O documento descreve um modelo para estimar a qualidade do ar na Catalunha usando radiação solar, refletância da superfície e elevação. O modelo combina técnicas estatísticas multivariadas e sistemas de informação geográfica para correlacionar esses fatores ambientais com o índice de qualidade do ar catalão em 75 estações de monitoramento, prevendo níveis em áreas não medidas com alta precisão.

1. Air quality modelling in
Catalonia from a
combination of solar
radiation,
surface reflectance and
elevation
Daniel Jato-Espino, Elena Castillo-Lopez,
Jorge Rodriguez-Hernandez, Francisco
Ballester-Muñoz
2022
Universidad de Cantabria – Santander, Spain
https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2017.12.139

2. Sobre a
apresentação
DISCIPLINA:
FT076 - Poluição Atmosférica, Clima e Tecnologia
DOCENTES:
Bernardo Tavares Freitas
Ronalton Evandro Machado
Simone Andréa Pozza
DISCENTE:
Manoel Messias Coutinho Meira

3. ● Crescimento rápido da população
e urbanização
- Consumo de energia
- Industrialização
- Transporte
Introdução
Poluição Atmosférica

4. Introdução Região
Catalunha
Espanha
Península Ibérica

5. Dados de 2017
● Espanha
● 32.106,5 km²
● 7.477.131 habitantes
● 947 municípios
● Alta densidade demográfica
● Alta industrialização
● Ultrapassou padrões de qualidade do
ar da Europa (2015 e 2016)
● Região Metropolitana de Barcelona
(2/3 da população)
● Rede de monitoramento da qualidade
do ar
Introdução
Catalunha

6. ● Doenças respiratórias e
cardiovasculares
Introdução
Impactos à saúde
FELIM, 2018.

7. ● Poluição atmosférica
● Estimativa de níveis de
poluição
● Uso de medições de poluição
como variável dependente
● Tráfego, altitude, população,
meteorologia, ou emissões
precedentes
Introdução
Modelo de Regressão
baseada no uso do solo
HABERMANN; GOUVEIA, 2012.

8. ● Reações químicas
Introdução
Radiação Solar

9. ● Estudo integrado
- Radiação solar
- Reflectância da superfície
- Fatores de elevação
● Catalonian Air Quality Index (CAQI)
- Dados abertos de 75 estações
- CO
- NO2
- O3
- MP10
Introdução
Lacuna
CETESB, 2019.

10. ● Combinação sequencial de técnicas de estatística multivariada
● Sistemas de Informação Geográfica (SIG)
Metodologia
Panorama geral
Jato-Espino et al., 2018.

11. ● 1995
● Compostos:
o Ozônio (O3)
o Material Particulado (MP10)
o Monóxido de Carbono (CO)
o Dióxido de Enxofre (SO2)
o Dióxido de Nitrogênio (NO2)
● Não é a MÉDIA, mas sim a medida do
contaminante que mais afeta a
qualidade do ar
● Range: -100 a 100
Metodologia
Catalonian Air Quality Index (CAQI)

12. Níveis classificação CAQI
Poor
Ruim
< 0
Fair
Razoável
0 - 49
Good
Bom
> 49

13. Estações de monitoramento

14. * Spanish Landuse and
Landcover Information (SIOSE)

15. ● Variedade de ferramentas
● ArcGIS
● Modelo Digital de Elevação (MDE)
o Instituto Geográfico da Espanha (IGN)
o LiDAR
o 0,5 pts/m²
● Extração dos dados LiDAR
o 2 x 2 km
o Áreas buffer (250 m)
● Análise da Radiação Solar
o Elevação
o Declive
o Sombras
Metodologia
Geoprocessamento
Aerometrex Pty Ltd, 2015

16. ● Radiação Global:
o Radiação direta
o Radiação difusa
o Radiação refletida (-)
Metodologia
Geoprocessamento
ArcGIS, 2022.

17. Ângulos horizontais. Vista resultante. Vista do céu a partir do mapeamento. ArcGIS, 2022.

18. Fluxo de trabalho para a produção de preditores para estimar a qualidade do ar

19. Dendograma das 75 estações de monitoramento.
Minitab.

20. Metodologia
Modelo de Regressão Linear e Discriminante
● MRL - Relações entre médias dos valores do CAQI
Lista dos preditores propostos para estimativa do CAQI
● Análise Discriminante
o Estimar zonas não aferidas

21. ● Forte correlação
Resultados
Panorama geral
Correlação dos coeficientes de Spearman entre média anual do CAQI e o número de dias durante o ano, em que a qualidade
do ar foi ruim, razoável ou boa.

22. ● 80% radiação direta
● Radiação por uso da área x Albedo
○ Radiação e duração
○ Efeito médio da radiação na
qualidade do ar
● Infraestrutura verde
Resultados
Geoprocessamento

23. Elevação (m), radiação global (Wh/m²), radiação difusa (Wh/m²) e radiação direta (Wh/m²) e duração (h) obtidas
para o buffer da estação de monitoramento 74

24. Relações entre o Índice de Qualidade do Ar Catalão (CAQI) e parâmetros preditores representativos: albedo, média radiativa global
(Wh/m²) e elevação (m)

25. Ajuste entre valores medidos e previstos para o CAQI, nas estações incluídas no a) Cluster 1 (CL1), b) Cluster 2 (CL2),
c) Cluster 3 (CL3) e Cluster 4 (CL4).

26. ● Geoprocessamento e estatística
multivariada
o Reflectância da superfície
o Radiação Solar
o Elevação
● Alta precisão
● Discriminante para áreas não
aferidas
● Infraestrutura verde
Conclusões

27. Referências bibliográficas
AEROMETREX PTY LTD. Point Density and Point Spacing. 2015. Example of classified LiDAR pont
cloud. Disponível em: <https://felix.rohrba.ch/en/2015/point-density-and-point-spacing/>. Acesso
em: 14 nov. 2022.
ARCGIS. Modeling solar radiation. ArcMap. Solar radiation toolset concepts. Disponível em:
<https://desktop.arcgis.com/en/arcmap/10.6/tools/spatial-analyst-toolbox/modeling-solar-
radiation.htm>. Acesso em: 13 nov. 2022.
FELIM, Bruno. Qual o impacto da poluição do ar na saúde. WRI Brasil. jul. 2018. Disponível em:
<https://www.wribrasil.org.br/noticias/qual-o-impacto-da-poluicao-do-ar-na-saude>. Acesso em: 14
nov. 2022.
HABERMANN, M.; GOUVEIA, N. Aplicação de regressão baseada no uso do solo para predizer a
concentração de material particulado inalável no município de São Paulo, Brasil. Eng. Sanit. Ambient.
17 (2). jun. 2012.
JATO-ESPINO, D.; CASTILLO-LOPEZ, E.; RODRIGUEZ-HERNANDEZ, J.; BALLESTER-MUÑOZ, F. Air
quality modelling in Catalonia from a combination of solar radiation, surface reflectance and elevation.
Science of the Total Environment. 624. 2018. p. 189-200.

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