Investigação da Relação entre Variáveis Atmosféricas e a Concentração de MP10 E O3 no Estado de São Paulo

Abstract

ResumoO presente estudo tem como objetivo identificar relações entre variáveis atmosféricas e concentrações de material particulado inalável (MP 10 ) e ozônio (O 3 ) registradas no estado de São Paulo. Para isso, foram utilizados dados entre 2005 a 2014 de cinco estações de monitoramento de qualidade do ar. O estudo foi baseado em duas metodologias: Análise de Componentes Principais (ACP) e campos médios meteorológicos. Nas ACP para as concentrações de O 3 , encontraramse correlações positivas entorno de 0,5 e 0,6 com temperatura do ar, e correlações negativas, entre 0,4 e 0,6 com umidade relativa do ar. As contribuições das componentes do vento nas concentrações de O 3 diferem de uma localidade para outra, sendo em Cubatão e Bauru maior a relação com ventos meridionais e nas demais a maior contribuição é da componente zonal, contudo, em todas as localidades as correlações são negativas com o O 3 . Para o MP 10 teve-se as menores correlações, negativas para umidade, e praticamente nulas para temperatura. As correlações com as componentes do vento variam de acordo com a localidade. Com isso, é possível concluir que relações de MP 10 com umidade são mais significativas e no caso do O 3 , dentre todas as variáveis, destaca-se a correlação com temperatura como a mais importante, já com relação ao vento ressalta-se a forte ligação deste com as características locais e particulares de cada estação. Os campos médios das variáveis atmosféricas revelam durante altas concentrações de MP 10 e O 3 a predominância da atuação do Anticiclone Subtropical do Atlântico Sul (ASAS) sobre a região Sudeste do Brasil. Com relação à temperatura do ar, as maiores concentrações de ozônio ocorreram em dias com temperaturas elevadas, e sem diferença significativa em dias de altas concentrações de MP 10 . Por fim, as maiores concentrações de MP 10 e O 3 ocorreram em dias secos e de ventos fracos.Palavras-chave: análise de componentes principais, material particulado, ozônio, qualidade do ar, Estado de São Paulo. AbstractThis study aims to identify the relationship among weather variables, inhalable particulate matter (PM 10 ) and ozone (O 3 ) concentrations registered in the state of São Paulo. Therefore, data from 2005 to 2014 from five air quality monitoring stations were used. The study is based in two methodologies: Principal Component Analysis (PCA) and meteorological means. In the PCA, for O 3 concentrations, positive correlations environment of 0.5 and 0.6 were found for air temperature, and negative correlations, of about 0.4 and 0.6 was found for relative air humidity. The contributions of the wind components to the O 3 concentrations differ from one location to another. In Cubatão and Bauru, the relation with southern winds is greater, and in the others the greater contribution is from the zonal component, however, in all these places the correlations are negative with O 3 . For PM 10 , lower values of correlation were obtained, negative with relative air humidity, and almost null with temperature. Correlations with wind components...

Air pollutants associated with surface meteorological conditions in São Paulo’s ABC region

“…Relative humidity had negative loadings split between the PCs 1 and 2, indicating a negative correlation with pollutant concentration. Previous studies reported associations between increased O 3 concentrations, high temperatures and low relative humidity at MASP (Santos et al, 2018). A third component, less relevant in terms of explained variance, had only wind speed as a main variable, isolated from the other variables.…”

“…PCA is a multivariate analysis that identifies associations between variables in a dataset, resulting on a group of so called Principal Components (PCs), which consist of linear combinations of the original variables, reducing the complexity of the original dataset (Correia and Ferreira, 2007). PCA has been successfully applied to environmental data before (Guardani et al, 2003;Santos et al, 2018;Corrêa et al, 2019). The analysis was performed using the "principal" function in the R software, with the option of Varimax rotation.…”

Patterns related to the pollutant concentration data in the Metropolitan Area of Belo Horizonte, Brasil

“…Similar results were found by Carvalho et al (2015) and Santos et al (2016), showing higher concentrations of most pollutants in the MASP during Winter, when low rainfall rates, low winds, the predominance of the South Atlantic Subtropical High (SASH), and thermal inversions in the lower atmosphere inhibit dispersal of pollutants. However, higher O3 concentrations were registered during Spring and Summer when clear sky conditions, high temperatures, low relative humidity, and no precipitation dominate (Carvalho et al, 2012;Carvalho et al, 2015;Santos et al, 2018).…”

Characterization of Air-Quality Degradation Episodes of PM10 in the Metropolitan Area of São Paulo and Their Relationship with Meteorological Conditions

“…Some seasons are more susceptible to the accumulation of concentrations of certain pollutants. In the MASP, high concentrations of particulate matter (PM) are more frequent in the austral winter, a season characterized by thermal inversions, atmospheric stability, and weather conditions unfavorable to pollution dispersion [3]. This season in the MASP is also characterized by the influence of a semi-stationary system of high surface pressure, the South Atlantic Subtropical High (SASH), that contributes to the occurrence of periods of drought [4].…”