Remoção de MP2,5 por árvores urbanas em áreas com diferentes condições de arborização em São Paulo, utilizando um modelo big-leaf

Air pollution is one of the main environmental problems in megacities, such as the metropolitan area of São Paulo (MASP), in Brazil. Urban forests can alleviate air pollution by providing a surface for the dry deposition of particles and trace gases. To benefit from this environmental service and design future green structures, it is crucial to estimate the removal rate of air pollutants by trees. The removal rates of fine particulate matter (PM2.5) by urban trees were quantitatively assessed for the first time in Brazil. A big-leaf modeling approach was adopted, using the i-Tree Eco software. In situ dendrometric data, hourly PM2.5 concentrations, and meteorological variables were used as inputs to the model. PM2.5 removal fluxes ranged between 0.06 and 0.21 g/m2/year in three study areas with contrasting urban forestry conditions. The neighborhood with the greatest canopy cover and tree diversity had the highest removal rates. The evergreen character of the urban forest in the MASP possibly contributed to the relatively high PM2.5 removal fluxes, as compared to other cities around the world. Removal rates were higher in the austral summer, when high precipitation rates restricted the resuspension of deposited particles back to the atmosphere. When extrapolated to the whole metropolitan area, assuming homogeneous forestry conditions, the estimated PM2.5 removal rates were comparable to the magnitude of vehicular emissions, showing that air pollution removal by trees can be substantial in the MASP. The results demonstrate the contribution of urban trees to the improvement of air quality and can boost the development of public policies on urban afforestation in the MASP.A poluição do ar é um dos problemas ambientais mais proeminentes em megacidades como a área metropolitana de São Paulo (AMSP). Árvores podem contribuir para a mitigação da poluição do ar proporcionando superfície para a deposição de partículas e gases traço. Para melhor aproveitar esse serviço ambiental e planejar futuras infraestruturas verdes, é fundamental estimar as taxas de remoção de poluentes por árvores. Pela primeira vez em uma cidade brasileira, foi quantificada a taxa de remoção anual de material particulado fino (MP2,5) por árvores urbanas. Para isso, foi utilizado o modelo i-Tree Eco, do tipo “folha grande”. Como entrada, foram utilizados dados dendrométricos locais, de concentração de MP2,5 e de variáveis meteorológicas. As taxas de remoção de MP2,5 variaram entre 0,06 e 0,21 g/m2/ano em três áreas de estudo com condições de arborização contrastantes. A vizinhança com maior cobertura de dossel e diversidade de espécies arbóreas apresentou a maior taxa de remoção. O caráter perene da floresta urbana na AMSP pode ter contribuído para as taxas de remoção relativamente altas em comparação com outras cidades do mundo. A remoção foi maior no verão; a precipitação restringiu a ressuspensão de partículas para a atmosfera. Extrapolando-se os resultados para toda a área metropolitana, supondo condições de arborização homogêneas, verificou-se que a remoção de MP2,5 pela vegetação poderia compensar as emissões veiculares desse poluente, demonstrando o potencial de remoção de poluentes pela floresta urbana na AMSP. Os resultados ilustram a contribuição das árvores urbanas para a melhoria da qualidade do ar e podem impulsionar políticas públicas de arborização na AMSP

Poluentes atmosféricos associados a condições meteorológicas de superfície na região do ABC em São Paulo

