Emissões biogênicas, química e impactos na Região Metropolitana de São Paulo: BIOMASP+

• Processo: 20/07141-2
• Modalidade de apoio: Auxílio à Pesquisa - Temático
• Vigência: 01 de maio de 2021 - 30 de abril de 2025
• Área do conhecimento: Ciências Exatas e da Terra - Geociências - Meteorologia
• Convênio/Acordo: ANR
• Pesquisador responsável: Adalgiza Fornaro
• Beneficiário: Adalgiza Fornaro
• Pesq. responsável no exterior: Agnès Borbon
• Instituição no exterior: Laboratoire de Météorologie Physique (LaMP), França
• Instituição Sede: Instituto de Astronomia, Geofísica e Ciências Atmosféricas (IAG). Universidade de São Paulo (USP). São Paulo , SP, Brasil
• Pesquisadores principais: Amauri Pereira de Oliveira ; Rita Yuri Ynoue ; Silvia Ribeiro de Souza
• Pesquisadores associados: Cláudia Maria Furlan ; Gregori de Arruda Moreira ; Inês Cordeiro ; JAFFREZO Jean-Luc ; Joel Ferreira de Brito ; Luciana Varanda Rizzo ; Luzimar Campos da Silva ; Maria Lúcia Arruda de Moura Campos ; Michael Staudt ; Regina Maria de Moraes ; Samara Carbone
• Auxílios(s) vinculado(s): 22/14426-9 - Medições de BVOC (emissões, fluxos e reatividade) durante o Período de Observação Especial do BIOMASP+, AV.EXT
• Bolsa(s) vinculada(s): 23/11211-4 - Investigação de fluxos turbulentos de VOC no projeto BIOMASP+, BP.TT; 22/13213-1 - Ecometabolômica para um melhor entendimento da reposta das plantas à poluição do ar, BP.PD; 22/07326-8 - Perfil da emissão de compostos orgânicos voláteis biogênicos (COVB) e principais respostas metabolômicas a poluentes atmosféricos em dois remanescentes de Mata Atlântica em SP, Brasil, BP.PD; 22/11143-6 - Entendendo as interações entre as emissões de COVs biogênicos (BCOVs) e sua contribuição para a formação de aerossóis em uma atmosfera tropical poluída, BP.PD; 22/06511-6 - Desenvolvimento do sistema de medidas de turbulência para estimar fluxos turbulentos de VOC na região metropolitana de São Paulo, BP.TT
• Assunto(s): Química atmosférica Compostos orgânicos voláteis Poluição do ar Emissões biogênicas Interação biosfera-atmosfera Aerossóis Isopreno Ozônio Região metropolitana São Paulo
• Palavra(s)-Chave do Pesquisador: biogenic volatile organic compounds (BVOCs) | BVOCs fluxes | isoprene | ozone forming potential | secondary organic aerosol (SOA) | Urban forests and air pollution | Química da Atmosfera

