A qualidade do ar e as alterações climáticas em Portugal

Abstract

O desenvolvimento das sociedades humanas e das suas actividades tem interferido com o sistema climático. Neste sistema, a composição da atmosferaestá extremamente dependente, directa ou indirectamente, das emissões de gases atmosféricos resultantes dessas actividades. Neste âmbito, a monitorização de gases de efeito de estufa tornou-se importante devido ao seu impacteno balanço radiativo do sistema Terra-atmosfera e as consequências que introduzem em todo o sistema climático,à escala planetária. O ozono, apesar de não constituir um dospoluentes a reportar à Convenção Quadro das Nações Unidas para as AlteraçõesClimáticas, é um gás de estufa cuja inter-relação com o clima é estreita. O estudo das concentrações de ozono na atmosfera constitui o fio condutor destatese. Assim, este trabalho pode dividir-se em três grandes linhas: uma primeira parte em que se estudou a tendência das concentrações de ozono e seusprecursores, nomeadamente os óxidos de azoto e monóxido de carbono, e ainda a sua relação com a estrutura vertical da atmosfera; a secção intermédia onde seanalisam casos de estudo em que ocorrem trocas de ozono entre a baixaestratosfera e a troposfera média, com impacto nas concentrações medidas àsuperfície; e, por fim, a estimativa da qualidade do ar em cenário futuro, em torno do ano 2050. Os resultados mostram que, tal como em outros países do Hemisfério Norte, astendências das concentrações de ozono medidas em superfície são positivas,embora as dos seus precursores sejam negativas ou nulas, em particaularem relação ao monóxido de carbono. A correlação positiva encontrada entre as concentrações de ozono e ainstabilidade termodinâmica na atmosfera no Inverno dá indicações de que osprocessos dinâmicos responsáveis pela introdução de ozono estratosférico natroposfera são importantes em Portugal. Os modelos numéricos usados nestaanálise mostraram ser uma ferramenta importante na justificação de episódios deozono não-fotoquímicos. Este termo do balanço de ozono troposférico poderá vir a ter uma contribuição importante em cenário de alteração climática. Por fim, a qualidade do ar em cenário futuro, em dias de elevado potencialfotoquímico, mostrou um empobrecimento em relação ao ozono e, em particular ao dióxido de azoto. O agravamento do índice de seca, índice de risco de incêndio bem correlacionado com a área ardida e consequentemente com as emissões atmosféricas resultantes da queima de biomassa, será mais severo em cenário climático futuro. Espera-se que o trabalho aqui desenvolvido, entre outros na mesma área,contribua no apoio à decisão quanto à estruturação, em termos das suas eficiências energéticas,das actividades responsáveis pelas emissões de gasespara a atmosfera pelas suas consequências regionais e globais.

Through their activities human societies have been interfering with the climatic system, proportionally to their growthand development. Within the climatic system, atmosphere composition is extremely dependent on emissions to the atmosphereresulting from human activities. Hence, monitoring greenhouse gases has becomean important task due to their role in the earth-atmosphere radiative budgetand its consequences on the climatic system at a global scale. Although ozone is notconsidered on the Countries Reports to the United Nations Framework Conventionon Climate Change it is a greenhouse gas with strong interactions with climate. The work presented here is based in three main, and interconnected, parts: the first one follows the tendency on ozone and precursors analysis, namely carbonmonoxide and nitric oxides concentrations in time, and how they may be related with local atmospheric thermodynamic vertical structure; the second one exploresthe stratosphere-troposphere exchanges and their impact on surface ozoneconcentrations; finally, the last part concerns the analysis of the impact on air quality in the middle of this century for an integrated emission-climate scenario. The results show that surface ozone concentrations are increasing with time overPortugal, although precursors concentrations are diminishing, notably for carbonmonoxide, according to the tendency verified in the Northern Hemisphere by otherauthors. The positive correlations encountered for surface ozone concentrations andatmospheric instability during winter time give indications that dynamical processesresponsible for stratospheric ozone into the troposphere are important overPortugal. The numerical models applied in the case studies have proven tobe a valuable tool to justifie non-photochemical ozone high concentrations at surface. This phenomenon may be enhanced in climate change scenarios. Air quality studies over Portugal in a combined emission-climate scenario for 2050, for meteorological conditions associated with photochemical formation, have shown worst results than in present climate, for ozone and especially for nitrogen dioxide. The aggravation of the well-connected code of the fire weather index with the burned area, the drought code, allow to say that in future climate scenarioatmospheric emissions of the biomass burning may increase. It is the author hope that the work here presented, associated to others in climate change applications, may contribute as valuable information when structuringactivities are planned by decision makers, due to their implications on atmosphericemissions and their consequences on a global and regional scale.