TRANSPORTE DE MATERIAL PARTICULADO PARA SÃO PAULO

Com base em referências já citadas anteriormente, decidiu-se realizar um estudo de caso para o dia 30 de agosto de 2005, com relação ao transporte de material particulado, visto que nesse dia houve uma grande elevação nas concentrações do material particulado. Esse aumento não pode ser explicado por algo localmente, além das fontes já existentes. Vale ressaltar que os dados das concentrações em número do SMPS (moda fina), em massa do carbono elementar e as máximas concentrações do elemento K (potássio), amostradas pelo MOUDI para esse dia, indicam que o MP pode ter recebido influência de queimadas (Yamasoe et. al., 2000).

Foram analisados os campos de “w” (movimento vertical) e linhas de corrente do vento em vários níveis de pressão, juntamente com a espessura ótica do aerossol e os dados de concentração do material particulado. O processo dinâmico de transporte vertical do material particulado é analisado com uma simulação atmosférica utilizando- se o modelo RAMS (Regional Atmospheric Modeling System). Também foram utilizadas imagens de satélites no período e simulações com o modelo de trajetórias HYSPLIT - NOAA. O HYSPLIT pode ser facilmente operado a partir da internet na página da

National Oceanic and Atmospheric - NOAA (http://www.arl.noaa.gov/hysplit). Os

campos de linhas de corrente do vento pertencem ao conjunto de dados de re-análise do NCEP (Kalnay et al., 1996) que consistem de altura geopotencial, temperatura, vento e umidade relativa com resolução horizontal de 2,5º x 2,5º de latitude por longitude e 17 níveis verticais (exceto a umidade relativa) e com resolução temporal de 6h (00, 06, 12 e 18 UTC). Os dados de espessura ótica do aerossol e as imagens de satélite utilizadas foram retirados da página da AERONET (AErosol RObotic NETwork) na internet. A determinação da altura da pluma e o tempo de permanência sobre a

região metropolitana de São Paulo foram identificados com dados obtidos pelo LIDAR (Light Detection and Ranging) pertencente ao Centro de Lasers e Aplicações – CLA/IPEN.

Pode-se observar na Figura 4.37 uma grande quantidade de focos de calor associada com as queimadas que ocorreram na localidade de Alta Floresta – MT, nesta época do ano (agosto). Ainda pode-se observar o deslocamento da pluma de aerossóis na direção sudoeste, indicando a direção do vento no local. Na Figura 4.38, observa-se possíveis trajetórias das parcelas de ar vindas do Brasil central e da Amazônia, simuladas pelo HYSPLIT, no período de 28 a 30 de agosto de 2005. Nota-se que dependendo da altura de deslocamento das parcelas, estas podem vir de diferentes localizações. Essas trajetórias foram anteriormente analisadas por Sanchez-Ccoyllo (1998).

Figura 4. 38. Trajetória da parcela de ar simulada pelo modelo HYSPLIT - NOAA, partindo do dia 28 e chegando a RMSP no dia 30/08/05 as 17:00h (local).

A Figura 4.39 representa a imagem do satélite Terra no dia 30 de agosto de 2005 às 13:45z, ou 10:45h horário local sobre a RMSP. Pode-se observar uma pluma de aerossóis bem intensa próxima à RMSP, que com o auxílio do modelo de trajetória pode-se considerar que esta pluma vem da região amazônica. Ao longo do dia a pluma desloca-se sobre a RMSP, como pode ser observado a partir do acompanhamento do aumento da espessura ótica do aerossol registrado nesse dia e mostrado nas Figuras 4.40 e 4.41.

Figura 4. 39. Imagem da RMSP obtida pelo satélite Terra, dia 30/08/05 as 13:45Z.

Figura 4. 40. Variação da espessura ótica do aerossol em agosto de 2005 na RMSP. Fonte: AERONET.

