Projetos envolvendo o Departamento de Ciências Atmosféricas-IAG, IQ, IF, IGc, FMUSP, EACH, Mackenzie, Intituto de Botânica, UNESP, UFABC, UTFPr, Adolfo Lutz,

CETESB, INPE

As áreas urbanas impactam no Clima

E os impactos climáticos afetam as cidades:

A qualidade do ar, entre outros, é afetada

Motivação

- Aumento da participação

das cidades nos impactos

climáticos

- Maiores efeitos sofridos

pelas áreas urbanas estão

associados com o uso

inadequado do solo, com o

aumento do armazenamento

de energia em decorrência

dos materiais utilizados nas

construções, com o

aumento da rugosidade da

superfície e com a emissão

de poluentes.

Mudanças no Balanço de Energia

Poluentes urbanos

CO, NOx, SO2, PAN,

Ozone

Partículas: sulfato e Carbono

Gases de Efeito Estufa CO2

N2O

O3

CFC

Mudanças no uso do solo

Processo número: 08/58104-8

Departamento de Ciências Atmosféricas

IAG-USP

Projetos aprovados

NARROWING THE UNCERTAINTIES ON AEROSOL AND CLIMATE CHANGES IN SAO PAULO STATE NUANCE-SPS Website do projeto: http://nuance-lapat.iag.usp.br/ Coordenação: Maria de Fatima Andrade Pesquisadores Principais: Paulo Saldiva, Eduardo Landulfo e Edmilson Dias de Freitas. Pesquisadores envolvidos e instituições: IAG: prof. Adalgiza Fornaro, prof. Fabio Gonçalves, prof. Edmilson Freitas, profa. Rita Yuri Ynoue IQ: profa. Perola Vasconcellos IPEN: prof. Eduardo Landulfo IGc: Profa. Marli Babinski IF: prof. Americo Kerr FMUSP: prof. Paulo Saldiva EACH-USP: profa. Regina Miranda e prof. Andrea Cavichiooli UFABC: profa. Claudia Boian Mackenzie: prof. Jairo Pedrotti UNESP: profa. Maria Lucia Antunes UTFPr: Prof. Jorge Martins, Profa. Leila Martins CETESB: Maria Lucia Guardani, Jesuino Romano, Maria Helena Martins, Maria Cristina Oliveira.

Impacto das emissões veiculares na formação de particulado fino

Impacto dos tipos de combustível para a qualidade do ar: os casos das regiões Metropolitanas de São Paulo e Rio de Janeiro

Particulado Fino, MP2.5, e saúde ◦ Contexto do INAIRA (Instituto Nacional de Análise

de Risco Ambiental)

levantamento das emissões de poluentes no Estado de São Paulo, incluindo as fontes móveis, industriais e de agricultura para serem integradas no sistema de modelagem da qualidade do ar;

caracterização espacial e temporal das variações das propriedades físicas e químicas do aerossol atmosférico;

caracterização da formação de aerossol orgânico e inorgânico secundário decorrente das emissões de Compostos Orgânicos Voláteis de queima de combustíveis e biomassa;

inclusão da descrição do aerossol em modelos de qualidade do ar

desenvolvimento de modelos integrados de qualidade do ar e clima para avaliação dos processos de feedback entre composição da atmosfera e alterações climáticas;

a associação de modelos de qualidade do ar com modelos de análise de risco ambiental para estudos dos impactos à saúde.

Campanhas experimentais para levantamento de dados de emissão: fontes móveis

Campanhas para levantamento de perfis verticais: LIDAR, Sondagens, etc.

Amostragens em superfície

Pico do Jaraguá Station (nova estação ):

Monitoramento contínuo de SO2, NOx, O3, PM10, PM2,5, CO, CO2, CH4 .

Complementação de medidas

Etanol, NH3, CCN

1

10

100

1000

10000

1977 1981 1983 1986 1989 1994 1997 1998 1999 2003 2005 2008 2009 2012

Con

centr

ação n

g/m

3

Variação temporal da concentração Elementar – São Paulo

MP2.5

Si

S

K

Ca

V

Fe

Ni

Zn

Pb

y = 2,1236x - 0,6739

R² = 0,6735

0

10

20

30

40

50

60

0 5 10 15 20 25

OC/PM2.5= 0.44 EC/PM2.5=0.13

Tipo

Mitosporos

Alternaria sp

Cercospora sp

Cladosporium sp

Dreschlera/Bipolaris

Pen/Asp

Spegazzinia sp

Torula sp

Smuts

Agaricaceae

Agrocybe-like

Coprinus-like

Cortinariaceae

Ganoderma sp

Panaeolus/Psathyrella

Russula/Laccaria

Tomentella-like

Polens found

Alchornea sp

Amaranthaceae

Arecaceae

Cedrela (Meliaceae)

Cyperaceae

Eugenia sp (Myrtaceae)

Machaerrium sp (Fabaceae)

Maytrenus (Celastaceae)