Resumo

Nos últimos 50 anos, as megacidades aumentaram mais de dez vezes, abrigando mais da metade da população mundial, cujos desafios têm a poluição do ar no topo da lista, representando mais de 5 milhões de mortes por ano em todo o mundo, principalmente, devido ao MP2,5. Embora a natureza antropogênica da poluição do ar tenha sido considerada há muito tempo, há evidências de que a mistura entre as emissões humanas e da biosfera modificaria e até exacerbaria o efeito da poluição antropogênica no meio ambiente e na saúde. O efeito da biosfera-atmosfera ganharia importância no contexto da redução de emissões de fontes móveis tradicionais e do aquecimento global que deve aumentar as emissões biogênicas em escala global. MASP no sudeste do Brasil é emblemático dessas interações e ameaças: está entre as dez megacidades em todo o mundo e, apesar do avanço do controle de emissões de poluentes, está enfrentando problemas de qualidade do ar devido ao O3 e às partículas (MP10 e MP2,5). Apesar do controle de emissões de compostos orgânicos voláteis antrópicos (ACOVs), as concentrações máximas de O3 permaneceram constantes nos últimos 15 anos, levantando a questão do papel dos COVs biogênicos (BCOVs) como um de seus principais precursores. A floresta urbana verde dentro da cidade e também a Mata Atlântica ao seu redor, totalizam ~ 30% do território total do MASP e possui clima subtropical, favorecendo emissões biogênicas e processos fotoquímicos. Tomando o MASP como um alvo natural de laboratório, o projeto franco-brasileiro BIOMASP+ é uma oportunidade única para reduzir lacunas na nossa compreensão dos processos atmosféricos, resultantes da complexa mistura urbana antropogênica e biogênica. Isso é necessário para quantificar adequadamente o impacto dos poluentes na qualidade do ar, na saúde e nas mudanças climáticas. O principal objetivo do BIOMASP+ é avaliar o impacto das interações biosfera-atmosfera na poluição urbana gasosa e particulada em um clima em mudança, abordando as seguintes perguntas: como a interação biosfera-atmosfera afeta a produção de ozônio? como isso altera a formação e o envelhecimento do aerossol orgânico secundário (SOA)? Como isso afeta a saúde e, novamente a biosfera? As perguntas acima mencionadas requerem um conhecimento completo da natureza e intensidade dos compostos químicos e biológicos emitidos pela Mata Atlântica. Embora tenha havido muitos esforços nos estudos de BCOVs a partir da Floresta Amazônica, as emissões de árvores da Mata Atlântica, que são as árvores nativas presentes no Estado de São Paulo e MASP, foram completamente negligenciadas. A quantificação das emissões das árvores da Mata Atlântica será um dos pré-requisitos originais do projeto BIOMASP+, dividido em um grupo de trabalho de coordenação (tarefa 0) e mais quatro grupos de trabalho principais: 1 - meteorologia e fluxos de COVs; 2 - caracterização e quantificação de fontes de emissão biogênica; 3 - processos biofísico-químicos e composição do ambiente e 4 - observações estendidas, previsões e impactos. Para atingir seus principais objetivos, o BIOMASP+ foi concebido como (I) um projeto integrador que combina novas observações in situ (dois locais experimentais, RMG e Matão-IAG-USP) nas fases gasosa e aerossol, experimentos em laboratório e modelagem; (II) um projeto multidisciplinar que é o estudo das interações biosfera-atmosfera, implicando conhecimentos compartilhados em emissões biogênicas, química atmosférica, biologia e meteorologia do Brasil e da França. Além disso, o estudo das interações biosfera-atmosfera envolve várias escalas espaciais e temporais aninhadas: do nível da folha ao nível acima do dossel, tempo curto à escala de vários anos. O BIOMASP+ trata da ciência fundamental e fornece uma base científica para fins de qualidade do ar, saúde e mitigação do clima urbano. É necessário um conhecimento aprofundado desses processos para implementar estratégias mais eficazes que levarão a benefícios sustentáveis para sociedade. (AU)

Publicações científicas

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(Referências obtidas automaticamente do Web of Science e do SciELO, por meio da informação sobre o financiamento pela FAPESP e o número do processo correspondente, incluída na publicação pelos autores)

MOREIRA, GREGORI DE ARRUDA; DE OLIVEIRA, AMAURI PEREIRA; CODATO, GEORGIA; SANCHEZ, MACIEL PINERO; TITO, JANET VALDES; HUSSNI E SILVA, LEONARDO ALBERTO; DA SILVEIRA, LUCAS CARDOSO; DA SILVA, JONATAN JOAO; DA SILVA LOPES, FABIO JULIANO; LANDULFO, EDUARDO. Assessing Spatial Variation of PBL Height and Aerosol Layer Aloft in Sao Paulo Megacity Using Simultaneously Two Lidar during Winter 2019. ATMOSPHERE, v. 13, n. 4, p. 16-pg., 2022-04-01. (20/07141-2, 11/50178-5)

FREITAS, ARTHUR DIAS; FORNARO, ADALGIZA. Atmospheric Formaldehyde Monitored by TROPOMI Satellite Instrument throughout 2020 over Sao Paulo State, Brazil. REMOTE SENSING, v. 14, n. 13, p. 17-pg., 2022-07-01. (20/07141-2)

SANCHEZ, MACIEL PINERO; DE OLIVEIRA, AMAURI PEREIRA; VARONA, RAMON PEREZ; TITO, JANET VALDES; CODATO, GEORGIA; YNOUE, RITA YURI; DUTRA RIBEIRO, FLAVIA NORONHA; MARQUES FILHO, EDSON PEREIRA; DA SILVEIRA, LUCAS CARDOSO. Observational Investiontion of the Low-Level Jets in the Metropolitan Region of Sao Paulo, Brazil. EARTH AND SPACE SCIENCE, v. 9, n. 9, p. 24-pg., 2022-09-01. (20/07141-2, 11/50178-5)

COELHO, MONIQUE SILVA; ZACHARIAS, DANIEL CONSTANTINO; DE PAULO, TAYNA SILVA; YNOUE, RITA YURI; FORNARO, ADALGIZA. Air Quality Impact Estimation Due to Uncontrolled Emissions from Capuava Petrochemical Complex in the Metropolitan Area of Sao Paulo (MASP), Brazil. ATMOSPHERE, v. 14, n. 3, p. 18-pg., 2023-03-01. (20/07141-2)