Air pollution is one the main environmental problems in urban areas like the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) in Brazil, where millions of inhabitants are exposed to pollution concentrations above the standards, with potential health impacts. Exposure is unequal throughout MASP, relying on the dynamics of local emission sources interplaying with weather and climate in a regional scale. The ABC region — ABC standing for Santo André, São Bernardo do Campo and São Caetano do Sul, the cities the area originally comprised of — is MASP’s largest industrial center, sitting in its southeast border, and encloses environmental protection areas. That leads to a unique emission profile that differ from the metropolis center. This study aims to characterize the variability of atmospheric pollutants in the ABC region in 2015, investigating possible sources and associations with surface meteorological conditions. Multivariate statistical analyses were applied to data from seven air quality monitoring stations and surface meteorological variables. Results show that São Bernardo do Campo stood out, with O3 concentrations 20% higher (43±19 μg.m-3) than the other sites, while São Caetano do Sul had the highest annual mean PM10 concentrations (39±19 μg.m-3), mostly related to vehicular emissions. Relative humidity was negatively correlated with primary pollutants, while temperature and radiation correlated with O3. Unusually high O3 concentrations were observed in January of 2015, concomitant with negative anomalies of precipitation and relative humidity, likely associated with the 2014/2015 summer drought event in Southeast Brazil. Overall, results show that local emission sources significantly impact air pollution loading and its diurnal variability, particularly in the case of primary pollutants. Climate modulates the seasonal concentration variability, and regional scale weather phenomena may impact air quality conditions. To reach concentration standards everywhere, policy makers must be aware of processes occurring in different spatial scales that determine air quality.A poluição atmosférica é um dos principais problemas ambientais em áreas urbanas como a Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), no Brasil, onde milhões de habitantes estão expostos a concentrações acima dos padrões, com potenciais impactos à saúde. A exposição à poluição atmosférica é desigual na RMSP, dependendo da dinâmica de fontes emissoras locais e da influência do tempo e do clima em escala regional. A região do ABC — sigla originada a partir das iniciais de suas cidades originais: Santo André, São Bernardo do Campo e São Caetano do Sul — é o maior centro industrial da RMSP, localizada em sua fronteira sudeste, e inclui áreas de proteção ambiental. Essas características resultam em um perfil de emissões singular, que difere do centro da metrópole. Este estudo visa caracterizar a variabilidade na concentração de poluentes atmosféricos na região do ABC em 2015, investigando possíveis fontes e associações a condições meteorológicas de superfície. Análises estatísticas multivariadas foram aplicadas a dados de qualidade do ar de sete estações de monitoramento e variáveis meteorológicas de superfície. São Bernardo do Campo se destacou, com concentrações de O3 20% maiores (43±19 μg.m-3) do que as outras estações, enquanto São Caetano do Sul apresentou a maior média anual de PM10 (39±19 μg.m-3), relacionada principalmente a emissões veiculares. A umidade relativa apresentou correlação negativa com os poluentes primários, enquanto a temperatura e a radiação se correlacionaram ao O3. Elevadas concentrações de O3 foram atipicamente observadas em janeiro de 2015 (59±19 μg.m-3), simultaneamente a anomalias negativas de precipitação e umidade relativa, possivelmente associadas ao evento de seca no Sudeste do Brasil no verão de 2014/2015. Os resultados mostram que fontes emissoras locais podem impactar significativamente a carga de poluição e sua variabilidade diurna, especialmente no caso de poluentes primários. O clima modula a variabilidade sazonal das concentrações, e fenômenos meteorológicos de escala regional podem impactar a qualidade do ar. Para atingir os padrões de concentração em toda a parte, o poder público deve ficar atento aos processos que ocorrem em diferentes escalas espaciais e que determinam a qualidade do ar

Ground-based aerosol characterization during the South American Biomass Burning Analysis (SAMBBA) field experiment

