Please use this identifier to cite or link to this item: http://hdl.handle.net/10348/9283
Title: Avaliação regional da qualidade do ar ambiente: monitorização e modelação
Authors: Ferreira, Fátima Isabel da Silva
Advisor: Marques, Margarida Maria Correia
Keywords: Douro Norte
ECMWF
FARM
HYSPLIT
ozono
qualidade do ar regional
Issue Date: 17-Dec-2018
Abstract: O ozono troposférico é um poluente secundário formado por reações que ocorrem na atmosfera desencadeadas pela ação da luz solar, na presença de certos compostos designados por precursores com origem antropogénica e biogénica, nomeadamente os óxidos de azoto e os compostos orgânicos voláteis. A presença de ozono na troposfera é bastante prejudicial, podendo afetar a saúde, os ecossistemas e as culturas agrícolas. O principal objetivo da presente dissertação foi avaliar a qualidade do ar regional utilizando dados medidos e modelados. Para atingir este objetivo recorreu-se aos valores da concentração de ozono e de dióxido de azoto registadas em três estações de medição da qualidade do ar da rede regulamentar nacional: Douro Norte, Fornelo do Monte e Fundão. Selecionaram-se estas estações por estarem sediadas no entorno do território em análise, constituído por sete concelhos: Aguiar da Beira, Castro Daire, Moimenta da Beira, Sátão, Sernancelhe, Tarouca e Vila Nova de Paiva. Convém salientar que não existe nenhuma estação de medição da qualidade do ar nos concelhos analisados. Foram consideradas as concentrações obtidas durante o período de setembro de 2013 a outubro de 2014, por ser uma série de dados completa em qualquer das três estações referidas. Simultaneamente, foram estudados os modelos operacionais ECMWF, HYSPLIT e GFS, para posterior uso na simulação de dados. Dos doze modelos de qualidade do ar para simular a dispersão do ozono, encontrados na literatura consultada, o modelo de transporte químico, FARM, criado pela empresa ARIANET, surgiu como sendo o modelo operacional que apresenta as melhores caraterísticas para simular e prever as concentrações de ozono medidas em estações rurais de fundo. Pelos resultados obtidos nas três estações de monitorização da qualidade do ar, durante o período em análise, o valor alvo/objetivo a longo prazo (120µg/m3 ) para o ozono foi ultrapassado 285 vezes. Através dos modelos, é possível evidenciar a origem das massas de ar portadoras de poluentes tais como os precursores de ozono e/ou transporte transfronteiriço de ozono do Norte da Europa. As emissões de precursores (NOX, COVNM, CH4) e a avaliação dos cenários de emissões RCP4.5 e RCP8.5 para o território em análise indicam Castro Daire como o concelho mais vulnerável aos impactes das alterações climáticas. Perante esta constatação é provável que se verifique uma maior concentração de ozono no ar ambiente deste concelho, no futuro. No entanto, o cenário de emissões RCP4.5 do período 2041-2070, indica um aumento da temperatura máxima de 2°C em relação à normal climatológica estudada no período 2011-2040; já o cenário de emissões RCP8.5 indica um aumento da temperatura na ordem dos 3°C. Se as condições do clima se mantiverem, a concentração de ozono no ar ambiente irá aumentar, sendo plausível que se tornem cada vez mais recorrentes os episódios de ozono. Assim sendo, é imprescindível que seja coligido um conjunto de medidas para apoiar a conceção e implementação do plano de qualidade do ar para a Região Norte de Portugal.
Regional evaluation of ambient air quality: monitoring and modeling Tropospheric ozone is a secondary pollutant formed by reactions that occur in the atmosphere triggered by the action of sunlight in the presence of certain compounds designated by precursors with anthropogenic and biogenic origin, namely nitrogen oxides and volatile organic compounds. The presence of ozone in the troposphere is very damaging and could affect health, ecosystems and agricultural crops. The main objective of this dissertation was to evaluate regional air quality using measured and modelled data. To achieve this objective, the ozone and nitrogen dioxide concentration values recorded at three national air quality measurement stations were used: Douro Norte, Fornelo do Monte and Fundão. These stations were selected because they were based around the territory in question, consisting of seven municipalities: Aguiar da Beira, Castro Daire, Moimenta da Beira, Sátão, Sernancelhe, Tarouca and Vila Nova de Paiva. It should be noted that there is no air quality measurement station in the counties analyzed. The concentrations obtained during the period from September 2013 to October 2014 were considered as being a complete data series at any of the three stations mentioned. At the same time, the operational models ECMWF, HYSPLIT and GFS were studied for later use in data simulation. From the twelve air quality models to simulate the ozone dispersion found in the literature, the chemical transportation model FARM, created by the company ARIANET, emerged as the operational model that presents the best characteristics to simulate and predict concentrations of ozone measurements in rural background stations. The target value (120 kg/m3 ) for ozone was exceeded 285 times over the period under review for the three air quality monitoring stations. Through the models, it is possible to show the origin of airborne masses of pollutants such as ozone precursors and/or transboundary ozone transport in Northern Europe. Emissions of precursors (NOX, NMCOV, CH4) and evaluation of the RCP4.5 and RCP8.5 emission scenários for the territory under analysis indicate that Castro Daire is the most vulnerable municipality to the impacts of climate change. In view of this, it is probable that there will be a higher concentration of ozone in the ambient air of this county in the future. However, the RCP4.5 emission scenários of the period 2041-2070, indicate a maximum temperature increase of 2°C in relation to the climatological normal studied in the period 2011-2040; the RCP8.5 emission scenário indicates an increase in temperature by about 3°C. If climate conditions persist, the ozone concentration in ambient air will increase and it is plausible that ozone episodes become more and more recurrent. Therefore, it is essential that a set of measures be collated to support the design and implementation of the air quality plan for the Northern Region of Portugal.
Description: Dissertação de Mestrado em Engenharia do Ambiente
URI: http://hdl.handle.net/10348/9283
Document Type: Master Thesis
Appears in Collections:DEBA - Dissertações de Mestrado
TD - Dissertações de Mestrado

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