Análise da climatologia do ozônio troposférico em Santa Maria – RS a partir dos instrumentos OMI/MLS

Autores

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X84033

Palavras-chave:

Climatologia, Tendência, Ozônio troposférico

Resumo

O ozônio (O3) é um importante gás traço na atmosfera e um dos principais elementos da poluição na região troposférica. Este trabalho tem como objetivo analisar o comportamento e as tendências da coluna de ozônio troposférico (O₃trop) na cidade de Santa Maria, Rio Grande do Sul, Brasil (29,42°S e 53, 41°O) entre 2005 e 2020, utilizando dados dos instrumentos Ozone Monitoring Instrument (OMI) e Microwave Limb Sounder (MLS) a bordo do satélite AURA, aplicando a técnica do Tropospheric Ozone Residual (TOR). Os resultados revelaram um ciclo anual bem definido, com valores mínimos no inverno e máximos na primavera, além de uma tendência de aumento de 2,3% por década, altas concentrações de O₃trop ocorreram em períodos com ação do fenômeno La Niña. A análise wavelet destacou influências interanuais significativas, associadas a fenômenos como El Niño Oscilação Sul (ENSO) e a Oscilação Quase-Bienal (QBO).

Downloads

Não há dados estatísticos.

Biografia do Autor

Karen Leandra Ávila da Silva, Universidade Federal de Santa Maria

Programa de Pós-Graduação em Meteorologia/Universidade Federal de Santa Maria, Mestre em Meteorologia.

Damaris Kirsch Pinheiro, Universidade Federal de Santa Maria

Possui graduação em Engenharia Química pela Universidade Federal de Santa Maria (1990), mestrado em Engenharia Química pela Universidade Estadual de Campinas (1992) e doutorado em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (2003). Atualmente é professora associada da Universidade Federal de Santa Maria. Tem experiência na área de Química Atmosférica, atuando principalmente nos seguintes temas: ozônio atmosférico, radiação ultravioleta, aerossóis e dióxido de nitrogênio atmosférico. Leciona e orienta alunos nos cursos de graduação em Engenharia Química e Meteorologia, Especialização em Educação Ambiental, presencial e a distância, Pós-Graduação em Meteorologia da Universidade Federal de Santa Maria. Foi Coordenadora do Curso de Pós-Graduação em Engenharia Química da UFSM de 2012 a 2019. Atualmente é Coordenadora do Programa de Pós-Graduação em Meteorologia da UFSM e coordena um projeto de cooperação científica França - Brasil, Projeto MESO - Modelagem e predição dos Efeitos Secundários do Buraco de Ozônio Antártico, financiado pela CAPES e COFECUB.

Lucas Vaz Peres, Universidade Federal do Oeste do Pará

Possui graduação em METEOROLOGIA pela Universidade Federal de Santa Maria (2010), mestrado em Meteorologia pela Universidade Federal de Santa Maria (2013) e doutorado em Meteorologia pela Universidade Federal de Santa Maria (2016) com período Sanduiche (2015) e Pós Doutorado (2021) na Université de La Réunion, França. Desde 2017 é professor adjunto da Universidade Federal do Oeste do Pará. Coordenador do Laboratório de Modelagem Atmosférica e Previsão do Tempo, membro do Comitê de Pesquisa e um dos criadores do Observatório Atmosférico da Amazônia da UFOPA, tem experiência na área de Geociências, com ênfase em Meteorologia, atuando principalmente nos seguintes temas: Influências do buraco de ozônio antártico, análise sinótica, Espectrofotômetro Brewer e radiação ultravioleta.

Gabriela Dornelles Bittencourt, Universidade Federal de Santa Maria

Possui Graduação (2015) e Mestrado (2018) em Meteorologia pela Universidade Federal de Santa Maria. Em 2022 finalizou doutorado em Meteorologia pela Universidade Federal de Santa Maria (2022) e Physique Atmosphère (2022) pela Universitè de La Réunion, onde realizou parte do doutorado sanduíche com cotutela entre a Universidade Federal de Santa Maria (UFSM) e Universitè de La Reunion (UR) durante o período de 2019 a 2020, apoiada pelo projeto CAPES/COFECUB. Atualmente, realiza trabalhos no Laboratório de Ozônio no Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (CRS/INPE), com experiência em Química da Atmosfera, realizando pesquisas na área de Ozônio Atmosférico, além de atividades com diversos instrumentos como o Espectrofotômetro Brewer, além de lançamentos de balões de sondas de ozônio (ozonesondes).