This paper investigates the physical and chemical characteristics of aerosols at ground level at a site heavily impacted by biomass burning. the site is located near Porto Velho, Rondonia, in the southwestern part of the Brazilian Amazon rainforest, and was selected for the deployment of a large suite of instruments, among them an Aerosol Chemical Speciation Monitor. Our measurements were made during the South American Biomass Burning Analysis (SAMBBA) field experiment, which consisted of a combination of aircraft and ground-based measurements over Brazil, aimed to investigate the impacts of biomass burning emissions on climate, air quality, and numerical weather prediction over South America. the campaign took place during the dry season and the transition to the wet season in September/October 2012.During most of the campaign, the site was impacted by regional biomass burning pollution (average CO mixing ratio of 0.6 ppm), occasionally superimposed by intense (up to 2 ppm of CO), freshly emitted biomass burning plumes. Aerosol number concentrations ranged from similar to 1000 cm(-3) to peaks of up to 35 000 cm(-3) (during biomass burning (BB) events, corresponding to an average submicron mass mean concentrations of 13.7 mu g m(-3) and peak concentrations close to 100 mu g m-3. Organic aerosol strongly dominated the submicron non-refractory composition, with an average concen-tration of 11.4 mu g m(-3). the inorganic species, NH4, SO4, NO3, and Cl, were observed, on average, at concentrations of 0.44, 0.34, 0.19, and 0.01 mu g m(-3), respectively. Equivalent black carbon (BCe) ranged from 0.2 to 5.5 mu g m(-3), with an average concentration of 1.3 mu g m(-3). During BB peaks, organics accounted for over 90% of total mass (submicron non-refractory plus BCe), among the highest values described in the literature.We examined the ageing of biomass burning organic aerosol (BBOA) using the changes in the H : C and O : C ratios, and found that throughout most of the aerosol processing (O : C congruent to D 0 : 25 to O : C congruent to D 0 : 6), no remarkable change is observed in the H : C ratio (similar to 1 : 35). Such a result contrasts strongly with previous observations of chemical ageing of both urban and Amazonian biogenic aerosols. At higher levels of processing (O : C > 0 : 6), the H : C ratio changes with a H : C / O : C slope of -0.5, possibly due to the development of a combination of BB (H : C / O : C slope D 0) and biogenic (H : C / O : C slope D 1) organic aerosol (OA). An analysis of the Delta OA / Delta CO mass ratios yields very little enhancement in the OA loading with atmospheric processing, consistent with previous observations. These results indicate that negligible secondary organic aerosol (SOA) formation occurs throughout the observed BB plume processing, or that SOA formation is almost entirely balanced by OA volatilization.Positive matrix factorization (PMF) of the organic aerosol spectra resulted in three factors: fresh BBOA, aged BBOA, and low-volatility oxygenated organic aerosol (LV-OOA). Analysis of the diurnal patterns and correlation with external markers indicates that during the first part of the campaign, OA concentrations are impacted by local fire plumes with some chemical processing occurring in the near-surface layer. During the second part of the campaign, long-range transport of BB plumes above the surface layer, as well as potential SOAs formed aloft, dominates OA concentrations at our ground-based sampling site.This manuscript describes the first ground-based deployment of the aerosol mass spectrometry at a site heavily impacted by biomass burning in the Amazon region, allowing a deeper understanding of aerosol life cycle in this important ecosystem.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)INCT AmazoniaNatural Environment Research Council (NERC)Univ São Paulo, Inst Phys, São Paulo, BrazilUniversidade Federal de São Paulo, Dept Earth & Exact Sci, Diadema, BrazilUniv Manchester, Sch Earth Atmospher & Environm Sci, Ctr Atmospher Sci, Manchester, Lancs, EnglandUK Met Off, Exeter, Devon, EnglandUniv Exeter, Coll Engn Maths & Phys Sci, Exeter, Devon, EnglandNatl Inst Space Res INPE, Sao Jose Dos Campos, BrazilMax Planck Inst Chem, Biogeochem Dept, D-55128 Mainz, GermanyUniversidade Federal de São Paulo, Dept Earth & Exact Sci, Diadema, BrazilFAPESP: 2012/14437-9FAPESP: 2013/05014-0CNPq: 475735-2012-9Natural Environment Research Council (NERC): NE/J010073/1Web of Scienc

Comparing properties of natural biogenic with biomass burning particles in Amazonia.

The Large Scale Biosphere Atmosphere Experiment in\ud Amazonia (LBA) is a long-term (20 years) research effort\ud aimed at the understanding of the functioning of the\ud Amazonian ecosystem. The strong biosphere-atmosphere\ud interaction is a key component of the ecosystem functioning.\ud Two aerosol components are the most visible: The natural\ud biogenic emissions of particles and VOCs, and the biomass\ud burning emissions.\ud Two aerosol and trace gases monitoring stations were\ud operated for 4 years in Manaus and Porto Velho, two very\ud distinct sites, with different land use change. Manaus is a very\ud clean and pristine site and Porto Velho is representative of\ud heavy land use change in Amazonia. Aerosol composition,\ud optical properties, size distribution, vertical profiling and\ud optical depth were measured from 2008 to 2012. Aerosol\ud radiative forcing was calculated over large areas. It was\ud observed that the natural biogenic aerosol has significant\ud absorption properties. Organic aerosol dominates the aerosol\ud mass with 80 to 95%. Light scattering and light absorption\ud shows an increase by factor of 10 from Manaus to Porto\ud Velho. Very few new particle formation events were\ud observed. Strong links between aerosols and VOC emissions\ud were observed. Aerosol radiative forcing in Rondonia shows\ud a high -15 watts/m² during the dry season of 2010, showing\ud the large impacts of aerosol loading in the Amazonian\ud ecosystem. The increase in diffuse radiation changes the\ud forest carbon uptake by 20 to 35%, a large increase in this\ud important ecosystem

