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

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

armazenamento de energia em decorrência dos materiais utilizados nas construções, com o aumento da rugosidade da

2 Motivação As áreas urbanas impactam no Clima - 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. E os impactos climáticos afetam as cidades: A qualidade do ar, entre outros, é afetada

3 Poluentes urbanos Gases de Efeito Estufa CO, NOx, SO 2, PAN, Ozone Partículas: sulfato e Carbono CO 2 N 2 O O 3 CFC Mudanças no uso do solo Mudanças no Balanço de Energia

4 Projetos aprovados Processo número: 08/ Departamento de Ciências Atmosféricas IAG-USP

5 NARROWING THE UNCERTAINTIES ON AEROSOL AND CLIMATE CHANGES IN SAO PAULO STATE NUANCE-SPS Website do projeto: 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.

6 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)

7 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.

8 Campanhas experimentais para levantamento de dados de emissão: fontes móveis Campanhas para levantamento de perfis verticais: LIDAR, Sondagens, etc. Amostragens em superfície

9 Pico do Jaraguá Station (nova estação ): Monitoramento contínuo de SO 2, NOx, O 3, PM 10, PM 2,5, CO, CO 2, CH 4. Complementação de medidas Etanol, NH3, CCN

10 Concentração ng/m Variação temporal da concentração Elementar São Paulo MP2.5 Si S K 100 Ca V Fe 10 Ni Zn Pb

11 60 50 y = 2,1236x - 0,6739 R² = 0, OC/PM 2.5 = 0.44 EC/PM2.5=

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

12 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 Alchornea sp Amaranthaceae Arecaceae Polens found Cedrela (Meliaceae) Cyperaceae Eugenia sp (Myrtaceae) Machaerrium sp (Fabaceae) Maytrenus (Celastaceae) Monolete Ascoporos Degobbi, 2013

Backscatter measured with the LIDAR MSP, 12 September 2012 AOD média AOD máxima AOD mínima Values of AOD in

13 a) b) d) c) gura 2 Medidas do perfil vertical da atmosfera da RMSP para o dia 12 de Setembro Vertical Profile September 12, 2012 de 2012, durante a campanha de medidas do projeto NUANCES-SP. Backscatter measured with the LIDAR MSP, 12 September 2012 AOD média AOD máxima AOD mínima Values of AOD in July- September, 2012 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 Lopes, 2013

14 PM 2,5 = 12, ,545 AOD PM 2,5 = 13, ,435 AOD Correlation between PM2.5 and AOD (Terra and Aqua satellites) July September 2012 Lopes, 2013

15 Variação temporal de CCN sob diferentes taxas de saturação Distribuição de tamanho do aerossol de 10 a 660 nm. Almeida G., Hetem I., 2012

16 Variação diurna de hidrocarbonetos: leve acima e pesados (abaixo) e O3 e NO2 (valores médios para 2012). Nogueira T., Dominucci, P. 2013

17 Emission Factor Evaluations Tunnel Measurements

18 TUNNEL JANIO QUADROS

inside CO2 concentration outside 1100 1050 TJQ CO2 concentration

850 900 800 800 750 700 18:00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00

19 CO 2 concentrations / mg m -3. Concentration of CO 2 / mg m TRA CO2 concentration inside CO2 concentration outside TJQ CO2 concentration inside CO2 concentration outside :00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 local time :00 00:00 06:00 12:00 18:00 00:00 06:00 local time Heavy duty Light duty July 2011 May 2011

20 concentration ug/m3 25,0 20,0 Corg Cel 15,0 10,0 5,0 0,0 TJQ Light-duty

21 Concentration ug/m Corg Celem TRA Heavy-duty

22 fraction of PM mass Balanço de Massa Veículos leves Mass balance PM2.5 in Jani Quadros other sulfate crustal EC OM (=1.2xOC)

23 Nogueira et al., 2013

24 CO 2, CO, NOx e SO 2 medidos com resolução horária. VOCs foram coletados a cada duas horas. PM 2.5 e PM foram coletados a cada 6-h (dia) e 12-h (noite).

25 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

26 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

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

28 27 km 9 km 3 km 1 km

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

31 Exemplo de emissão de NOx 3km de resolução

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

horas 9km 3km Condições de Contorno do CCSM3

36 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

37 SRES B1 SRES A2 Difference Ozone (ppb) CO (ppb) Temperature ( C) NO x (ppb) COV (ppb) RH (%) Maiores diferenças com a combinação de emissões urbanas e Mudanças Climáticas Situação Meteorológica mesma temperatura e variação na Umidade Relativa Mazzoli C., 2013

38 Pico do Jaraguá Station (the highest point in MASP): Measurements of SO 2, NOx, O 3, PM 10, PM 2,5, PAN, CO, COVs, Green House Gases (CO 2, CH 4 and N 2 0), NH 3. Downtown Station PM 2,5, CO, COVs, HC.

40 Modelos Eulerianos associados com modelos Dose - Resposta Source: World Health Organization Air quality guidelines Global Update 2005, DK-2100 Copenhagen O, Denmark

41 Mortality and morbidity risk associated to ozone and particles concentration Martins, 2010

Partículas Composição Fontes Distribuição de Tamanho Gases Precursores de Ozônio Precursores de partículas Impacto radiativo direto, semi-direto e de microfísica da precipitação Impacto de diferentes

42 Partículas Composição Fontes Distribuição de Tamanho Gases Precursores de Ozônio Precursores de partículas Impacto radiativo direto, semi-direto e de microfísica da precipitação Impacto de diferentes combustíveis: formação de ozônio e 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

43 Agradecimentos: FAPESP, CNPq, CETESB, IAG/USP

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