O Instituto do Ambiente (IA), actual Agência Portuguesa (APA) tem vindo a promover o desenvolvimento de dois modelos de previsão da qualidade do ar. Um dos projectos, baseado em modelos estatísticos, tem sido desenvolvido com Departamento de Ciências e Engenharia do Ambiente da Faculdade de Ciências e Tecnologia da Universidade Nova de Lisboa (FCTDUNL) para a APA, em colaboração com o South Coast Air Quality Management District, com o apoio do Instituto de Meteorologia (IM), e das Comissões de Coordenação e Desenvolvimento Regional. O Outro, baseado num modelo numérico determinístico, desenvolvido pelo Departamento de Ambiente e Ordenamento da Universidade de Aveiro (UA), em colaboração com a École Polytechnique de Paris. Uma explicação mais detalhada dos dois modelos é apresentada de seguida.
A Universidade de Aveiro e a APA desenvolveram um sistema de previsão da qualidade do ar. A aplicação deste sistema, a Portugal Continental, foi iniciada durante o Verão de 2005, em fase experimental, permitindo fornecer e divulgar, através de uma página na internet, os níveis máximos esperados de ozono e óxidos de azoto, para o dia corrente e os dois dias seguintes. Os resultados são apresentados em forma de índice para cada poluente (de acordo com o índice de qualidade do ar D IQAr) com cinco cores, sendo que o vermelho corresponde á qualidade do ar má e o verde claro
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correspondente a muito boa. A classificação de “Fraca” e “Má” qualidade do ar equivale, no caso do ozono, a ultrapassagens do limite de informação e alerta ao público, respectivamente. O sistema de previsão da qualidade do ar, seleccionado e desenvolvido, é um sistema de modelação numérico determinístico, que inclui informação meteorológica, de emissões e química para estimar a poluição atmosférica num tempo futuro. A avaliação do sistema de previsão, por comparação com os valores de concentração medidos, revelou um bom desempenho na estimativa dos picos de concentração e da sua evolução diária.
A FCTDUNL desenvolveu um modelo estatístico de previsão da qualidade do ar, também disponível ao público através da internet que utiliza o mesmo índice de qualidade do ar. No estudo de Neto et al. (2004) são apresentados os trabalhos que têm vindo a ser efectuados para atingir um conhecimento mais profundo da relação entre a qualidade do ar e a meteorologia na região de Lisboa, mais precisamente no que se refere ao ozono e às partículas de diâmetro inferior a 10 \m (PM10), incidindo fundamentalmente sobre o O3. As simulações iniciais foram realizadas com base em cinco anos de
dados (1998D2002) e incluíam algumas variáveis meteorológicas (dados da estação de Lisboa, Gago Coutinho) e concentrações de poluentes medidos nas estações da rede de qualidade do ar. ObtiveramD se modelos de regressão linear múltipla para algumas estações em diferentes períodos do ano. Posteriormente o período de dados utilizado foi diminuído para dois anos (2001D2002) e foram acrescentadas algumas variáveis. O objectivo final, desse estudo é a previsão da qualidade do ar usando métodos estatísticos (análise de regressão linear múltipla (RLM) e regressão em árvore (CART)). Desta análise resultou numa melhor compreensão de cada uma das situações meteorológicas e de qualidade do ar, permitindo, já nesta fase, uma previsão com considerável fiabilidade em muitos dos cenários identificados. Noutro estudo de Ferreira et al. (2004), realizado pela mesma equipa, foram efectuadas várias campanhas com tubos de difusão, com o objectivo de complementar as estações de monitorização e de analisar os padrões de distribuição sobre diferentes condições meteorológicas. Foram realizadas duas campanhas a nível nacional e duas a nível regional durante uma semana. Simultaneamente foram utilizados cinco anos de dados da rede oficial de monitorização de qualidade do ar para estabelecer relações com vários parâmetros meteorológicos. O estudo recaiu, principalmente, na interpretação dos picos de ozono, tendo para tal sido efectuadas várias análises estatísticas. Os resultados da monitorização passiva demonstram que nas zonas longe do litoral, onde não há rede de monitorização, os valores de ozono são muito elevados. Os resultados da análise estatística efectuada, para a região de Lisboa, demonstraram correlações muito fortes entre a temperatura e os níveis de ozono. Dando continuidade aos trabalhos que tinham vindo a ser realizados foi apresentado outro estudo (Neto et al., 2005a), que apresentou mais uma abordagem estatística baseada numa analise detalhada dos aspectos meteorológicos e de qualidade do ar. Este
| Estudos já realizados para a região de Lisboa e Vale do Tejo 57 estudo veio no seguimento do anterior cujo objectivo final é o desenvolvimento de uma previsão diária da qualidade do ar, baseada nos poluentes ozono e PM10, para a região de Lisboa. Foi usada a mesma série de dados e a mesma abordagens estatística baseada em RLM e CART e os resultados mostraram uma boa capacidade de previsão das concentrações médias diárias para as PM10 e para as médias máximas horárias de ozono para o dia seguinte. No seguimento destes estudos, no mesmo ano foi apresentado mais um estudo (Neto et al., 2005b), baseado na utilização de modelos de regressão linear múltipla desenvolvidos no quadro duma estrutura em árvore, que revelou resultados muito satisfatórios. A variância explicada pelos modelos é superior a 72%, permitindo a sua aplicação em termos de previsão. A aplicação dos modelos num período de tempo diferente do usado para o estabelecimento das regressões revelou correlações inferiores, no entanto suficientemente significativas para demonstrar a robustez da metodologia aplicada. Um estudo final, (Neto et al., 2005c) conclui que o uso de modelos estatísticos baseados na análise de RLM e CART são capazes de prever com sucesso as médias horárias de PM10 e as médias máximas horárias de ozono, constatou também que os modelos permitem uma melhor compreensão do papel das várias variáveis e das suas relações.
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5 Metodologia
A metodologia utilizada neste trabalho, foi baseada em métodos estatísticos de previsão. Esta metodologia foi aplicada às estações de monitorização da qualidade do ar da região de LVT. Para tal foi escolhida uma série de dados horários que pudesse ser representativa do comportamento das concentrações de ozono. As variáveis utilizadas foram seleccionadas com base em relações de causalidade com as concentrações de ozono. A descrição pormenorizada da metodologia será apresentada nos subcapítulos seguintes.