Poluição atmosférica na área urbana de Manaus: modelagem e aspectos observacionais de traçadores de queimada

• Ano de defesa: 2019
• Autor(a) principal: Igor Ribeiro
• Orientador(a): Souza, Rodrigo
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas da Amazônia - INPA
• Programa de Pós-Graduação: Clima e Ambiente - CLIAMB
• Link de acesso: https://repositorio.inpa.gov.br/handle/1/12976; http://lattes.cnpq.br/3909691804095045

Na região amazônica, secas severas associadas às mudanças climáticas ocorreram com maior frequência no século 21, como as secas de 2005, 2010 e 2015-16. Estudos recentes mostraram que, nos anos de seca extremos, há um aumento significativo dos incêndios florestais. As queimadas aumentam a concentração do monóxido de carbono (CO), do metano atmosférico (CH4) e do material particulado na atmosfera da Amazônia, gerando uma fumaça que cobre grandes áreas e desempenha papel vital nos sistemas ambientais, na qualidade do ar e impactos adversos sobre a saúde humana. Assim, na escala regional, o presente estudo investigou o impacto das queimadas da região amazônica na variabilidade espaço-temporal do metano e do monóxido de carbono, em particular, durante anos de seca intensa. Além disso, na escala local, avaliou-se o impacto sobre a qualidade do ar da área urbana de Manaus com foco no traçador de queimada levoglucosano presente no material particulado fino (MP2,5) durante um período de El Niño (2015) e um período de não-El Niño (2016), bem como, analisou-se a variabilidade sazonal e suas possíveis regiões de origem durante um experimento de campo intensivo de amostragem de MP2,5 em superfície, entre agosto de 2017 e julho de 2018. Inicialmente, a partir dos dados de satélite de CH4, CO e queimadas, foi realizada uma análise das suas inter-relações e variabilidade espaço-temporal sobre a Amazônia no período de 2003 a 2012, com foco nos anos secos de 2005, 2007 e 2010. Os resultados mostraram ciclos sazonais consistentes das queimadas e CO com maiores valores durante a estação seca. Observaram-se relações positivas entre o aumento do número de queimadas, principalmente na porção sul da Amazônia, com consequentes contribuições para a variabilidade interanual de CO e CH4, durante os anos secos de 2005, 2007 e 2010 e negativos durante os anos úmidos de 2008, 2009 e 2011. Posteriormente, analisou-se a variabilidade espaço-temporal dos focos de queimadas e monóxido de carbono durante os episódios de seca de 2005, 2010 e 2015, em particular sobre a Amazônia. As ocorrências de queimadas na estação seca foram menores em 2015 do que em 2005 (- 44%) e 2010 (-47%). Por outro lado, na estação de transição seca-chuvosa, ocorreu um maior número de queimadas em 2015 do que em 2005 (+192%) e 2010 (+332%). A concentração de CO mostrou variações positivas (até +30%) ocorridas no sul da Amazônia e no Brasil central durante as estações secas de 2005 e 2010, e ao norte de 20 ºS durante a estação de transição seca-chuvosa de 2015/2016. Em 2015 as queimadas ocorreram, principalmente, na porção central e norte da Amazônia, uma área historicamente com pouca ocorrência de queimadas. Ainda, a partir da investigação da influência das emissões de queima de biomassa da Amazônia sobre a poluição urbana na região metropolitana de Manaus durante um forte período El Niño (2015) e um período não-El Niño (2016), observou-se que a concentração de CO foi até 15% maior e a concentração de levoglucosano foi até 500% maior na região metropolitana de Manaus durante o El Niño, em comparação com o período não-El Niño. Por fim, observou-se um ciclo sazonal bem definido do principal traçador de queima de biomassa (levoglucosano) em superfície na área urbana de Manaus, entre agosto de 2017 a julho de 2018. A partir dessas medidas em superfície, combinadas com os dados de queimadas na região amazônica a partir de dados de satélite e simulações no modelo Stochastic Time-Inverted Lagrangian Transport (STILT) para acompanhar a evolução do tempo de retorno de um conjunto de partículas a partir de Manaus, observaram-se que as queimadas nas cidades localizadas a leste de Manaus, juntamente com as contribuições das emissões das queimadas das regiões leste e sudeste do Estado do Pará, foram identificadas como as principais regiões de origem de partículas de queima de biomassa transportadas no nível superficial na zona urbana de Manaus. Portanto, estes resultados apontam para uma intensa degradação da qualidade do ar, que pode ocorrer na região metropolitana de Manaus, se as tendências de seca e queima de biomassa continuarem no futuro.