Monolete Ascoporos

Degobbi, 2013

AOD média AOD máxima AOD mínima

Satélite Aqua

0,316 ± 0,215

0,927 ± 0,201

0,049 ± 0,005

Satélite Terra 0,187 ± 0,174 0,915 ± 0,024 0,005 ± 0,005

Values of AOD in July-September, 2012

Backscatter measured with the LIDAR MSP, 12 September 2012

Figura 2 – Medidas do perfil vertical da atmosfera da RMSP para o dia 12 de Setembro

de 2012, durante a campanha de medidas do projeto NUANCES-SP.

a) b)

c)

d)

Vertical Profile – September 12, 2012

Lopes, 2013

PM2,5 = 12,216 + 34,545 AOD PM2,5 = 13,395 + 18,435 AOD

Correlation between PM2.5 and AOD (Terra and Aqua satellites) July – September 2012

Lopes, 2013

Almeida G., Hetem I., 2012

Variação temporal de CCN sob diferentes taxas de saturação

Distribuição de tamanho do aerossol de 10 a 660 nm.

Variação diurna de hidrocarbonetos: leve acima e pesados (abaixo) e O3 e NO2 (valores médios para 2012).

Nogueira T., Dominucci, P. 2013

Emission Factor Evaluations

Tunnel Measurements

TUNNEL JANIO QUADROS

18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00

700

750

800

850

900

950

1000

1050

1100

Co

nce

ntr

atio

n o

f C

O2 / m

g m

-3

local time

CO2 concentration inside

CO2 concentration outsideTJQ

18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00

700

800

900

1000

1100

1200

1300

1400

1500

C

O2 c

on

ce

ntr

atio

ns / m

g m

-3.

local time

CO2 concentration inside

CO2 concentration outsideTRA

May 2011 July 2011

Heavy duty Light duty

TJQ – Light-duty

0,0

5,0

10,0

15,0

20,0

25,0

co

nce

ntr

ation

u

g/m

3

Corg Cel

0

20

40

60

80

100

120

140

160

Co

nce

ntr

atio

n u

g/m

3

Corg Celem

TRA – Heavy-duty

Mass balance PM2.5 in Jani Quadros

0

0.2

0.4

0.6

0.8

1

1.2

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

fra

ctio

n o

f P

M m

ass

other

sulfate

crustal

EC

OM (=1.2xOC)

Balanço de Massa – Veículos leves

Nogueira et al., 2013

CO2, CO, NOx e SO2 medidos com resolução horária.

VOCs foram coletados a cada duas horas.

PM2.5 e PM2.5-10 foram coletados a cada 6-h (dia) e 12-h (noite).

Atmos. Chem. Phys. 2013

Apesar do aumento da frota, menores fatores de emissão

Maior contribuição da frota de diesel para emissão de partículas finas

Relação EC/OC >1 emissão de diesel

Emissão considerável de etanol não queimado => impacto na formação de ozônio

Veículos são responsáveis por >50% das emissões de partículas finas

SPM-BRAMS, WRF-Chem, CMAq-Models 3

27 km

9 km

3 km

1 km

Exemplo de emissão de NOx para a RMSP 1km de resolução

Exemplo de emissão de NOx 3km de resolução

Duas grades 9 e 3 km com o centro da grade na RMSP

Campos Meteorológicos para as condições iniciais do Global Forecast System (GFS), com espaçamento de grade de 1o por 1o cada 6 horas

9km

3km

Condições de Contorno do CCSM3

• Comunity Climate System Model

• NCAR

Mazzoli C., 2013

SRES B1 SRES A2 Difference

Ozone (ppb) 51.65 59.39 +7.74

CO (ppb) 83.82 82.52 -1.3

Temperature (°C) 19.45 20.50 +1.05

NOx (ppb) 1.022 0.872 -0.15

COV (ppb) 36.76 29.84 -6.92

RH (%) 74.96 82.08 +7.06

Maiores diferenças com a combinação de emissões urbanas e Mudanças Climáticas Situação Meteorológica mesma temperatura e variação na Umidade Relativa

Mazzoli C., 2013

Pico do Jaraguá Station (the highest point in MASP):

Measurements of SO2, NOx, O3, PM10, PM2,5, PAN, CO, COVs, Green House Gases (CO2, CH4 and N20), NH3.

Downtown Station – PM2,5, CO, COVs, HC.

Source: World Health Organization 2006. Air quality guidelines Global Update 2005, DK-2100 Copenhagen O, Denmark

Modelos Eulerianos associados com modelos

Dose - Resposta

Mortality and morbidity risk associated to ozone and particles concentration

Martins, 2010

Impacto radiativo direto, semi-direto e de micro-física da precipitação

Impacto de diferentes combustíveis: formação de ozônio e de partículas

Partículas ◦ Composição

◦ Fontes

◦ Distribuição de Tamanho

Gases ◦ Precursores de Ozônio

◦ Precursores de partículas

Escala Local: grande influência das emissões de etanol não queimado para a formação de ozônio Escala Global: as mudanças locais de emissão terão impacto maior sobre a qualidade do ar na RMSP

Agradecimentos: FAPESP, CNPq, CETESB, IAG/USP

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