Comparação com as observações

Um dos objetivos mais importantes nesse trabalho é representar consistentemente os mecanismos responsáveis pela formação e destruição do ozônio nas escalas local e regional simultaneamente, pois as relações entre ozônio e precursores experimentadas nas diferentes escalas dependem não só da resolução espacial, mas também das fontes de emissão associadas, ou seja, o regime de formação/destruição do ozônio é diferente em áreas urbanas e rurais, porém não é independente.

A simulação REFERÊNCIA, que inclui todas as emissões, apresentou coerente distribuição do ozônio troposférico integrado na coluna, quando comparada com a média mensal simulada com a estimada pelo satélite OMI/MLS (ZIENKE et al., 2006). Porém os valores simulados em geral superestimaram a observação, principalmente nas altas latitudes. Todavia, salienta-se que o produto estimado por satélite não pôde ser avaliado com radiossondagens pontuais, pois a posição da tropopausa apresenta uma significativa variabilidade diária nos extratrópicos (ZIENKE et al., 2006). A Figura 5.5 mostra o exemplo para os meses de janeiro e novembro.

Embora o domínio usado no experimento se limite à América do Sul, o modelo conseguiu captar consistentemente dois aspectos importantes do transporte de ozônio em larga escala: a atuação do anticiclone do atlântico sul na distribuição do ozônio, com forte advecção no sentido sudeste-sul do Brasil nos níveis baixos e advecção para nordeste em altos níveis do ozônio produzido por queimadas na AS e o transporte de gases e aerossóis emitidos por queimadas vindos da África (FREITAS et al., 2005; SUDO et al., 2007), esse último devido a condição de contorno química da climatologia mensal do modelo MOCAGE utilizada nas simulações.

Quanto à representatividade dos processos de formação e destruição do ozônio na escala local, constatou-se que o modelo simulou consistentemente o ciclo diurno, a variabilidade mensal e o valor da média horária do ozônio em três grandes regiões metropolitanas analisadas: São Paulo e Belo Horizonte, no Brasil, e Santiago, no Chile, embora tenha superestimado o valor observado em boa parte dos meses na RMBH e no primeiro trimestre do ano na RMSP. A

superestimativa do ozônio na RMBH possivelmente foi causada por dois motivos principais: o ozônio observado foi obtido do monitoramento com apenas uma estação próxima a uma via de trânsito, fonte principal de NOX e

COVNM em áreas urbanas, portanto pode não ser representativo de toda área metropolitana e a variabilidade horária da emissão urbana para todas as cidades segue o padrão observado na RMSP, portanto, pode não ser representativo do tráfego experimentado na RMBH.

Na RMSA os valores de ozônio simulados apresentaram muito boa concordância com o observado pela rede de monitoramento local.

Salienta-se a boa representação dos processos locais de remoção noturna do ozônio em áreas urbanas na RMSP e RMSA (Figuras 5.6 e 5.8). Isso ocorre pela introdução de um ciclo diurno das emissões baseado em estimativas realizadas em estudos de campo na RMSP (CETESB, 2008), aplicado às demais cidades e pela correta representação dessas emissões no inventário regional, no que diz respeito ao valor e distribuição.

Figura 5.5 – Ozônio integrado na coluna, simulado (esquerda) e estimado pelo satélite OMI/MLS (direita) para janeiro (acima) e novembro (abaixo) de 2007, em ppbv.

Figura 5.6 – Média horária da razão de mistura de O3 observados (linha

contínua) e simulados pelo experimento REFERÊNCIA (linha tracejada) para a Região Metropolitana de São Paulo. Os desvios padrões do valor observado são em relação à média espacial obtida das estações pertencentes à RMSP.

Figura 5.7 – Média horária da razão de mistura de O3 observados (linha

contínua) e simulados pelo experimento REFERÊNCIA (linha tracejada) para a Região Metropolitana de Belo Horizonte. Os desvios padrões do valor observado são em relação à média temporal.

Figura 5.8 - Média horária da razão de mistura de O3 observados (linha

contínua) e simulados pelo experimento REFERÊNCIA (linha tracejada) para a Região Metropolitana de Santiago do Chile. Os desvios padrões do valor observado são em relação à média espacial obtida nas estações espalhadas pela área urbana.

.A Figura 5.9 mostra a comparação do NOX simulado pelo experimento

RMSP, para os trimestres de 2007. No geral, o modelo captou consistentemente o ciclo diurno da razão de mistura. Para o trimestre de janeiro a março (JFM), houve superestimativa do valor observado no final da tarde e no trimestre de outubro a dezembro (OND) em todos os horários, não representando uma possível variabilidade sazonal da emissão de NOX na

RMSP, o que sugere a necessidade da incorporação de parâmetros quantitativos relacionados à processos socioeconômicos que afetam a variabilidade semanal e mensal do tráfego urbano em regiões metropolitanas. Salientam-se altos valores de desvio padrão nos dados observados de NOX

para os trimestres mais secos, isso ocorre porque a estação de São Caetano, que compõe a série de dados, é próxima à via de tráfego.

Figura 5.9 - Média horária da razão de mistura de NOx observados (linha contínua) e simulados pelo experimento REFERÊNCIA (linha tracejada) para a Região Metropolitana de São Paulo, nos trimestres de 2007.

Embora tenha superestimado os valores de NOX no trimestre OND, a

ozônio, o que evidencia a não linearidade da relação entre a concentração desse poluente secundário com seus precursores.

Comparando as razões de COVs/NOX(ppbC/ppbv) para a Região Metropolitana

de São Paulo (Figura 5.10) simulados pelo experimento REFERÊNCIA, durante todo o ano de 2007, percebe-se claramente valores abaixo de 5:1 durante praticamente todo ano, não mostrando nenhuma variabilidade mensal significativa. Conforme estabelecido em vários estudos sobre a formação e destruição do ozônio em megacidades (DODGE, 1977; SILLMAN et al., 2003), razões abaixo de 5:1 evidenciam um ambiente sensível aos COVs, ou seja, reduz-se o ozônio diminuindo a concentração de compostos orgânicos voláteis. Essa característica pode ser acompanhada na Figura 5.11, onde um aumento do NOX acima de 40 ppbv pode inibir a produção de ozônio e o aumento dos

COVs contribui não linearmente com o aumento do ozônio. Para as grandes cidades brasileiras, a razão COVs/NOx geralmente é baixa, devido ao uso do etanol, que reduz as emissões de COVs e CO, e diesel, que contribui significativamente com as emissões de NOx (Arbilla et al., 2002).

0 100 200 300 400 500 600 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 NOx (ppbv) C O V N M ( p p b C ) 5:1 15:1

Figura 5.10 – Razão entre as concentrações de COVs e NOx (ppbC/ppbv) simuladas pelos experimento REFERÊNCIA.

Figura 5.11 – Isopletas da concentração de ozônio simulado na Região Metropolitana de São Paulo (ppbv).

5.3.3 Distribuição regional do ozônio troposférico e precursores sobre a