Lucas da Rocha Silva, Universidade Federal do Oeste do Pará

 Estudante de graduação ufopa.

José Valentin Bageston, Universidade Federal de Santa Maria

Possui graduação em Física (2003) pela Universidade Federal de Santa Maria (UFSM), mestrado (2005) e doutorado (2009) em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-MCTI). Realizou pesquisas a nível de pós-doutorado, também no INPE, como bolsista de Pós-doutorado Júnior do CNPq, entre janeiro e setembro de 2010, e posteriormente, entre outubro de 2010 e janeiro de 2013, atuou em projeto de Pós-doutorado aprovado na FAPESP. De fevereiro de 2013 a janeiro de 2014 atuou como Professor Adjunto na Universidade Tecnológica Federal do Paraná (UTFPR), no Campus de Guarapuava-PR. Em fevereiro de 2014 ingressou no INPE/MCTI como Pesquisador de carreira, no nível Adjunto I. Atualmente é Pesquisador Titular III e está lotado na Coordenação Espacial do Sul (COESU), do Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais (INPE-MCTI), em Santa Maria-RS. No antigo Centro Regional Sul (CRS), atual COESU, ocupou o cargo comissionado (FCPE 101.1) de Chefe do Serviço do Projeto Antártico (PAN) do INPE de abril de 2016 a setembro de 2020, quando esse serviço foi descontinuado com a reestruturação do INPE. No momento está como Coordenador Substituto da COESU/INPE-MCTI e como responsável científico (sem cargo comissionado) pelo Observatório Espacial do Sul (OES/COESU/INPE-MCTI), situado no interior do município de São Martinho da Serra-RS. Além das atividades científicas e administrativas no INPE, também atua como Professor Colaborador Voluntário no Programa de Pós-Graduação em Meteorologia (PPGMet) do Departamento de Física da Universidade Federal de Santa Maria (UFSM). Possui experiência técnica em instrumentação óptica, incluindo calibrações em laboratório, montagem, testes, instalação e manutenção de instrumentos em diversos locais. Atua em pesquisas científicas na grande área das Ciências Espaciais e Atmosféricas, com particular interesse pelos fenômenos físicos e químicos da média e alta atmosfera terrestre.

Vagner Anabor, Universidade Federal de Santa Maria

Graduado em Meteorologia pela Universidade Federal de Pelotas (2001), Mestrado em Sensoriamento Remoto pela Universidade Federal do Rio Grande do Sul (2004) e Doutorado em Física pela Universidade Federal de Santa Maria (2008). Atualmente é professor nos cursos de Graduação e Pós-Graduação em Meteorologia da Universidade Federal de Santa Maria. Desenvolve pesquisas em Meteorologia Sinótica, Tempestades Severas, Modelagem Atmosférica Regional, Sensoriamento Remoto, Meteorologia de Mesoescala, Sistemas Convectivos de Mesoescalas e o desenvolvimento de produtos para análise e previsão de Tempo.

Luis Angelo Steffenel, Université de Reims Champagne-Ardenne

 Ph.D. in Computer Sciences

Hassan Bencherif, Université de La Réunion https://ror.org/005ypkf75

PhD in Atmospheric Science

Maria Paulete Pereira Martins, Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais

Doutora em Geofísica Espacial pelo Instituto Nacional de Pesquisas Espaciais - INPE (1996). Pesquisadora titular do INPE desde 1997 na área de Geociências, principalmente nos seguintes temas: monitoramento ambiental, LIDAR, camada de ozônio, qualidade do ar e das águas e educação ambiental. Coordenadora do curso de Pós Graduação em Meteorologia do INPE, gestão 2009-2013

Referências

BÉGUE, N. BENCHERIF,H.; JÉGOU,F. VÉREMES,H. KHAIKIN, S.;KRYSZTOFIAK, G.; PORTAFAIX, T.; DUFLOT, V.; BARON, A.; BERTHET, G. (2021) Transport and Variability of Tropospheric Ozone over Oceania and Southern Pacific during the 2019–2020 Australian Bushfires. Remote Sens. 13, 3092. https://doi.org/10.3390/rs13163092

BENCHERIF, H.; BÉGUE, N.; PINHEIRO, D.; DU PREEZ, D.J.; CADET, J.M.; DA SILVA LOPES, F.J.; CLERBAUX, C. (2020) Investigating the Long-Range Transport of Aerosol Plumes Following the Amazon Fires (August 2019): A Multi-Instrumental Approach from Ground-Based and Satellite Observations. Remote Sens., 12, 3846. doi:10.3390/rs12223846.

