Poluição atmosférica na região de Aveiro: modelação de mesoscala e sua validação

Mestrado em Poluição AtmosféricaA gestão e controlo da qualidade do ar, quer ao nível regional, quer ao nível da mesoscala tem-se revelado uma tarefa complexa onde a investigação científica desempenha um papel fundamental. Assim, neste trabalho desenvolveu-se um estudo detalhado sobre a qualidade do ar, mais especificamente sobre o ozono troposférico, na região de Aveiro. Para isso foi implementado e validado com dados experimentais medidos na região de estudo, um sistema numérico adaptado à simulação do transporte, dispersão e remoção de poluentes, incluindo a produção de ozono, em condições de circulações de mesoscala - Sistema MAR IV. A primeira parte deste trabalho reflecte o estado actual dos conhecimentos sobre a poluição fotoquímica, mais propriamente os seus mecanismos e a sua modelação, incluíndo-se a descrição detalhada do sistema implementado e respectivos modelos integrantes. A campanha experimental realizada no âmbito do Centro das Zonas Costeiras e do Mar (CZCM), e a aplicação do sistema MAR IV permitiram aprofundar o conhecimento dos padrões de produção e transporte do ozono troposférico na Região de Aveiro, tendo-se confirmado o papel crucial desempenhado pelas circulações de mesoscala (brisa marítima) em todo o processo através dos resultados do modelo que apresentam uma boa concordância com os dados observados. Confirmou-se ainda a hipótese de produção e transporte de ozono para o interior da região em estudo com origem nas áreas urbanas do Porto e de Aveiro. O processo de avaliação do Sistema MAR IV à região de Aveiro compreendeu ainda a intercomparação com outro sistema de modelos (MEMO-MARS) e algumas aplicações idealizadas que permitiram verificar o contributo relativo dos diversos grupos de fontes emissoras para a produção de ozono na região, indicando como principal actividade poluidora os transportes rodoviários, seguidos das grandes fontes emissoras industriais. O estudo aqui apresentado constitui um contributo inovador e fundamental para o avanço do conhecimento do padrão de produção e transporte do ozono troposférico na Região de Aveiro, especialmente para condições típicas e críticas de Verão.At a mesoscale and regional scale, the air quality control and management is a complex task in which the scientific investigation owns a fundamental role. In this work a detailed study of air quality, or more specifically, of the tropospheric ozone at Aveiro Region has been done. Due to this purpose, a numerical system - MAR IV System -, adapted to simulate the transport, dispersion and ozone production under mesoscale circulations has been developed and validated with experimental data acquired in the Aveiro Region. The first part of this work deals with the state of the art knowledge of photochemical pollution, its mechanisms and modelling. A detailed description of both the implemented system and respective model components, and the field campaign is introduced. The modelling system is evaluated with the observed field campaign data in the study area. It is also applied to the Lisbon region and intercompared with an other mesoscale modelling system called MEMO/MARS. In all these cases, the model results show a good agreement to the observed data. The experimental campaign and the application of the MAR IV system allows a better knowledge of the tropospheric ozone production and transport patterns at Aveiro Region, confirming the crucial role played by the mesoscale circulations (namely the sea breeze) in all processes. The ozone transport from the polluted urban areas of Porto and Aveiro to the inland part of the modelled domain is also identified and validated. Moreover, the application of the MAR IV system to different emission scenarios allows the identification of the different emission group contributions to the ozone levels within the domain. It is shown that road transport is the main pollutant activity in this region, followed by the large industrial sources. This study is a fundamental and innovating contribution to the knowledge of the production patterns and transport processes of the tropospheric ozone at Aveiro Region, especially for summer typical conditions