Author(s):
Martins, Patrícia Alexandra da Cruz 
Date: 2011
Persistent ID: http://hdl.handle.net/10773/8601
Origin: RIA - Repositório Institucional da Universidade de Aveiro
Subject(s): Engenharia do ambiente; Poeiras minerais - Cabo Verde; Qualidade do ar - Cabo Verde; Aerossóis
Description
O arquipélago de Cabo Verde situa-se na margem Oriental do Atlântico Norte, a
cerca de 500 km da Costa Ocidental de África. Dada a sua localização
geográfica, dentro da principal área de transporte de poeira sobre o Atlântico
tropical e perto da costa africana, é uma região com particular interesse para a
realização de estudos sobre as poeiras minerais do Sahara e da região do
Sahel.
Neste trabalho foi efectuada a caracterização das concentrações de matéria
particulada em Cabo Verde com base nas observações dos primeiros cinco
meses do corrente ano. Pretendeu-se identificar as potenciais proveniências da
matéria particulada, tendo em vista a avaliação da importância do transporte a
longa distância de poeiras do deserto do Sahara na qualidade do ar. Para tal
recorreu-se à integração de várias técnicas e ferramentas de medição, mas
também de modelação atmosférica e de detecção remota.
As medições in situ por diferentes amostradores revelaram uma elevada
concordância entre si. Janeiro e Fevereiro foram os meses mais críticos,
apresentando as concentrações mais elevadas do período em análise, onde as
médias diárias de PM10 e PM2.5 aproximaram-se de 300 e 120 μg/m3,
respectivamente. Só neste período verificaram-se 25 e 24 dias de excedências
para PM10 e PM2.5 respectivamente, de acordo com os valores-guia da OMS.
A avaliação da distribuição por tamanhos das PM revela o predomínio da
fracção grosseira (PM2.5 – 10) para a massa de PM10.
As elevadas concentrações relacionam-se com os ventos de Nordeste e Nornordeste,
tendo-se identificado três eventos característicos de bruma seca, cuja
duração tem uma média de dois a quatro dias. A análise de retrotrajectórias
confirma que as elevadas concentrações em Cabo Verde estão associadas a
massas de ar com passagem sobre o Sahara.
Foi aplicado o modelo de simulação de emissão e transporte de poeiras
minerais (DREAM) para Cabo Verde. Observou-se, pela análise estatística
quantitativa, que as concentrações à superfície de PM10 entre o modelo e as
medições (Grimm) têm uma tendência similar de variação ao longo do tempo. O
modelo subestima as concentrações de PM10 especialmente durante a
sucessão de elevadas concentrações.
A espessura óptica de aerossóis simuladas pelo DREAM demonstrou também
ter uma tendência temporal análoga à observada pela AERONET, no entanto a
correlação, quer com os dados da AERONET quer com os dados do MODIS,
revelou-se reduzida. Ainda assim, o modelo teve algumas simulações para
AOD próximas das observadas por detecção remota. Os dados de AOD têm
uma tendência temporal semelhante às concentrações de PM medidas à
superfície, com excepção do mês de Maio, em que as concentrações de PM à
superfície foram baixas mas o AOD para a coluna vertical foi elevado indicando
o transporte de poeiras em camadas da atmosfera mais elevadas.
A qualidade do ar em Cabo Verde, em termos de matéria particulada, depende
fortemente dos eventos de poeira Sahariana e seu transporte. The archipelago of Cape Verde is located on the eastern North
Atlantic, about 500 km from the West Coast of Africa. Its geographical
location, inside the main area of dust transport over tropical Atlantic
and near the coast of Africa, is a region ideally for studies of mineral
dust from the Sahara and the Sahel region.
This work was carried out to characterize the concentrations of
particulate matter in Cape Verde based on the first five months in the
current year. We attempted to identify potential sources of particulate
matter, in order to assess the importance of long-distance transport of
dust from Sahara desert in air quality. For this we used the integration
of a variety of techniques and measurement tools, but also
atmospheric modeling and remote sensing.
Measurements in situ for different samples revealed a high agreement
among themselves. January and February were the most critical
months, with the highest concentrations of the period, where the daily
mean PM10 and PM2.5 approached 300 and 120 μg/m3, respectively.
On this time there were 25 and 24 days of exceedances for PM10 and
PM2.5 respectively, according to the WHO guideline values. The
evaluation of the size distribution of PM reveals the predominance of
coarse fraction (PM2.5-10) for the mass of PM10.
High concentrations are connected to north-east and north-northeast
winds, and it was identified three events characteristic of “bruma
seca”, whose duration is an average of two to four days. Backward
trajectories analysis confirms that the high concentrations in Cape
Verde are associated with air masses passing over the Sahara.
We applied the DREAM model to predict the emission and transport of
mineral dust to Cape Verde. It was observed by quantitative statistical
diagnosis, the surface concentrations of PM10 between the model and
measurements (Grimm) have a similar trend of variation over the time.
The model underestimates the concentrations of PM10 especially
during a succession of high concentrations.
The aerosol optical depth simulated by DREAM has also
demonstrated a similar tendency to that observed by AERONET,
however the correlation either with the AERONET data or with MODIS
data, proved to be reduced.
Still, the model predictions for AOD had some close to the
observations by remote sensing. AOD data have a similar trend to the
concentrations of PM measurement at the surface, except the month
of May, in which the surface concentrations of PM were to low but the
AOD to the vertical column was high indicating the transport of dust in
the higher layers of the atmosphere.
Air quality in Cape Verde, in terms of particulate matter, depends
strongly on the events of Saharan dust and its transport. Mestrado em Engenharia do Ambiente