BITTENCOURT, G. D. Influence of the Antarctic Ozone Hole and Atmospheric Dynamics on Ozone in Southern Brazil. 2022. 287f. Tese(Doutorado) - Universidade Federal de Santa Maria, centro de ciências exatas, 2022.

BOENING, C., J. K. WILLIS, F. W. LANDERER, R. S. NEREM, and J. FASULLO (2012), The 2011 La Niña: So strong, the oceans fell, Geophys. Res. Lett., 39, L19602,doi:10.1029/2012GL053055.

BIERAS, A. R. Variabilidade e tendência climática e a produtividade da soja no estado de São Paulo. 2006. 201 f. Tese (doutorado) - Universidade Estadual Paulista, Instituto de Geociências e Ciências Exatas, 2006. Disponível em: http://hdl.handle.net/11449/104322.

CALDERARO, G. L. Variabilidade do perfil vertical de ozônio sobre a região metropolitana de Manaus: uma abordagem por satélite. 2016. 105 f. Dissertação (Mestrado em Clima e Ambiente) – Universidade do Estado do Amazonas, Manaus, Amazonas, 2016.

CASALLAS, A., CASTILLO-CAMACHO, M.P., SANCHEZ, E.R. et al. Surface, satellite ozone variations in Northern South America during low antropogenic emission conditions: a machine learning approach. Air Qual Atmos Health 16, 745–764 (2023). https://doi.org/10.1007/s11869-023-01303-6

CHANDRA, S., J. R. ZIEMKE, MARTIN, R. V. (2003), Tropospheric ozone at tropical and middle latitudes derived from TOMS/MLS residual: Comparison with a global model, J. Geophys. Res., 108(D9), 4291,doi:10.1029/2002JD002912.

CHEN, D.M.; FENG, Y.; ZHANG, X.Y. (2017) Comparison of variability and change rate in tropospheric NO2 column obtained from satellite products across China during 1997–2015. Int. J. Digit. Earth, 10, 814–828.

EEA - European Environment Agency. The European environment — state and outlook 2020 Knowledge for transition to a sustainable Europe. Disponível em: https://www.eea.europa.eu//publications/soer-2020. Acesso em: 21 fev. 2023

FERREIRA, M. G. Análise da Variabilidade da Precipitação e da Estiagem no Município de Erechim e Região Norte do Rio Grande do Sul. Trabalho de Conclusão de Curso. Universidade Federal do Rio Grande do Sul. 2014.

FISHMAN, J., WOZNIAK, A.E, CREILSON J. K. (2003), Global distribution of tropospheric ozone from satellite measurements using the empirically corrected tropospheric ozone residual technique: Identification Of the regional aspects of air pollution, Atmos. Chem. Phys., 3, 893 –907.

GAUDEL, A., COOPER, O. R., ANCELLET, G., BARRET, B., BOYNARD, A.,BURROWS, J, P., et al. 2018. Tropospheric Ozone Assessment Report: Present-day distribution and trends of tropospheric ozone relevant to climate and global atmospheric chemistry model evaluation. Elem Sci Anth, 6: 39. DOI: https://doi.org/10.1525/elementa.291

GONÇALVES, A. M. F. Avaliação do ozono troposférico em Portugal - Análise integradora. 2013. 90p. (Dissertação de mestrado) - Universidade de Aveiro - Aveiro.

Gray, L. J., Beer, J., Geller, M., Haigh, J. D., Lockwood, M., Matthes, K., Cubasch, U., Fleitmann, D., Harrison, G., Hood, L., Luterbacher, J., Meehl, G. A., Shindell, D., Van Geel, B., and White, W.: Solar influence on climate, Rev. Geophys., 48, RG4001, https://doi.org/10.1029/2009RG000282, 2010.

IBGE – Instituto Brasileiro de Geografia e Estatística . Disponível em: https://www.ibge.gov.br/cidades-e-estados/rs/santa-maria.html?. Acesso em: 04 mai 2023.

INMET - Instituto Nacional de Meteorologia. Normais Climatológicas do Brasil. Disponível em: http://inmet.gov.br/normais. Acesso em: 06 dez. 2022.

