Modelagem da difusão do gás CO2 na superfı́cie de gotas esféricas

Neste trabalho, e investigado atraves de simulacoes numericas o efeito da producao de goticulas na difusao de dioxido de carbono (CO2 ) atraves da interface armar. E proposta uma aproximacao para calcular a difusao de gas na superficie de goticulas geradas pelo cisalhamento da crista das ondas (do ingles, spume droplets). Na superficie do mar, o fluxo de CO2 ocorre por difusao atraves das superficies do mar e bolhas, e por difusao atraves da area de superficie das goticulas. A parametrizacao do fluxo de CO2 atraves das interfaces armar e bolhas e determinada principalmente pela velocidade de friccao e pela atividade das ondas, enquanto que a parametrizacao atraves da superficie das goticulas utiliza uma classica formulacao para evolucao da concentracao de CO2 assim como o tempo que a mesma permanece na atmosfera. A aplicacao dessas aproximacoes em um modelo numerico, onde um espectro de gotas com raio variando de 30 a 500 µm, oferece um alto nivel de dificuldade porque o calculo depende de propriedades da atmosfera e da atividade das ondas. Entretanto, uma particular representacao do espectro de gotas como um produto de duas funcoes permite definir uma tabela a prior, a qual pode ser acessada durante a integracao do modelo, entao o algoritmo numerico para as parametrizacoes torna-se realizavel. Neste trabalho, uma serie de experimentos numericos sao realizados para explorar a sensibilidade das formulacoes para as mudancas do espectro de ondas em diversos periodos de picos (Tp ) variando de 2 a 16 s e velocidade de ventos de superficie (U10 ) de 50 m s−1 . Os resultados do modelo numerico mostram pequena influencia da atividade das ondas no fluxo atraves da interface do mar, mas grande influencia no fluxo induzido pela bolhas e pela superficie das goticulas. Por exemplo, para U10 = 50 m s−1 e Tp = 5 s, as bolhas contribuem com aproximadamente 7,7% do total do fluxo de CO2, enquanto que para Tp = 16 s essa contribuicao e em torno de 14,6%. Em relacao as goticulas, nas mesmas condicoes, sua contribuicao fica em torno de 68,8% e 81%, respectivamente.