Application of SARIMAX model to model and forecast the concentration of inhalable particulate matter, in Espírito Santo, Brazil

Authors

DOI:

https://doi.org/10.5902/2179460X63466

Keywords:

PM10, SARIMAX, Meteorological variables, Air pollution

Abstract

This work aimed to model and forecast the average daily concentration of inhalable particulate matter (PM10) using the SARIMAX model, in the Greater Vitória Region (RGV), ES, Brazil, for the period from January 1st, 2008 to December 31th, 2018. For this, time series of PM10 concentration and meteorological parameters wind speed (V), relative humidity (U), precipitation (PP), temperature (T), solar radiation (I) and atmospheric pressure (P) were considered. These parameters were obtained from the State Environmental Institute (IEMA), being chosen the Laranjeiras, Carapina, Jardim Camburi, Enseada do Suá, Vitória (Centro), Ibes and Vila Capixaba stations to the study of prediction and forecasting. According to performance indicators, SARIMAX models, for most seasons, have been presented as good models for making predictions and forecasts of air quality in the localities. Regarding the prediction of regular air quality events, in general, the SARIMAX models stood out when compared to the SARIMA and ARMA models. Among the meteorological variables evaluated, V, U, PP and T stand out as predictor variables of PM10 concentrations and assumed a decisive role in improving the performance of the prediction models.

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Author Biographies

Jaqueline Knaak, UFES-Universidade Federal do Espírito Santo

Master's student in Environmental Engineering at the Graduate Program in Environmental Engineering at the Federal University of Espírito Santo (UFES) in the area of concentration of Air Pollution.

Wanderson de Paula Pinto, Faculdade da Região Serrana, Santa Maria de Jetibá, ES, Brazil

Doctor in Environmental Engineering at the Graduate Program in Environmental Engineering at UFES. Professor at the Faculty of the Serrana Region and Coordinator of the Integrated Center for Research in Environmental Engineering.

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Published

2022-09-03

How to Cite

Knaak, J., & Pinto, W. de P. (2022). Application of SARIMAX model to model and forecast the concentration of inhalable particulate matter, in Espírito Santo, Brazil. Ciência E Natura, 44, e9. https://doi.org/10.5902/2179460X63466