Suposições subjacentes de qualidade do ar precisam ser redefinidas: níveis de ozônio perto da superfície em ambientes urbanos abaixo do esperado

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A torre de monitoramento de 40 metros de altura do Observatório Atmosférico de Innsbruck, perto do centro da cidade de Innsbruck, na Áustria, Europa, fornece continuamente dados sobre a composição da atmosfera perto da superfície. A cada hora, 36.000 pontos de dados são registrados. Usando um método de medição especial – o chamado método de covariância parasita – a concentração dos componentes do ar pode ser monitorada continuamente. Uma equipe internacional liderada por Thomas Karl, do Departamento de Ciências Atmosféricas e Criosféricas da Universidade de Innsbruck, agora usou esses dados para estudar detalhadamente a química do ozônio, monóxido de nitrogênio e dióxido de nitrogênio em áreas urbanas. A alta proporção de veículos a diesel nas cidades europeias leva a fortes concentrações de monóxido de nitrogênio. Este reage com o ozônio para produzir dióxido de nitrogênio. Na atmosfera, o dióxido de nitrogênio se decompõe novamente em monóxido de nitrogênio e oxigênio atômico, que imediatamente se combina com o oxigênio atmosférico para formar ozônio.

Suposição comumprecisa ser refinado

Este ciclo químico foi descrito matematicamente há mais de 60 anos no primeiro livro sobre poluição do ar de Philip Leighton. A relação entre os dois processos já foi chamada de razão de Leighton. Modelos de computador de química atmosférica usam a razão de Leighton para minimizar a complexidade derivando a concentração de ozônio, óxido nítrico e dióxido de nitrogênio da concentração de cada um dos outros dois. Na prática, isso tem sido usado, por exemplo, para derivar as concentrações de ozônio em áreas poluídas por óxidos de nitrogênio. Os dados dos pesquisadores atmosféricos de Innsbruck agora mostram que, na presença de altas emissões de monóxido de nitrogênio, as simplificações computacionais feitas por Leighton levam a resultados incorretos. Thomas Karl aponta que “em cidades com altas emissões de monóxido de nitrogênio, essa proporção pode ser superestimada em até 50%, o que pode levar a cálculos de modelos que superestimam as concentrações de ozônio no nível do solo em áreas urbanas”. O efeito da química – as interações de turbulência desempenham um papel significativo na camada mais baixa da atmosfera, até 200 metros acima do solo.

O responsável pelo efeito estudado em Innsbruck é a combinação de forte turbulência em áreas urbanas na presença de altas emissões de monóxido de nitrogênio. . A mistura dos gases combinada com os processos químicos relativamente rápidos leva a que mais ozônio seja convertido em dióxido de nitrogênio. Os dados dos pesquisadores também mostram que as emissões diretas de dióxido de nitrogênio do tráfego urbano são praticamente insignificantes em comparação com a formação secundária. “É importante observar que os regulamentos ambientais não dependem de cálculos de modelo, mas entram em vigor dependendo das concentrações reais de poluentes medidos”, enfatizou Thomas Karl.

Os resultados foram agora publicados na Science Advances. A pesquisa foi realizada em conjunto com o Centro Nacional de Pesquisa Atmosférica (EUA), Case Western Reserve University (EUA), Wageningen University (NL) e Luftblick (AT), e contou com o apoio financeiro do Austrian Science Fund FWF e da Agência Espacial Europeia ESA, entre outros.

Com informações de Science Daily.

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