KRUPA, S.V.; MANNING, W.J. (1988) Atmospheric ozone: Formation and effects on vegetation. Environ. Pollut., 50, 101–137.

Levelt, P. F., et al. (2006), The Ozone Monitoring Instrument, IEEE Trans. Geophys. Remote Sens., 44(5), 1093 – 1101.

MULUMBA, J.-P. VENKATARAMAN, S.; THOMAS, J.O. Modeling Tropospheric Ozone Climatology over Irene (South Africa) Using Retrieved Remote Sensing and Ground-Based Measurement Data. J. Remote Sens. GIS 2015, 4, 151

NASA - National Aeronautics and Space Administration. Tropospheric Ozone data from AURA OMI/MLS. Disponível em: (https://acd-ext.gsfc.nasa.gov/Data_services/cloud_slice/new_data.html). Acesso em: 15 dez. 2022.

NOAA - National Oceanic and Atmospheric Administration. Southern Oscillation (ENSO). Disponível: https://origin.cpc.ncep.noaa.gov/products/analysis_monitoring/ensostuff/ONI_v5.ph. Acesso em: 15 abr 2023.

OLSEN, M. A.,WARGAN, K., PAWSONP, S. (2016): Tropospheric column ozone response to ENSO in GEOS-5 assimilation of OMI and MLS ozone data, Atmos. Chem. Phys., 16, 7091–7103, https://doi.org/10.5194/acp-16-7091-2016.

OMAN, L. D., A. R. DOUGLASS, J. R. ZIEMKE, J. M. RODRIGUEZ, D. W. WAUGH, AND J. E. NIELSEN (2013) The ozone response to ENSO in Aura satellite measurements and a chemistry-climate simulation, J. Geophys. Res.,118, 965–976.

PERES, V. L. Monitoramento da Coluna Total de Ozônio e as Ocorrencias de Eventos de Influencia do Bruaco de Ozonio Antartico sobre o sul do Brasil. 2016. 246f. Tese(Doutorado) - Universidade Federal de Santa Maria, centro de ciências exatas, 2016.

PINHEIRO, D. K.; PERES, LUCAS VAZ . A Camada de Ozônio. In: Silvio Crestana; Elisabete Gabriela Castellano; Alexandre Rossi. (Org.). Direito Ambiental - Volume 3 - Bens e Recursos Ambientais e o Direito Ambiental. 1 ed.Brasília: EMBRAPA, 2017, v. 3, p. 457-484.

ROGERSON, P.A. (2012) Métodos estatísticos para Geografia: um guia para o estudante. 3ed. Porto Alegre-RS: Bookman, 2012.

RONCATO, R. A. (2002) Variabilidade e tendência climática na região de Campinas (SP) e sua relação com o uso do solo. Rio Claro. 2002. (Tese de Doutorado) - Instituto de Geociências e Ciências Exatas - UNESP.

ROSSATO, M. S. Os Climas do Rio Grande do Sul: Variabilidade, Tendências e Tipologia. (Tese de Doutorado). Universidade Federal do Rio Grande do Sul – RS, 2011.

SOUZA, L. Variabilidade espaço-temporal das concentrações de ozônio e monóxido de carbono durante anos extremos de secas na Amazônia. 2019. 45 f. Dissertação (Mestrado em clima e ambiente) – Universidade do estado do amazonas, Manaus, Amazonas, 2019.

TOMPSON, A.M.; BALASHOV, N.V. WITTE, J.C. THOURET, V.; Posny, F. Tropospheric ozone increases over the southern Africa region: Bellwether for rapid growth in Southern Hemisphere pollution? Atmos. Chem. Phys. 2014, 14, 9855–9869.

TORRENCE, C.; COMPO, G.P. A Practical Guide to Wavelet Analysis. Bull. Am. Meteorol. Soc. 1998, 79, 61–78.

WALTER, J. W., FROUDVAUX, L., HARWOOD, R., JARNOT, R., PICKETT, H., READ, W., et al. (2006), The Earth Observing System Microwave Limb Sounder (EOS MLS) on the Aura satellite, IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., 44(5), 1075 – 1092.