Long term measurements of aerosol optical properties at a primary forest site in Amazonia

A long term experiment was conducted in a primary forest area in Amazonia, with continuous in-situ measurements of aerosol optical properties between February 2008 and April 2011, comprising, to our knowledge, the longest database ever in the Amazon Basin. Two major classes of aerosol particles, with significantly different optical properties were identified: coarse mode predominant biogenic aerosols in the wet season (January-June), naturally released by the forest metabolism, and fine mode dominated biomass burning aerosols in the dry season (July-December), transported from regional fires. Dry particle median scattering coefficients at the wavelength of 550 nm increased from 6.3 Mm(-1) to 22 Mm(-1), whereas absorption at 637 nm increased from 0.5 Mm(-1) to 2.8 Mm(-1) from wet to dry season. Most of the scattering in the dry season was attributed to the predominance of fine mode (PM2) particles (40-80% of PM10 mass), while the enhanced absorption coefficients are attributed to the presence of light absorbing aerosols from biomass burning. As both scattering and absorption increased in the dry season, the single scattering albedo (SSA) did not show a significant seasonal variability, in average 0.86 +/- 0.08 at 637 nm for dry aerosols. Measured particle optical properties were used to estimate the aerosol forcing efficiency at the top of the atmosphere. Results indicate that in this primary forest site the radiative balance was dominated by the cloud cover, particularly in the wet season. Due to the high cloud fractions, the aerosol forcing efficiency absolute values were below -3.5 Wm(-2) in 70% of the wet season days and in 46% of the dry season days. Besides the seasonal variation, the influence of out-of-Basin aerosol sources was observed occasionally. Periods of influence of the Manaus urban plume were detected, characterized by a consistent increase on particle scattering (factor 2.5) and absorption coefficients (factor 5). Episodes of biomass burning and mineral dust particles advected from Africa were observed between January and April, characterized by enhanced concentrations of crustal elements (Al, Si, Ti, Fe) and potassium in the fine mode. During these episodes, median particle absorption coefficients increased by a factor of 2, whereas median SSA values decreased by 7 %, in comparison to wet season conditions.Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)European Integrated FP6 project on Aerosol Cloud Climate and Air Quality Interactions (EUCAARI) under the scope of LBA experimentUniversidade Federal de São Paulo, Inst Environm Chem & Pharmaceut Sci, Dept Earth & Exact Sci, São Paulo, BrazilUniv São Paulo, Inst Phys, Dept Appl Phys, São Paulo, BrazilLeibniz Inst Tropospher Res, Leipzig, GermanyNatl Inst Amazonian Res INPA, Manaus, Amazonas, BrazilLund Univ, Inst Phys, Div Nucl Phys, Lund, SwedenHarvard Univ, Dept Earth & Planetary Sci, Div Engn & Appl Sci, Cambridge, MA 02138 USAUniv Helsinki, Div Atmospher Sci, Dept Phys Sci, Helsinki, FinlandUniversidade Federal de São Paulo, Inst Environm Chem & Pharmaceut Sci, Dept Earth & Exact Sci, São Paulo, BrazilFAPESP: AEROCLIMA 08/58100-2European Integrated FP6 project on Aerosol Cloud Climate and Air Quality Interactions (EUCAARI) under the scope of LBA experiment: 34684Web of Scienc

Measurement of turbulent fluxes of particles and volatile organic compounds, and the aerosol vertical distribution at the Amazonian low troposphere

