Efeito dos incêndios florestais na qualidade do ar

Abstract

Os incêndios florestais podem ser considerados como um processo de combustão natural em grande escala, que consome diversas espécies vegetais numa área geográfica específica Consequentemente, consistem numa fonte potencial de elevadas quantidades de poluentes para a atmosfera, sendo indispensável conhecer o seu impacto na qualidade do ar. O objectivo principal deste trabalho consiste no estudo do efeito das emissões dos incêndios florestais na qualidade do ar. Para tal, foram desenvolvidos dois sistemas numéricos de simulação da dispersão dos poluentes atmosféricos emitidos no decorrer dos incêndios florestais - AIRFIRE e DISPERFIRE. Esses sistemas integram várias componentes da problemática em questão, nomeadamente: emissões, escoamento atmosférico, progressão do fogo e dispersão. Cada uma dessas ferramentas numéricas destina-se a um tipo de aplicação diferente. Assim, o AIRFIRE visa a simulação de casos de estudo que não impliquem aplicações em tempo real e o DISPERFIRE, de formulação mais simples, dever-se-á aplicar a situações que exijam a obtenção rápida de resultados. Foi ainda introduzido em AIRFIRE, no seu modelo não-hidrostático de mesoscala meteorológica, o efeito do fogo como fonte de calor. A análise realizada do efeito do fogo no escoamento atmosférico, em função das condições de estabilidade da atmosfera e da intensidade do fogo permitiu concltrir que este é particularmente importante em situações de incêndios de domínio convectivo e que a estabilidade atmosférica condiciona significativamente o seu comportamento. Na definição de estratégias de combate ao incêndio florestal será pois importante conhecer e ter em atenção as perturbações que este poderá provocar no escoamento atmosférico. Por outro lado, da aplicação dos dois sistemas referidos a dois casos de estudo, verificou-se que qualquer uma das suas componentes pode fornecer informação valiosa: desde a estimativa das emissões dos incêndios florestais e da sua contnbuição para as alterações climáticas e degradação da qualidade do ar local, até às linhas de progressão traçadas com base no modelo local de Rothermel e no modelo da dupla semi-elipse, passando por todo o potencial de utilização dos modelos meteorológicos !vIEMO e NUA1MOS. Finalmente, os valores obtidos de concentração de poluentes, considerave1mente elevados e chegando mesmo a ultrapassar os valores limite da legis1ação nacional, apontam para um efeito significativo das emissões dos incêndios florestais na qualidade do ar devido à sua degradação e para a ocorrência provável de episódios de poluição atmosférica

Forest tires are a large-scale natural combustion process that conswnes various ages, sizes and typesof botanicaI specimens growing outdoors in a defined geographical area. Consequently, they are potential sources of large amounts of air pollutants that should be considered when trying to relate emissions to air qua1ity. The main objective of this work is the study of forest fires effects in the air quality. In this scope, two numerical systems bave been developed to simulate the atmospheric dispersion of emitted pollutants during forest fires - AIRFIRE and DISPERFIRE. These systems integrate several components of the problem: emissions, atmospheric flow, fire progression and dispersion. Each one of these numerical tools is suitab1e for a diíferent type of application. Therefore AIRFIRE is oriented to case-study simullation that would not imply real time results. DISPERFIRE, which is a simp1est model, should be applied to situations that need results in a very fast way. The effect of the fire as a heat source has been included in AIRFIRE, specifically in its meteorological mesoscale non-hydrostatic model. Analysis of the fire effect in the atmospheric flow, related to the stability of the atmosphere and to the fire intensity, allowed to conclude that this effect is particularly important in convection-dominated fires and that the atmospheric stability interferes significantly in fire behaviour. Information about the atmospheric flow perturbations due to forest fires should be taken into account in the process of me management. Additionally, both systems have been applied to two study-cases, being verified that each component integrating them could provide valuable information: from forest fires emissions estimates and their contribution to climate warming, until fire progression lines calculated with the Rothermel's local tire model and the global fire model based in the Huygens principle, passing through all the possible applications of the meteorological models MEMO and NUATMOS. Finally, the obtamed pollutants concentration values, which are considerably high and even reach the limit values of the national legislation, point to a significant impact of the fire in the air quality, contributing to its degradation and to the occurrence of air pollution episodes ..