Figura 4. 41. Variação da espessura ótica do aerossol ao longo do dia 30 de agosto de 2005. Fonte: AERONET

Nota-se na Figura 4.41 que até o início da tarde do dia 30, os valores de espessura ótica do aerossol não são tão elevados. Durante toda a tarde nota-se um aumento rápido na espessura ótica, atingindo os maiores valores à noite. Esse aumento deve estar relacionado com a passagem da pluma de aerossóis sobre a RMSP e o seu respectivo movimento vertical, podendo ter atingido a superfície.

Figura 4. 42. Imagem gerada com dados do LIDAR em 30/08/2005 sobre a Região Metropolitana de São Paulo. Fonte: CLA/IPEN

Na Figura 4.42 é mostrada uma imagem gerada com dados do LIDAR referente ao período das 08:56h até as 19:13h do dia 30 de agosto. Fica clara a entrada da

pluma de aerossóis sobre a RMSP, sendo que a pluma que passou sobre a região no período da tarde, encontrava-se a uma altura que variou entre 2000 e 3500m.

Sabendo-se que o material particulado medido em superfície, tanto com o SMPS quanto com o Aetalometro e também medido pela CETESB, tem um aumento elevado de sua concentração, ao mesmo tempo que se tem uma pluma de aerossóis passando sobre a RMSP, surgiu a idéia de investigar a relação entre os dois eventos. Essa investigação se faz necessária, pois não há indícios locais que justifiquem tais variações nas concentrações, além da condição pré-frontal que se estabelecia. O horário dos picos de concentrações não coincide com o de maior tráfego de veículos, sugerindo que parte desse material particulado deve ter sido trazido por massas de ar através de movimentos na atmosfera.

Foi feita uma análise nos movimentos verticais na atmosfera (campos de w) e nos movimentos horizontais (campos de linhas de corrente e intensidade do vento). Considerando-se que o local do experimento localiza-se aproximadamente a uma latitude de 23o e 33min e uma longitude de 46o e 44min, pode-se observar na Figura 4.43 (a, b) que as células de convecção podem variar de 20 a 60km de extensão na horizontal e que havia subsidência de ar (W>0) em praticamente todos os níveis verticais abaixo de 2400m nos horários analisados. É possível supor que parte da pluma de aerossóis, a qual se encontrava sobre a região no mesmo instante, tenha descido acompanhando a massa de ar. Esse transporte vertical pode estar contribuindo com os aumentos de concentrações de MP em superfície, visto que a velocidade do vento (horizontal) diminui para próximo de zero a partir das 20:00h, horário local, e volta a aumentar a partir das 03:00h do dia 31. Neste mesmo instante as concentrações atingem seu valor máximo.

Na Figura 4.44 as linhas de corrente em 500mb (a) mostram o transporte de massas de ar vindas da Amazônia e do Brasil central, podendo chegar ao sudeste, estando esse movimento relacionado com a chamada esteira transportadora (Browning, K.A. 1986). Em (b) 850mb, observa-se que as massas de ar que chegam na RMSP são predominantemente do interior do continente. Sendo, assim, possível que plumas de queimadas originadas na Amazônia tenham alcançado a RMSP e/ou também plumas originadas de queimadas no interior do estado de São Paulo. Nesse estudo de caso

para o dia 30 de agosto de 2005, os resultados indicam que a pluma de queimada veio da região Amazônica e Brasil Central. Também mostram que é possível monitorar a chegada de plumas de queimadas na RMSP e medir MP em superfície, provavelmente, trazidos por movimentos verticais na atmosfera. Para uma conclusão mais completa, outros estudos de casos devem ser feitos e comparados.

a)

b)

Figura 4. 43. Campos verticais de w (hPa/s) e horizontais de u (m/s), com suas respectivas intensidades, 14 e 15Z em a) e 16 e 17Z de 30 de agosto de 2005 em b).

a) b)

Figura 4. 44. Campos de linhas de corrente e velocidade do vento (m/s) em 500 (a) e 850mb (b), Dia 31 de agosto de 2005 as 00:00Z.