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Disertación de Maestría
DOI
https://doi.org/10.11606/D.14.2022.tde-27062022-151255
Documento
Autor
Nombre completo
Marcos Augusto Stoco
Dirección Electrónica
Instituto/Escuela/Facultad
Área de Conocimiento
Fecha de Defensa
Publicación
São Paulo, 2022
Director
Tribunal
Andrade, Maria de Fatima (Presidente)
Oliveira, Carlos Eduardo Souto de
Silva, Marina Piacenti da
Título en portugués
Dióxido de carbono na cidade de São Paulo: medidas em superfície e análises sazonais
Palabras clave en portugués
Dióxido de Carbono; Variabilidade; Fontes; Sumidouro
Resumen en portugués
Desde, aproximadamente 11300 anos, nossa atmosfera apresenta uma composição química que permitiu e permite não só o surgimento da vida, como também a evolução dos seres vivos até os fenótipos que vemos hoje em dia. Porém, uma perturbação nas configurações de alguns constituintes da química atmosfera padrão pode resultar em mudanças no clima do planeta. Dentre esses constituintes, o Dióxido de Carbono (CO2) e o Metano (CH4), são conhecidos como Gases de Efeito Estufa (GEE), junto com outros compostos que interagem com a radiação solar e terrestre alterando o balanço radiativo do planeta. Atualmente, existem estudos envolvendo emissões de CO2 e CH4, focados em grandes cidades para entender perfis de emissões destes poluentes e quais os impactos destas grandes cidades para o clima do planeta. São Paulo, como outras capitais no Brasil, possui um inventário de emissão de GEE, sendo importante ressaltar que esta cidade é a quinta maior megacidade do mundo. Mas há uma carência em medidas de GEE em áreas urbanas em todo o mundo. Sendo assim, este trabalho visa descrever a variabilidade temporal e espacial do dióxido de carbono na cidade de São Paulo (RMSP), utilizando medidas em superfície. Neste trabalho serão consideradas as medidas das concentrações de CO2 que estão sendo realizadas em dois sítios na região de estudo, sendo um situado em uma região mais urbana (sítio do IAG, coordenadas 22º34´ S e 46º44´ O) e o outro em uma região à noroeste da área urbana da cidade, com maior presença de vegetação (sítio Pico do Jaraguá, coordenadas 23º27 S e 46º46 O). As medidas são realizadas com um monitor tipo CRDS (Cavity ring-down spectroscopy, marca Picarro) e acontecem desde 2013. Análises recentes nos dados mostram uma tendência de aumento nas medidas de concentração de CO2 no sítio do IAG, desde 2013 até o ano de 2019. Já para o sítio do Pico do Jaraguá, não foi identificado este comportamento, pelo contrário, durante o ano de 2019 foi possível identificar uma, quase estabilidade nas concentrações, indicando que as fontes de emissão e/ou processos de sorvedouros de CO2 neste sítio não variaram, quase que a longo do ano inteiro. A média das concentrações de CO2 para o sítio do Pico do Jaraguá foi 416,7 + 8,8 ppm durante o ano de 2019, enquanto o sítio do IAG apresentou uma média de 430,9 + 23,3 ppm para o mesmo ano. As concentrações médias no Pico do Jaraguá se mantiveram 3,42% mais baixas que a média das concentrações medidas no sítio do IAG, durante o ano de 2019. Retirando os finais de semana do cálculo das concentrações médias, a taxa de variação entre os sítios fica em 3,43%. Outros pontos destacados por esta pesquisa remetem à importância da velocidade do vento superior a 2 ms-1 na dispersão da pluma de CO2 presente no sítio do IAG, sendo estes ventos mais presentes durante as estações da primavera e do verão austral. As concentrações de CO2 em ambos os sítios durante o verão apresentaram a menor variação entre os valores mínimos, sendo que o Pico do Jaraguá registrou 401,94 ppm, enquanto o IAG registrou 403,34 ppm, o que representa uma taxa de variação de 0,35%. Em contrapartida, o inverno apresentou as maiores concentrações máximas em ambos os sítios, sendo o valor máximo registrado de 449,28 ppm no sítio do Pico do Jaraguá, e 525,14 ppm para o sítio do IAG. A maior variabilidade entre as concentrações máximas medidas nos dois sítios fora registrada durante o inverno, sendo 16,88% menor no Pico do Jaraguá quando comparada à concentração máxima medida no sítio do IAG. Outra variável meteorológica importante para redução da concentração do CO2 foi a precipitação, que causou uma redução nas concentrações máximas do gás durante o mês de novembro de 2019. As correlações horárias mostraram também uma forte relação do CO2 com o monóxido de carbono, para o sítio do IAG, porém, para o sítio do Pico do Jaraguá não houve correlações entre estes dois poluentes, indicando que as fontes atuantes no IAG, estão ligadas com a emissão antrópica, sendo a fonte mais provável o tráfego de veículos intensos próximo a este sítio. É notável também a atuação de sumidouros no sequestro do carbono pela vegetação em ambos os sítios o que deve ser melhor estudado em etapas futuras do trabalho.
