Atmospheric chemistry in Amazonia: the forest and the biomass burning emissions controlling the composition of the Amazonian atmosphere

Entender os processos naturais que regulam a composição da atmosfera é crítico para que se possa desenvolver uma estratégia de desenvolvimento sustentável na região. As grandes emissões de gases e partículas durante a estação seca provenientes das queimadas alteram profundamente a composição da atmosfera amazônica na maior parte de sua área. As concentrações de partículas de aerossóis e gases traço aumentam por fatores de 2 a 8 em grandes áreas, afetando os mecanismos naturais de uma série de processos atmosféricos na região amazônica. Os mecanismos de formação de nuvens, por exemplo, são profundamente alterados quando a concentração de núcleos de condensação de nuvens (NCN) passa de 200 a 300 NCN/cm³ na estação chuvosa para 5.000-10.000 NCN/centímetro cúbico na estação seca. As gotas de nuvens sofrem uma redução de tamanho de 18 a 25 micrômetros para 5 a 10 micrômetros, diminuindo a eficiência do processo de precipitação e suprimindo a formação de nuvens. A concentração de ozônio, um gás importante para a saúde da floresta amazônica passa de cerca de 12 partes por bilhão em volume (ppb) (concentração típica ao meio do dia na estação chuvosa) para valores em regiões fortemente impactadas por queimadas de até 100 ppb, nível que pode ser fitotóxico para a vegetação. O balanço de radiação é fortemente afetado, com uma perda líquida de até 70% da radiação fotossinteticamente ativa na superfície.The understanding of the natural processes that regulate atmospheric composition in Amazonia is critical to the establishment of a sustainable development strategy in the region. The large emissions of trace gases and aerosols during the dry season, as a result of biomass burning, profoundly change the composition of the atmosphere in most of its area. The concentration of trace gases and aerosols increases by a factor of 2 to 8 over large areas, affecting the natural mechanisms of several key atmospheric processes in the region. Cloud formation mechanisms, for instance, are strongly affected when the concentration of cloud condensation nuclei (CCN) changes from 200-300 CCN/cc in the wet season to 5,000-10,000 CCN/cc in the dry season. The cloud droplet radius is reduced from values of 18 to 25 micrometers in the wet season to 5 to 10 micrometers in the dry season, suppressing cloud formation and the occurrence of precipitation under some conditions. Ozone is a key trace gas for changes in the forest health, with concentrations increasing from 12 parts per billion (ppb), at the wet season, to values as high as 100 ppb (in the dry season in areas strongly affected by biomass burning emissions). At this level, ozone could be damaging the vegetation in regions far from the emissions. The atmospheric radiation balance is also strongly affected, with a net loss of up to 70% of photosynthetic active radiation at the surface