ZIEMKE, JR, CHANDRA, S, BHARTIA, PK. (1998) Two new methods for deriving tropospheric column ozone from TOMS measurements: Assimilated UARS MLS/HALOE and convective-cloud differential techniques. J. Geophys. Res. 103(D17): 22115–22128. DOI: https://doi.org/10.1029/98JD01567

Ziemke, J. R., S. Chandra, B. N. Duncan, L. Froidevaux, P. K. Bhartia, P. F. Levelt, and J. W. Waters (2006), Tropospheric ozone determined from Aura OMI and MLS: Evaluation of measurements and comparison with the Global Modeling Initiative’s Chemical Transport Model, J. Geophys. Res., 111, D19303, doi:10.1029/2006JD007089.

ZHU, L.; LIU, M.; SONG, J. Spatiotemporal Variations and Influent Factors of Tropospheric Ozone Concentration over China Based on OMI Data. Atmosphere 2022,13, 253. https://doi.org/10.3390/atmos13020253

Downloads

Publicado

2025-04-30

Como Citar

Silva, K. L. Ávila da, Pinheiro, D. K., Peres, L. V., Bittencourt, G. D. ., Silva, L. da R., Bageston, J. V., Anabor, V., Steffenel, L. A., Bencherif, H., & Martins, M. P. P. . (2025). Análise da climatologia do ozônio troposférico em Santa Maria – RS a partir dos instrumentos OMI/MLS. Ciência E Natura, 47(esp. 3), e84033 . https://doi.org/10.5902/2179460X84033

Edição

v. 47 n. esp. 3 (2025): IX ESBMet

Seção

Artigos

Licença

Copyright (c) 2025 Ciência e Natura

Creative Commons License

Este trabalho está licenciado sob uma licença Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 4.0 International License.

Para acessar a DECLARAÇÃO DE ORIGINALIDADE E EXCLUSIVIDADE E CESSÃO DE DIREITOS AUTORAIS clique aqui.

 

Diretrizes Éticas para Publicação de Revistas

A revista Ciência e Natura está empenhada em garantir a ética na publicação e na qualidade dos artigos.

A conformidade com padrões de comportamento ético é, portanto, esperada de todas as partes envolvidas: Autores, Editores e Revisores.

Em particular, 

Autores: Os Autores devem apresentar uma discussão objetiva sobre a importância do trabalho de pesquisa, bem como detalhes e referências suficientes para permitir que outros reproduzam as experiências. Declarações fraudulentas ou intencionalmente incorretas constituem comportamento antiético e são inaceitáveis. Artigos de Revisão também devem ser objetivos, abrangentes e relatos precisos do estado da arte. Os Autores devem assegurar que seu trabalho é uma obra totalmente original, e se o trabalho e / ou palavras de outros têm sido utilizadas, isso tem sido devidamente reconhecido. O plágio em todas as suas formas constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Submeter o mesmo manuscrito a mais de um jornal simultaneamente constitui um comportamento publicitário não ético e é inaceitável. Os Autores não devem submeter artigos que descrevam essencialmente a mesma pesquisa a mais de uma revista. O Autor correspondente deve garantir que haja um consenso total de todos os Co-autores na aprovação da versão final do artigo e sua submissão para publicação.

Editores: Os Editores devem avaliar manuscritos exclusivamente com base no seu mérito acadêmico. Um Editor não deve usar informações não publicadas na própria pesquisa do Editor sem o consentimento expresso por escrito do Autor. Os Editores devem tomar medidas de resposta razoável quando tiverem sido apresentadas queixas éticas relativas a um manuscrito submetido ou publicado.

Revisores: Todos os manuscritos recebidos para revisão devem ser tratados como documentos confidenciais. As informações ou ideias privilegiadas obtidas através da análise por pares devem ser mantidas confidenciais e não utilizadas para vantagens pessoais. As revisões devem ser conduzidas objetivamente e as observações devem ser formuladas claramente com argumentos de apoio, de modo que os Autores possam usá-los para melhorar o artigo. Qualquer Revisor selecionado que se sinta desqualificado para rever a pesquisa relatada em um manuscrito ou sabe que sua rápida revisão será impossível deve notificar o Editor e desculpar-se do processo de revisão. Os Revisores não devem considerar manuscritos nos quais tenham conflitos de interesse resultantes de relacionamentos ou conexões competitivas, colaborativas ou outras conexões com qualquer dos autores, empresas ou instituições conectadas aos documentos.

Artigos mais lidos pelo mesmo(s) autor(es)

<< < 1 2 3 4 > >>