Título en inglés
Carbon dioxide in the city of São Paulo: surface measurements and seasonal analysis
Palabras clave en inglés
Carbon dioxide; Variability; Sources; Sink.
Resumen en inglés
Since approximately 11300 years, our atmosphere has had a chemical composition that allowed and allows, not only the emergence of life, but also the evolution of living beings to the phenotypes we see today. However, a disturbance in the configuration of some constituents of the standard atmosphere chemistry can result in changes in the planet's climate. Among these constituents, Carbon Dioxide (CO2) and Methane (CH4), are known as Greenhouse Gases (GHG), along with other compounds that interact with solar and terrestrial radiation, altering the radiative balance of the planetCurrently, there are studies involving CO2 and CH4 emissions, focused on large cities to understand the emission profiles of these pollutants and the impacts of these large cities on the planet's climate. . São Paulo, like other capitals in Brazil, has a GHG emission inventory, and it is important to note that this city is the fifth largest megacity in the world. But there is a lack of GHG measurements in urban areas around the world. Therefore, this work aims to describe the temporal and spatial variability of carbon dioxide in the city of São Paulo (RMSP), using surface measurements (CO2 concentration). In this work, the measurements of CO2 concentrations that are being carried out in two sites in the study region will be considered, one located in a more urban region (IAG site) and the other in a region to the northwest of the urban area of the city, with greater amount of vegetation (Pico do Jaraguá site). The measurements are carried out with a CRDS type monitor (Cavity ring-down spectroscopy, Picarro brand) and have taken place since 2013. Recent analyzes of the data show an increasing trend in CO2 contraction measurements at the IAG site, from 2013 to 2019. As for the site of Pico do Jaraguá, this behavior was not identified, on the contrary, during 2019 it was possible to identify an almost stability in concentrations, indicating that the sources of CO2 emission at this site did not vary, almost throughout the entire year. The average CO2 concentrations for the Pico do Jaraguá site was 416.67 + 8.78 ppm during the year 2019, while the IAG site presented an average of 430.90 + 23.32 ppm for the same year. Average concentrations at Pico do Jaraguá remained 3.42% lower than the average concentrations measured at the IAG site during 2019. Removing weekends from average concentrations, the rate of variation between sites increases to 3.43%. Other points highlighted by this research refer to the importance of a wind speed greater than 2 m s-1 in the dispersion of the CO2 plume present at the IAG site, these winds being more present during the austral spring and summer seasons. CO2 concentrations in both sites during the summer showed the smallest variation between the minimum values, with Pico do Jaraguá registering 401.94 ppm, while the IAG registered 403.34 ppm, which represents a variation rate of 0 .35%. On the other hand, winter showed the highest maximum concentrations in both sites, with the maximum recorded value of 449.28 ppm at the Pico do Jaraguá site, and 525.14 ppm at the IAG site. The greatest variability between the maximum concentrations measured at the two sites was recorded during the winter, being 16.88% lower at Pico do Jaraguá when compared to the maximum concentration measured at the IAG site. Another important meteorological variable for reducing the concentration of CO2 was precipitation, which caused a reduction in the maximum concentrations of the gas during the month of November 2019. The hourly correlations also showed a strong relationship between CO2 and carbon monoxide for the site of the IAG, however, for the Pico do Jaraguá site there were no correlations between these two pollutants, indicating that the sources acting in the IAG are linked to anthropogenic emission, the most likely source being the intense vehicle traffic near this site. The role of sinks in carbon sequestration by vegetation in both sites is also notable and should be better studied in future stages of the work.
 
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Fecha de Publicación
2022-06-27
 
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