Estudos em Câmara de Nuvem sobre a Razão de Depolarização Linear de Pequenos Cristais de Gelo Cirrus

Lidar a bordo de satélites, em combinação com outros instrumentos de sensoriamento remoto, tem sido utilizado para inferir perfis verticais das propriedades das nuvens de gelo a partir de satélites da A-train, e mais recentemente, também da recém-lançada missão EarthCARE. No entanto, a recuperação precisa das propriedades microfísicas dos cristais de gelo a partir dos sinais de lidar requer uma compreensão aprofundada de sua relação com as características de retroespalhamento. Câmaras de nuvem podem ser usadas para estudar essa ligação em um ambiente controlado. Este estudo investiga a ligação entre a razão de depolarização linear na direção do quase retroespalhamento (178°) e as propriedades microfísicas do gelo em 47 experimentos de nuvem a temperaturas cirrus entre -75 e -39 °C. Cristais de gelo predominantemente pequenos (diâmetro < 70 μm) em formato columnar e irregular foram cultivados sob condições distintas de supersaturação em relação ao gelo. Uma análise estatística e visual do tamanho, formato e complexidade morfológica revela que mais de 40% das partículas columnares apresentam oco nas facetas basais. Cristais de gelo maiores que 10 μm mostram razões de depolarização abaixo de 0,3, que é inferior aos valores típicos observados em cirrus de média latitude, mas em concordância com observações de cirrus polares. Dois modos de razão de depolarização–tamanho dependentes da temperatura foram encontrados e reproduzidos com sucesso por simulações de traçado de raios de colunas ocas incorporando rugosidade da superfície, oco e dispersão interna. Esses resultados são importantes para a interpretação da razão de depolarização linear de pequenos cristais de gelo em sensoriamento remoto ativo ou podem ser usados para avaliar o desempenho de modelos ópticos de partículas de última geração, especialmente para parâmetros de tamanho pequeno abaixo de 100.