Relação entre O3 troposférico e CO sobre áreas de floresta e pastagem a partir de sondagens aqua

Abstract

Relações entre estimativas de ozônio (O3) troposférico associado a monóxido de carbono (CO) oriundo, sobretudo, da queima de biomassa em duas regiões do Brasil com uso diversificado da terra, foram estudadas através de análises observacionais da plataforma AQUA para o período de 2003 a 2010. O objetivo deste trabalho foi estudar a variabilidade das concentrações de O3 troposférico e as relações com a variabilidade das concentrações de CO. Foram estudadas duas áreas de um quadrado medindo 5ox5o, sendo o primeiro centrado sobre a cidade de Sinop – MT, denominado de região de pastagem e o segundo sobre as coordenadas geográficas 2,5o de latitude sul e 60o de longitude oeste, próximo a sede do município de Tefé-AM, denominado região de floresta. Ainda assim, definiu-se um quadrado de 3ox3o centrado sobre a cidade de Manaus, cuja região é submetida a forte processo de urbanização. Os resultados obtidos sugerem que as concentrações de O 3 são incrementadas pelas concentrações de CO que avolumam-se na estação seca quando são observados aumentos nos focos de queimada. O fenômeno das queimadas é recorrente, está associado às mudanças de uso da terra para o desenvolvimento de atividades agropastoris e sua dinâmica é modulada pela climatologia de precipitação. Além disso, a intensidade é definida pelos extremos climáticos associados a ENOS. A sazonalidade é evidente tanto para a série de gases (O3 e CO) como para as séries de queimadas e precipitação. As análises de coerência e fase entre as séries de CO e O3, queimadas e CO e queimadas e O3 sugerem uma relação moderada a forte entre as variáveis para diferentes escalas temporais. Para uma escala de tempo de 0,25 anos a 1ano (três meses a um ano) o fluxo de CO precede o fluxo de O3 sem diferença de fase para todos os anos da série, sugerindo que incrementando as concentrações de CO há incremento imediato de O3. Quando cruzadas as séries de queimadas com as séries de CO, observou-se significância estatística apenas para o nível de 850 mb e uma forte relação de dependência para a mesma escala de tempo apenas para a região de pastagem. Para a região de floresta e Manaus esta escala de tempo em que a significância da relação foi elevada ficou entre 0,5 anos a 1 ano (seis meses a um ano), com uma defasagem 45o sugerindo que os episódios de queimadas estão adiantados em relação a série de CO, com uma diferença de fase de 20 a 45 dias. No cruzamento das séries de queimadas e O3 encontrou-se relevância apenas para o nível de 500 mb e somente na paisagem de pastagem. Estes resultados sugerem que as concentrações de CO são incrementados no período das queimadas e consequentemente produzem O3. Neste sentido, o uso de ferramentas remotas para compreender estas relações entre gases e queimadas é importante para o desenvolvimento de políticas públicas de saúde. Da mesma forma, o ciclo de variabilidade é confiável e pode auxiliar os modelos de qualidade do ar para fins de monitoramento da poluição.

Relationships between the estimates of tropospheric ozone (O3) and carbon monoxide (CO), mainly from biomass burn and changes in land use of two regions of Brazil, were studied using observational analysis from the AQUA plataform from 2003 to 2010. The objective of this research was to study the variability of tropospheric O3 concentration and its relationship with the variability of CO concentration. It was studied two areas (square of 5° x 5°), the first area is a pasture located in Sinop–MT, and the second one is a primary forest close to Tefé-AM (2.5° S 60° W). Aditionally, it was defined a square of 3° x 3° in the central of Manaus-AM, whose region is submitted to strong urbanization process. The results suggest that the O3 concentrations are increased by the increase of CO concentrations during dry season, when it is observed the increasing of outbreaks of fires. Fires are frequent and are associated to changes in land use for activities of agriculture and cattle, and its dynamic is modulated by the climatology of precipitation. Moreover, the intensity of fires is defined by extreme climatic events associated to ENOS. The seasonality occurs for both gases series (CO and O3) as for the series of precipitation and fires. Analyses of coherence and phase between series of CO and O3, CO and fires, and O3 and fires suggest a moderate to strong relationship between the variables for different time scales. For a time scale from 0.25 year to one year (three months to one year), the flux of CO first occurs that O3 flux with no phase difference for all years of the study, which suggests that the increasing of CO concentrations causes increasing of O3. The relationship of fires and CO was statistically significant only for the level of 850 mb and a strong dependent relationship, for the same time scale, only for pasture area. For the forest region and Manaus, the relationship of fires and CO was statistically significant for a different time scale – 0.5 year to one year (six month to one year) – with difference in the phase of 45°, which suggests that fires occur from 20 to 45 days first that CO fluxes. The relationship of fires and O3 was statistically significant only for the level of 500 mb and only for pasture area. These results suggest that CO concentrations are incremented during periods of fire and then, consequently, produce O3. In this context, the use of remote tools (e.g. remote sensing) to understand the dynamic of gases in relation to fires is important to develop health public politics. In the same way, the cycle of variability is reliable and can help the models of air quality and polution monitoring.