A Amazônia constitui um ecossistema complexo, no qual a biosfera e a atmosfera estão intrinsecamente relacionadas. Às fontes biogênicas naturais somam-se emissões de queimadas, que alteram significativamente as características da população de aerossóis, e que afetam processos importantes no funcionamento do ecossistema. O presente trabalho integra observações de propriedades físicas de aerossóis na Amazônia sob diferentes condições: i) o transporte turbulento de partículas entre o dossel e a camada limite (experimento LBA/ZF2-2004); ii) a evolução de propriedades de aerossóis de queimada durante o transporte entre a camada limite e a troposfera livre (experimento LBA/SMOCC-2002). Medidas de fluxos por vórtices turbulentos foram realizadas em uma torre situada na Reserva Biológica de Cuieiras (AM), sendo que o valor médio obtido para o fluxo de partículas foi de 0,05 106 m-2 s-1, indicando um fluxo líquido próximo de zero. Durante o dia predominou a emissão de partículas, enquanto que à noite a deposição foi o processo dominante. Alguns eventos foram associados à variabilidade dos fluxos de partículas, tais como: gradientes verticais ascendentes de concentração de partículas grossas contendo fósforo e potássio durante a noite; e eventos de súbito aumento da concentração de partículas finas também durante a noite. Esses eventos podem estar relacionados a emissões biogênicas. Fluxos de isopreno e monoterpenos (precursores de aerossóis orgânicos secundários) atingiram, respectivamente, valores máximos de 7,4 e 0,82 ?gC/m2/h em torno do meio-dia, sem associação direta com os fluxos de aerossóis. Não foram observados eventos claros de nucleação de novas partículas. A distribuição vertical dos aerossóis da baixa troposfera foi estudada a partir da compilação de 31 vôos realizados sobre áreas impactadas em Rondônia, e também sobre áreas relativamente limpas na Amazônia Ocidental. Nas regiões impactadas, a concentração de partículas decaiu a uma taxa média de 800 partículas/cm3/km na troposfera livre. Perfis verticais mostraram que os aerossóis de queimada tendem a acumular-se no topo da camada limite, com possíveis implicações óticas para a superfície. Nos sítios impactados, observou-se um aumento do diâmetro médio das partículas, da eficiência de espalhamento e da eficiência de ativação de NCN na troposfera livre, possivelmente causados por processamento dos aerossóis no interior de nuvens. Por outro lado, nas localidades de floresta não-impactada as propriedades medidas na camada limite e na troposfera livre apresentaram valores similares. Dessa maneira, foram caracterizados os dois tipos de partículas existentes na Amazônia: as partículas de queimada e as partículas naturais biogênicas. Os resultados mostraram que o processo de envelhecimento de partículas de queimada influenciou significativamente as propriedades físicas da população de aerossóis. Quanto às partículas biogênicas, ainda permanecem desconhecidos os mecanismos biofísicos que governam os processos de emissão e deposição, sendo necessária a realização de novos experimentos em longo prazo.The Amazon tropical forest constitutes a complex ecosystem, in which the biosphere and the atmosphere are intrinsically related. To the natural biogenic sources, biomass burning emissions are summed up, changing significantly some aerosol characteristics, which in turn may affect important processes in the ecosystem. This work integrates observations of aerosol physical properties in Amazonia under two different conditions: i) turbulent transport between the forest canopy and the atmosphere (LBA/ZF2-2004 experiment); ii) evolution of biomass burning aerosol properties along the transport from the surface to the lower free troposphere (LBA/SMOCC-2202 experiment). Turbulent flux measurements were performed by eddy covariance in a tower at the Reserva Biológica de Cuieiras (AM), with an average particle flux of 0,05 106 m-2 s-1, denoting a net flux close to zero. During the day, particle emission was the predominant process, while the deposition dominated at night. Some events were associated to particle flux variability, such as: ascendant vertical gradients of coarse particles containing phosphorus and potassium at night; and events of abrupt increase in fine particles concentration also at night. Those events can be related to biogenic emissions. Isoprene and monoterpene fluxes (secondary organic aerosols precursors) reached, respectively, maximum values of 7.4 and 0.82 ?gC/m2/h around noon, without any apparent association with aerosol fluxes. Also, no clear events of nucleation were observed during the experiment. The aerosol vertical distribution were achieved from the compilation of 31 flights over impacted areas in Rondonia, and also over relatively clean areas on Western Amazon. Over the impacted areas, particle concentrations diminished with an average tax of 800 particles/cm3/km at the free troposphere. Vertical profiles showed that biomass burning aerosols have a tendency to accumulate at the top of the boundary layer, with possible optical implications at surface. Over impacted areas, an increase on particle average diameters, as well as on scattering and CCN activation efficiencies were observed at the free troposphere, possibly due to in cloud aerosol processes. Otherwise, over clean forest areas no significant differences on aerosol properties were observed inside the boundary layer and at the free troposphere. In this way, the two types of Amazonian aerosol particles were characterized in this work: biomass burning and natural biogenic particles. Results showed that biomass burning aging process affected significantly some physical properties of the aerosol population. As for biogenic particles, the biophysical mechanisms that govern their emission and deposition processed are still unclear, so that long range particle flux experiments are required for a better understanding of this issue

Modeling of the gas-particle conversion processes and formation of cloud condensation nuclei in the Amazon.

