Caraterização da qualidade do ar recorrendo a dados de satélite

Abstract

O presente trabalho tem como principal objetivo efetuar o estudo sobre a variação da composição da baixa troposfera recorrendo a dados de satélite. O trabalho desenvolvido incidiu sobre Portugal Continental e analisou, durante o ano de 2009, o dióxido de azoto (NO2) sobre uma perspetiva espacial, que envolveu a análise de dados recolhidos a partir do Ozone Monitoring Instrument (OMI) a bordo do satélite AURA, e dados de concentrações de NO2 obtidos nas estações de monitorização da qualidade do ar, rurais de fundo, da rede de monitorização nacional. A metodologia utilizada compreendeu a análise do perfil diário do poluente, a verificação do cumprimento da legislação legal em vigor (Decreto-Lei n.º 102/2010) e a obtenção de uma reta de regressão linear que além de permitir analisar a correlação entre os valores, permitiu estimar concentrações de NO2 à superfície com base em dados de satélite, obter a distribuição espacial dessas concentrações e avaliar a aplicabilidade do modelo de regressão linear na estimativa de concentrações de NO2 à superfície. O estudo permitiu concluir que durante o período de análise não se verificaram excedências em nenhuma das estações de monitorização selecionadas. Os valores de correlação obtidos através da análise das séries temporais são baixos e o valor do coeficiente de correlação obtido através da reta de regressão linear que resulta da análise integrada dos valores médios mensais obtidos através dos dados de satélite e das estações de monitorização assume o valor de R = 0,57. O estudo permitiu ainda inferir sobre a sazonalidade e variabilidade das médias mensais estimadas, O padrão resultante desta estimativa é o esperado para o poluente atmosférico em questão, apontando os valores mais elevados de concentração para os meses de Novembro, Dezembro e Janeiro que refletem a maior variabilidade do NO2 nos meses de Inverno. A utilização de dados de satélite e da metodologia desenvolvida, no âmbito deste trabalho, permitiu obter informação importante sobre a variação espacial das concentrações de NO2 em Portugal Continental para um ano de estudo, analisar a variação espacial e validar a metodologia com os dados medidos nas estações de monitorização da qualidade do ar. As diferenças encontradas correspondem em média a 53% tendo em conta a concentração média mensal. Os dados de satélite, apesar das várias limitações encontradas, revelaram-se cruciais para o desenvolvimento do trabalho e é efetivamente possível concluir que é viável a comparação entre os dados obtidos pelo satélite e os valores de concentração obtidos pelas estações de monitorização da qualidade do ar.

This work has as main goal to make the study on the variation of the composition of the lower troposphere using satellite data. The work was focused on Portugal (mainland) and analyzed during the year 2009 the nitrogen dioxide (NO2) over a spatial perspective, which involved the analysis of data collected from the Ozone Monitoring Instrument (OMI) aboard the Aura satellite, and land by obtaining concentrations of NO2 through the monitoring stations of air quality, rural background and of the national monitoring network. The methodology included the analysis of the daily profile of the pollutant, the verification of compliance with statutory legislation in force (Decree-Law nr. 102/2010) and obtain a linear regression that not only allows to analyze the correlation between the values but also allows to estimate NO2 concentrations at the surface based on satellite data, to obtain the spatial distribution of these concentrations and evaluate the applicability of the linear regression model for estimating NO2 concentrations at the surface. The study concluded that during the period under review there were no exceedances in any of the monitoring stations selected. The correlation values obtained through the analysis of time series are low and the value of the correlation coefficient obtained by linear regression line that results from integrated analysis of monthly mean values obtained from satellite data and monitoring stations assumes the value of R = 0,57. The study allowed to infer the seasonality and variability of monthly averages estimated, the spatial pattern resulting from this estimate is the expected to the air pollutant in question, pointing to the higher values, pointing out the higher concentration values for the months of November, December and January that reflect the greater variability of NO2 in the winter months. The use of satellite data and methodology developed in this work yielded important information about the spatial variation of NO2 concentrations over Continental Portugal for a year of study, analyze the spatial and validate the methodology with the measured data in the stations monitoring the air quality. The differences correspond to an average of 53% taking into account the monthly average concentration. Satellite data, despite several limitations, proved crucial to the development of the work and is effectively possible to conclude that it is feasible to compare the data from the satellite and the concentration values obtained by the monitoring stations of air quality.