Estudo do comportamento do dióxido de nitrogênio atmosférico com base nos dados do espectrofotômetro Brewer

• Ano de defesa: 2003
• Autor(a) principal: Damaris Kirsch Pinheiro
• Orientador(a): Volker Walter Johann Heinrich Kirchhoff
• Banca de defesa: Enio Bueno Pereira, Polinaya Muralikrishna, Paulo Prado Batista, Yogeshwar Sahai, Francesco Zaratti Sacchetti
• Tipo de documento: Tese
• Tipo de acesso: Acesso aberto
• Idioma: por
• Instituição de defesa: Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE)
• Programa de Pós-Graduação: Programa de Pós-Graduação do INPE em Geofísica Espacial
• País: BR
• Resumo em Inglês: The Brewer Spectrophotometer was developed to measure ozone and ultraviolet radiation in the UV-B range. The measurement of other atmospheric gases, such as NO2 and SO2, is possible with some adaptations and procedures. It is possible to measure the nitrogen dioxide total column and the tropospheric and stratospheric NO2 columns. This works objective is to establish optimized methodologies for collecting, calibrate, and a reduce data for NO2 measurements using the Brewer Spectrophotometers of the INPE network in South America. Temporal series of NO2 data were obtained for the cities of Natal and Cachoeira Paulista in Brazil, La Paz in Bolivia and Punta Arenas in Chile. In addition, special campaigns were made in São Paulo city, near the Petrobrás Refinery in Cubatão, and at the Brazilian Antarctic Station. Intercomparisons were made between Brewers 081 and 124, in Cachoeira Paulista, and between Brewer 124 in Cachoeira Paulista and the French ground-based spectrometer SAOZ installed in the city of Bauru. The amount of the atmospheric NO2 vertical column is very low, 300 times less than atmospheric ozone. Besides, the instrument doesnt measure the NO2 as its first priority. Because of this, NO2 data usually have high standard deviations. Even so, with the optimization of the collecting and processing of the data, very interesting results are obtained for the NO2 temporal and spacial variations. Seasonal variations in the NO2 stratospheric column were observed at all stations mentioned, with maximum in summer and minimum in winter. Seasonal variations of NO2 tropospheric columns were also observed at the stations, with maxima in winter and minima in summer. Daily variations of the NO2 stratospheric columns were measured using the twilight technique. Evening values were 1,5 times larger than morning values. For the tropospheric data, the higher values were measured in São Paulo, Cubatão and La Paz, respectively, with Natal following this last city. Since presently, there are only few NO2 measurements being made in the Southern Hemisphere, it appears that the Brewer can made significant contributions for the better understanding of atmospheric NO2.
• Link de acesso: http://urlib.net/sid.inpe.br/jeferson/2003/10.01.10.43

O espectrofotômetro Brewer foi desenvolvido para medir ozônio e radiação ultravioleta do tipo B. A medida de outros gases atmosféricos, tais como dióxido de nitrogênio e dióxido de enxofre é possível com algumas adaptações e procedimentos. Com o Brewer, é possível medir a coluna total de dióxido de nitrogênio, bem como as suas colunas estratosféricas e troposféricas. O presente trabalho tem por objetivos o estabelecimento de metodologias otimizadas de coleta, calibração de equipamentos, redução e análise dos dados de dióxido de nitrogênio coletados pelos Espectrofotômetros Brewers da rede do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais INPE na América do Sul. Desenvolveram-se estudos de séries temporais de dados de NO2 para as estações de Natal e Cachoeira Paulista, no Brasil, La Paz, na Bolívia, e Punta Arenas, no Chile. Além disso, promoveram-se campanhas especiais com coletas de dados no centro de São Paulo, na Refinaria da Petrobrás em Cubatão e na Estação Antártica Brasileira Comandante Ferraz. Paralelamente, intercomparações entre os Brewers 081 e 124 foram efetuadas e entre o Brewer 124 e o espectrômetro de superfície francês SAOZ, instalado em Bauru. A quantidade de NO2 na coluna vertical atmosférica é muito pequena, da ordem de 300 vezes menor do que a do ozônio. Além disto, o instrumento não mede o NO2 como primeira prioridade. Daí ocorre que os dados, em geral, têm desvios padrão altos. Mesmo assim, com a otimização de coleta e processamento dos dados, obtiveram-se resultados muito interessantes sobre a variação temporal e espacial do NO2. Em todas as estações, obtiveram-se variações sazonais de NO2 estratosférico, com máximos no verão e mínimos no inverno. Simultaneamente, variações sazonais de NO2 troposférico também foram obtidas, mas com máximos no inverno e mínimos no verão. Variações diárias das colunas estratosféricas de NO2 foram medidas usando a técnica de crepúsculo, com valores ao anoitecer de até 1,5 vezes os valores ao amanhecer. Dos dados troposféricos, mediu-se valores mais altos em São Paulo, Cubatão e La Paz, respectivamente, com Natal apresentando dados pouco abaixo dessa última. Levando-se em conta que atualmente existem poucas medidas de NO2 no Hemisfério Sul, acredita-se que o Brewer pode contribuir significativamente para o melhor conhecimento do NO2 atmosférico.