A região amazônica constitui um complexo ecossistema, integrando a floresta, o sistema hídrico e a atmosfera. A região tem passado por profundas mudanças no uso do solo, com a troca de floresta por pastagens e culturas agrícolas, alterando o funcionamento natural do ecossistema. Tais alterações vêm sendo estudadas pelo Experimento de Grande Escala da Biofera-Atmosfera na Amazônia (LBA). Fazendo uso do modelo MAPS (Model for Aerosol Process Studies), do tipo caixa de dimensão zero, foram simulados os processos dinâmicos de produção de aerossóis orgânicos a partir de precursores gasosos (VOCs - Volatile Organic Compounds), e da formação de núcleos de condensação de nuvens (CCN - Cloud Condensation Nuclei) na Amazônia. Os resultados deste trabalho mostram que o processo de conversão gás-partícula altera as propriedades físico-químicas da população de aerossóis e CCNs. A oxidação dos monoterpenos, compostos orgânicos voláteis emitidos pela vegetação, leva à produção de aerossóis secundários na moda fina. A conversão de floresta para pastagem reduz as emissões de monoterpenos, com uma conseqüente diminuição na produção de novas partículas orgânicas. Em 24 horas de simulação, o modelo MAPS calcula uma concentração de 2.0 ug/m POT.3 de aerossóis orgânicos secundários para o ambiente de floresta, em comparação com o valor de 0.69 ug/m POT.3 previsto para o ambiente de pastagem. A produção de aerossóis orgânicos secundários, devido à conversão gás-partícula, traz conseqüências para os processos de produção de CCN e formação de nuvens. A partir de uma população natural de aerossóis constituída majoritariamente por compostos orgânicos, o modelo prevê a ativação de 90% das partículas à supersaturação de 0.5%, evidenciando o papel dos aerossóis biogênicos orgânicos no processo de formação de nuvens na Amazônia. O material particulado das estações seca e chuvosa da Amazônia apresenta características muito diversas, ) no que diz respeito à distribuição de tamanho e de espécies químicas. A partir das propriedades físico-químicas dos aerossóis de queimadas, o modelo calculou uma concentração de 250 partículas de CCN por cm POT.3 a uma supersaturação de 0.15%, em oposição às 100 partículas de CCN por cm POT.3 produzidas a partir de aerossóis naturais, sob condições idênticas de umidade. A maior quantidade de CCNs na estação seca interfere nos processos físicos de produção de nuvens, podendo provocar uma diminuição da taxa de crescimento de gotas, um aumento no tempo de residência das nuvens, e a conseqüente redução da taxa de precipitação na Amazônia.The Amazon Forest is a very complex ecosystem, which integrates its vegetation, its hydrological system, and the atmosphere. The Amazonian vegetation, with its natural metabolism, emits a large amount of biogenic particles and trace gases to the atmosphere. The region is passing through deep changes with respect to land use and land cover. The conversion of forest to pasture or agricultural land alters the ecosystem natural behavior. Using a zero dimensional box model named MAPS (Model for Aerosol Processes Studies),the dynamical processes of gas-to-particle conversion and cloud condensation nuclei (CCN) formation have been simulated for Amazonia. The parameters that constraint the model were based on data collected during the Large Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazon (LBA). This work shows that gas-to-particle conversion processes affects the physical and chemical properties of natural aerosol population. Oxidation of monoterpenes, volatile organic compounds emitted by vegetation, causes a fine mode secondary organic aerosol production. The conversion of forest to pasture land reduces monoterpene emissions, diminishing the production of new organic particles as consequence. In 24 hours of simulation, the model predicts a secondary organic aerosol concentration of 2.0 g/m³ for forest, and 0.69 g/m³ for pasture environment. The production of secondary organic aerosol, due to gas-to-particle conversion, influences CCN population and cloud processes formation. From a natural aerosol population composed mainly by organic compounds, the model predicts that 90% of the particles activates at 0.5% of ambient supersaturation, showing the important role of organic aerosol on CCN formation in Amazon. Dry and wet season particulate matter in Amazonia shows very distinct characteristics of size and chemical species distribution. From a typical burning season aerosol, the model predicted a concentration of 250 CCN/cm³ at a supersaturation of 0.15%. With similar humidity conditions, a concentration of 100 CCN/cm³ was calculated from natural wet season aerosol. The increased number of CCN during the dry season affects cloud formation, and can reduce the growth rate of droplets, enlarge cloud lifetime, and consequently diminish cloud precipitation rates

