Ondas de gravidade
The movement of air is affected by a number of factors, including differences in air pressure and temperature. But topography may also be a factor. Eiky Moraes, Cléo Dias-Júnior, and their colleagues now wanted to find out if the local topography at the ATTO influenced the atmospheric movements. In particular, they were interested in the effect that topography has on the formation of gravity waves.
Gravity waves (not to be confused with gravitational waves in astrophysics) are motions that form at the interface of two different layers or mediums. A well-known example of gravity waves are ripples generated by wind moving over a water surface. Something quite similar might also occur within the air itself at the interface of two different layers of air. For example, they might have different densities, because one is colder and thus denser, and one is warmer and thus less dense.
Polari Correa and his colleagues had already detected the occurrence of gravity waves at ATTO and described it in a study published last year. They already speculated that the formation of the gravity wave was linked with the topography. However, they needed additional data to prove this connection.
O efeito da topografia
A equipe de Eiky Moraes agora queria aprender mais sobre essas conexões com dois modelos de simulações. Os pesquisadores projetaram o primeiro para representar a situação do ATTO com toda a sua topografia. Eles desenvolveram uma simulação que reproduziria os dados medidos na noite de 12 para 13 de novembro de 2015, noite estudada por Polari Correa. A segunda simulação manteria todos os parâmetros iguais, mas removiam a topografia da paisagem.
A comparação das duas simulações revelou algumas diferenças importantes na dinâmica e na química da atmosfera. A simulação com topografia mostrou um padrão ondulante pronunciado de parâmetros como temperatura do ar e velocidade do vento, que é característico de uma onda de gravidade. Este padrão não está por total ausente na simulação sem topografia, mas é muito mais suave e não tão bem definido. Isso mostra que a topografia era um fator importante na formação da onda de gravidade.
Além de sua formação, os cientistas puderam mostrar que a onda de gravidade também foi relevante no transporte de gases. Eles descobriram que o movimento atmosférico associado à onda de gravidade transportava ozônio e monóxido de carbono de forma tanto horizontal quanto vertical. As concentrações de ambos os gases ondulam como resultado da onda de gravidade que se move pelo local do ATTO. Na simulação sem topografia, a ocorrência da onda de gravidade é bem menos pronunciada. Portanto, o movimento dos gases também é moderado em comparação.
Moraes et al. publicaram o artigo “Simulation of an orographic gravity wave above the Amazon rainforest and its influence on gases transport near the surface” na Atmospheric Research.
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