis Nuvens: um estudo comparativo com sensoriamento remoto e modelagem”, que é coordenado pelo Prof. Dr. Eduardo Landulfo (IPEN/Universidade de São Paulo) e do qual faz parte o GP-MOQA/UFRN coordenado pela Profa. Dra. Judith Hoelzemann (Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas/ CCET/ UFRN).
Ele possui nove filtros (340, 380, 440, 500, 675, 870, 93, 1020 e 1640 nm) que captam a extinção (espalhamento e/ou absorção) da luz devida a interação aerossol-radiação. Os dados são enviados à rede RIMA-AERONET via internet e são processados pelos algoritmos de inversão, em seguida, a rede disponibiliza dados, a nível mundial, de profundidade óptica de aerossóis e outras propriedades, calculados para três níveis de qualidade: nível 1.0 (dados brutos), nível 1.5 (dados livres de nuvens) e nível 2.0 (dados livres de nuvens e com qualidade assegurada) cujo nível 2.0 tem uma qualidade assegurada, pois o instrumento passa por uma calibração a cada ano de medições.Os dados de propriedades ópticas dos aerossóis fornecidos pela AERONET podem ser utilizados para modelagem química da atmosfera, comparação e avaliação de outros bancos de dados tais como satélites e Lidar (Light Detection And Ranging), classificação dos tipos de aerossóis presentes na coluna atmosférica, dentre outros estudos.
CIMEL-Natal instalado na Escola de Ciência e Tecnologia da UFRN
CIMEL-Natal em funcionamento
Profa. Dra. Judith Johanna Hoelzemann (PPGCC-UFRN)
Coordenadora do Grupo de Pesquisa
Prof. Dr. Eduardo Landulfo (IPEN-USP)
Dr. Fábio Juliano da Silva Lopes (IPEN-USP)
Profa. Dra. Elena Montilla Rosero (Colombia)
Prof. Dr. Claudio Moises Santos e Silva (PPGCC-UFRN)
Profa. Dra. Maria Helena Constantino (PPGCC-UFRN)
Profa. Dra. Neusa Maria Paes Leme (INPE/ PPGCC-UFRN)
Prof. Dr. Weber Andrade Gonçalves (PPGCC-UFRN)
Profa. Dra. Maria Paulete Pereira Martins (INPE/PPGCC-UFRN)
Dra. Cristina Tobler de Souza Era (PPGCC-UFRN)
Msc. Anderson Guimarães Guedes (ECT-UFRN/ PPGCC-UFRN)
Msc. Ediclê de Souza Fernandes Duarte (PPGCC-UFRN)
Aline Kelly de Souza Melo (PPGCC/UFRN)
Daniel Camilo Fortunato dos Santos Oliveira (PPGCC-UFRN)
Marcos Paulo Araújo (PPGCC-UFRN)
Nara Poliana Meneses de Oliveira (PPGCC-UFRN)
Renata Sammara da Silva Santos (DCAC-UFRN)
Kívia Marina Freitas de Macêdo (DCAC-UFRN)
DUSTER: O novo sistema LIDAR do DCAC/CCET/UFRN para a avaliação do transporte transcontinental de aerossóis atmosféricos.
Descrição: Todos os anos, grandes quantidades de plumas de poeira são injetadas na atmosfera provenientes do deserto do Saara e transportadas para locais distantes nas direções dos oceanos Atlântico (Norte e Oeste) e mar Mediterrâneo. Estima-se que cerca de 3 bilhões de toneladas de poeira do Saara são transportadas desta forma a cada ano e há suspeitas consideráveis sobre a influência destes aerossóis no balanço radioativo da Terra. A técnica de LIDAR tem sido muito usada nos últimos anos nas ciências atmosféricas, por que ela disponibiliza informação efetiva sobre as propriedades ópticas dos aerossóis atmosféricos e sua evolução. LIDAR é um acrônimo para light detection and ranging, que pode ser traduzido de maneira livre como ?detecção da luz e determinação da distância?. A técnica LIDAR baseia-se no mesmo princípio de operação do radar, entretanto utilizando como fonte de radiação um laser. A presença das partículas de aerossol do Saara tem sido observada há muito tempo através de medidas intensivas de campanhas experimentais com LIDAR, porém necessita-se de medidas de longo prazo para melhorar e complementar observações por satélite, disponibilizando dados de alta resolução temporal e de altitude. O Instituto de Pesquisas Energéticas e Nuclear (IPEN) de São Paulo desenvolveu um sistema de LIDAR despolarizado, que recentemente foi instalado no Departamento de Ciências Atmosféricas e Climáticas do CCET/UFRN em Natal/RN e batizado de DUSTER. Essa mais recente estação da rede Latino Americana de LIDAR LALINET (http://lalinet.org/), entrou em operação em fevereiro de 2016, para fornecer rotineiramente perfis verticais de propriedades ópticas de aerossol em alta resolução temporal e espacial com o objetivo principal de identificar camadas de aerossol provenientes do deserto Africano. Este projeto visa apoiar e enfortalecer a operação e pesquisa com o DUSTER na UFRN, formando especialistas em LIDAR que produzam dados operacionais e os interpretem em trabalhos científicos em colaboração nacional e internacional com os colegas do LALINET.
Data: 13 à 16 de outubro de 2015.
Título do trabalho: Implementação de um sistema Lidar em Natal/RN (Brasil) para avaliação do transporte transcontinental de aerossóis de poeira saariana sobre o território brasileiro. Tipo do trabalho: Resumo expandido.
Data: julho 2016.
Título do trabalho 1: First Urban Boundary layer determination from Lidar measurements at Natal (Brazil). Tipo do trabalho: Resumo.
Título do trabalho 2: Tropospheric vertical profiles of aerosol optical parameter at Brazilian Northeastern: Preliminary results. Tipo do trabalho: Resumo.
Data: 22 à 25 de Agosto de 2016.
Título do trabalho: Identification and monitoring of atmospheric particles by multiwavelength Radar Laser in South America. Tipo do trabalho: Resumo.
Data: Setembro de 2016.
Título do trabalho: DUSTER Lidar: Transatlantic transport of aerosol particles from the Sahara and other sources: First results from the recently installed LIDAR and sunphotometer basis in Natal/Brazil. Tipo do trabalho: Resumo expandido com publicação do trabalho completo.
Data: Setembro de 2016.
Título do trabalho: First Lidar measurements in the Brazilian Northeast to study transatlantic transport of Saharan aerosols. Tipo do trabalho: Resumo expandido.
Data: 25 à 30 de junho de 2017.
Título do trabalho 1: Detection of Sahara Mineral Dust Aerosol Transport in the Brazilian Northeast through a Depolarizations LIDAR. Tipo do trabalho: Resumo com publicação de trabalho completo.
Título do trabalho 2: LALINET status – Station Expansion and Lidar ratio Systematic Measurements.