Modeling of the gas-particle conversion processes and formation of cloud condensation nuclei in the Amazon.

A região amazônica constitui um complexo ecossistema, integrando a floresta, o sistema hídrico e a atmosfera. A região tem passado por profundas mudanças no uso do solo, com a troca de floresta por pastagens e culturas agrícolas, alterando o funcionamento natural do ecossistema. Tais alterações vêm sendo estudadas pelo Experimento de Grande Escala da Biofera-Atmosfera na Amazônia (LBA). Fazendo uso do modelo MAPS (Model for Aerosol Process Studies), do tipo caixa de dimensão zero, foram simulados os processos dinâmicos de produção de aerossóis orgânicos a partir de precursores gasosos (VOCs - Volatile Organic Compounds), e da formação de núcleos de condensação de nuvens (CCN - Cloud Condensation Nuclei) na Amazônia. Os resultados deste trabalho mostram que o processo de conversão gás-partícula altera as propriedades físico-químicas da população de aerossóis e CCNs. A oxidação dos monoterpenos, compostos orgânicos voláteis emitidos pela vegetação, leva à produção de aerossóis secundários na moda fina. A conversão de floresta para pastagem reduz as emissões de monoterpenos, com uma conseqüente diminuição na produção de novas partículas orgânicas. Em 24 horas de simulação, o modelo MAPS calcula uma concentração de 2.0 ug/m POT.3 de aerossóis orgânicos secundários para o ambiente de floresta, em comparação com o valor de 0.69 ug/m POT.3 previsto para o ambiente de pastagem. A produção de aerossóis orgânicos secundários, devido à conversão gás-partícula, traz conseqüências para os processos de produção de CCN e formação de nuvens. A partir de uma população natural de aerossóis constituída majoritariamente por compostos orgânicos, o modelo prevê a ativação de 90% das partículas à supersaturação de 0.5%, evidenciando o papel dos aerossóis biogênicos orgânicos no processo de formação de nuvens na Amazônia. O material particulado das estações seca e chuvosa da Amazônia apresenta características muito diversas, ) no que diz respeito à distribuição de tamanho e de espécies químicas. A partir das propriedades físico-químicas dos aerossóis de queimadas, o modelo calculou uma concentração de 250 partículas de CCN por cm POT.3 a uma supersaturação de 0.15%, em oposição às 100 partículas de CCN por cm POT.3 produzidas a partir de aerossóis naturais, sob condições idênticas de umidade. A maior quantidade de CCNs na estação seca interfere nos processos físicos de produção de nuvens, podendo provocar uma diminuição da taxa de crescimento de gotas, um aumento no tempo de residência das nuvens, e a conseqüente redução da taxa de precipitação na Amazônia.The Amazon Forest is a very complex ecosystem, which integrates its vegetation, its hydrological system, and the atmosphere. The Amazonian vegetation, with its natural metabolism, emits a large amount of biogenic particles and trace gases to the atmosphere. The region is passing through deep changes with respect to land use and land cover. The conversion of forest to pasture or agricultural land alters the ecosystem natural behavior. Using a zero dimensional box model named MAPS (Model for Aerosol Processes Studies),the dynamical processes of gas-to-particle conversion and cloud condensation nuclei (CCN) formation have been simulated for Amazonia. The parameters that constraint the model were based on data collected during the Large Biosphere-Atmosphere Experiment in Amazon (LBA). This work shows that gas-to-particle conversion processes affects the physical and chemical properties of natural aerosol population. Oxidation of monoterpenes, volatile organic compounds emitted by vegetation, causes a fine mode secondary organic aerosol production. The conversion of forest to pasture land reduces monoterpene emissions, diminishing the production of new organic particles as consequence. In 24 hours of simulation, the model predicts a secondary organic aerosol concentration of 2.0 g/m³ for forest, and 0.69 g/m³ for pasture environment. The production of secondary organic aerosol, due to gas-to-particle conversion, influences CCN population and cloud processes formation. From a natural aerosol population composed mainly by organic compounds, the model predicts that 90% of the particles activates at 0.5% of ambient supersaturation, showing the important role of organic aerosol on CCN formation in Amazon. Dry and wet season particulate matter in Amazonia shows very distinct characteristics of size and chemical species distribution. From a typical burning season aerosol, the model predicted a concentration of 250 CCN/cm³ at a supersaturation of 0.15%. With similar humidity conditions, a concentration of 100 CCN/cm³ was calculated from natural wet season aerosol. The increased number of CCN during the dry season affects cloud formation, and can reduce the growth rate of droplets, enlarge cloud lifetime, and consequently diminish cloud precipitation rates

