A poluição do ar é um grande risco ambiental global para a nossa saúde e segurança alimentar. Estima-se que cause cerca de 3,7 milhões de mortes prematuras em todo o mundo e destrói culturas suficientes para alimentar milhões de pessoas todos os anos.
Os oficiais de saúde, o público em geral e os agricultores precisam de aviso prévio quando os níveis perigosos da qualidade do ar estão a aumentar. Pesquisadores e engenheiros do Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (NCAR), em colaboração com outras agências, dedicam-se ao desenvolvimento de novas tecnologias que ajudam diretamente os tomadores de decisão a planejar dias de alta poluição.
Este trabalho permite aos meteorologistas e planejadores locais:
- Previsão da qualidade do ar para cidades e áreas rurais com dias de antecedência.
- Impacto do projecto de mudanças futuras nas actividades humanas e clima na qualidade do ar.
- Quantificar o transporte transfronteiriço da poluição do ar.
- Quantificar o transporte regional de poluentes do ar dentro de um país.
- Avaliar os impactos sociais da poluição do ar.
- Melhorar as estimativas de emissões.
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Um Sistema Avançado de Previsão da Qualidade do Ar
As previsões actuais da qualidade do ar são limitadas. Elas fornecem uma previsão simples de valor único e não especificam a incerteza associada com a previsão. Elas também dizem simplisticamente se os níveis de ozônio serão altos ou baixos. É necessário muito mais detalhe na previsão e, com o financiamento da NASA, NCAR e seus parceiros estão desenvolvendo uma nova capacidade para produzir previsões detalhadas de 48 horas de ozônio do nível do solo e partículas finas.
Esta nova capacidade de previsão combina observações de satélite e in situ com modelagem de última geração e irá gerar previsões de qualidade do ar com detalhes finos. Assim como uma previsão meteorológica, por exemplo, pode alertar para 80% de chance de chuva à tarde, novas previsões de qualidade do ar podem alertar para 80% de chance de altos níveis de ozônio durante certas horas do dia. Essas previsões melhoradas aumentarão significativamente a atividade de tomada de decisão na gestão da qualidade do ar. Este sistema está sendo criado nos EUA, mas pode ser facilmente aplicado em qualquer parte do mundo.
Projeção da futura qualidade do ar
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Para quantificar mudanças futuras na qualidade do ar devido a mudanças no clima e atividades humanas futuras, a NCAR desenvolveu um modelo climático global e regional aliado à química. Estes modelos podem ser usados para examinar o impacto de diferentes cenários de emissões na qualidade do ar de qualquer região do mundo. Eles têm sido usados para prever mudanças na qualidade do ar nos EUA e na Índia até meados do século (2050).
Os resultados do modelo mostram que o cenário de emissões antropogênicas da Via de Concentração Representativa (RCP) 8,5 pode melhorar a qualidade do ar nos EUA, mas não na Índia.
Quantificando o transporte transfronteiriço de poluentes
Dependente da vida útil das partículas, os poluentes atmosféricos podem ser transportados pelos ventos atmosféricos de um país para outro. Assim, torna-se muito importante quantificar a contribuição desse transporte transfronteiriço enquanto se concebem estratégias de mitigação da poluição atmosférica.
NCAR desenvolveu uma técnica de traçador etiquetado para quantificar a contribuição transfronteiriça tanto para os poluentes gasosos (monóxido de carbono, CO) como para os aerossóis (carbono preto, BC). Usando esta técnica, estima-se que o transporte transfronteiriço contribua até 30% para a poluição por CO no inverno, mas menos de 5% para a poluição por BC na Índia, indicando que a Índia precisa fazer parcerias com países vizinhos para reduzir a poluição por monóxido de carbono. Entretanto, também revela que o país pode controlar a poluição por carbono negro.
Trabalhar para desenvolver novas tecnologias que ajudem diretamente os tomadores de decisão a planejar dias de alta poluição.
Quantificar o Transporte Regional de Poluentes
Apenas como o transporte transfronteiriço, também é importante quantificar a contribuição do transporte regional (definido como emissões de todas as regiões do país, excluindo aquela região) para a qualidade do ar de uma região do país, a fim de projetar estratégias de mitigação. A contribuição do transporte regional para a poluição por CO e BC em diferentes regiões do Sul da Ásia foi quantificada usando a técnica do traçador etiquetado.
Assessing Societal Impacts of Air Pollution
NCAR e seus parceiros acoplaram os modelos de transporte químico com a produção agrícola e conjuntos de dados populacionais para avaliar os impactos da poluição do ar na saúde humana e nas culturas. Para a região da Índia, foi estimado que a poluição da superfície pelo ozônio destrói alimentos suficientes para alimentar cerca de 94 milhões de pessoas e junto com as partículas finas pode levar a cerca de 0,9 milhões de mortes prematuras a cada ano. Os prejuízos econômicos associados com os impactos da poluição do ar na saúde e nas culturas são estimados em mais de 2 bilhões de USD.
Improvando Estimativas de Emissões
Estimativas atuais de emissões globais e regionais de baixo para cima estão disponíveis para avaliar o efeito das atividades humanas na qualidade do ar. Contudo, estas estimativas de emissões são altamente incertas em algumas regiões do mundo. Para reduzir a incerteza nestas estimativas de emissões, o NCAR desenvolveu algoritmos de modelagem inversa que combinam modelos de transporte químico com observações in situ e de satélite de poluentes para restringir as emissões.