PERCEPÇÃO DA POLUIÇÃO DO AR POR COMERCIÁRIOS NO MUNICÍPIO DE DIADEMA, NA REGIÃO METROPOLITANA DE SÃO PAULO

A poluição do ar é um dos principais problemas enfrentados em regiões urbanas, e sua percepção pela população é fundamental para a mitigação do problema. Este estudo analisou a percepção da poluição do ar por dois grupos de comerciários do município de Diadema: um atuante no centro da cidade, em uma via de intenso tráfego, e outro atuante na periferia (bairro). Os resultados demonstram que os entrevistados têm clara percepção da poluição do ar (90% no centro e 70% no bairro) e identificaram corretamente seu principal agente, a emissão veicular. Entretanto, a maioria dos entrevistados (65%) não se identificou como causa do problema. A percepção dos entrevistados sobre a evolução da qualidade do ar foi coerente com dados de concentração dos poluentes. Vale ressaltar a divergência encontrada entre a percepção dos comerciários e os índices oficiais de qualidade do ar. Não houve diferenças significativas entre as percepções dos comerciários do centro e do bairro

Aerosol properties, in-canopy gradients, turbulent fluxes and VOC concentrations at a pristine forest site in Amazonia

Aerosol physical and chemical properties were measured in a forest site in central Amazonia (Cuieiras reservation, 2.61S; 60.21W) during the dry season of 2004 (Aug-Oct). Aerosol light scattering and absorption, mass concentration, elemental composition and size distributions were measured at three tower levels (Ground: 2 m; Canopy: 28 m, and Top: 40 m). For the first time, simultaneous eddy covariance fluxes of fine mode particles and volatile organic compounds (VOC) were measured above the Amazonian forest canopy. Aerosol fluxes were measured by eddy covariance using a Condensation Particle Counter (CPC) and a sonic anemometer. VOC fluxes were measured by disjunct eddy covariance using a Proton Transfer Reaction Mass Spectrometer (PTR-MS). At nighttime, a strong vertical gradient of phosphorus and potassium in the aerosol coarse mode was observed, with higher concentrations at Ground level. This suggests a source of primary biogenic particles below the canopy. Equivalent black carbon measurements indicate the presence of light-absorbing aerosols from biogenic origin. Aerosol number size distributions typically consisted of superimposed Aitken (76 nm) and accumulation modes (144 nm), without clear events of new particle formation. Isoprene and monoterpene fluxes reached respectively 7.4 and 0.82 mg m(-2) s(-1) around noon. An average fine particle flux of 0.05 +/- 0.10 10(6) m(-2) s(-1) was calculated, denoting an equilibrium between emission and deposition fluxes of fine mode particles at daytime. No significant correlations were found between VOC and fine mode aerosol concentrations or fluxes. (C) 2009 Elsevier Ltd. All rights reserved.Fundacao de Amparo a Pesquisa do Estado de Sao Paulo (FAPESP)Fundação de Amparo à Pesquisa do Estado de São Paulo (FAPESP)CNPq Conselho Nacional de Desenvolvimento Cientifico (INCT Instituto do Milenio, Milenio-LBA2)Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq)U.S. National Science Foundation (NSF)National Science Foundation (NSF), US