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BigAir - Megadados para melhorar inventários de emissões atmosféricas
Investigador Responsável - Diogo José Sousa Lopes
Programa - Concurso de Projetos de IC&DT em todos os Domínios Científicos
Período de Execução - 2021-03-29 - 2024-03-28 (36 Meses)
Entidade Financiadora - FCT - Fundação para a Ciência e a Tecnologia
Financiamento para o CESAM - 249999 €
Financiamento Total - 249999 €
Instituicão Proponente - Universidade de Aveiro


Descrição do Projecto
Principais objetivos e inovação
O principal objetivo do projeto BigAir é melhorar o desempenho dos modelos de qualidade do ar (MQA) em Portugal utilizando megadados (disponíveis sem nenhum custo) para calcular as emissões atmosféricas Portuguesas (históricas e previstas) com elevada resolução espacial (no local exato das fontes de emissão) e temporal (valores horários). Será desenvolvida a primeira base de dados aberta e colaborativa do mundo de emissões atmosféricas para que as partes interessadas possam identificar valores inadequados e falta de informação sobre fontes de emissão. Esta plataforma irá também permitir a partilha de informação
entre a comunidade científica (internacional e nacional) e fornecer uma melhoria contínua do inventário de emissões.

Revisão da literatura
A poluição do ar é o maior risco ambiental para a saúde humana e é responsável por 4,2 milhões de mortes em todo mundo a cada ano. Em Portugal, desde os anos 90 que os MQA têm sido desenvolvidos e aplicados para fornecer recomendações de medidas para a melhoria da QA, previsão da QA, avaliação da QA e auxiliar na definição de políticas de AQ. Embora tenham sido realizados grandes avanços no poder computacional e na pesquisa científica, as emissões atmosféricas (dos inventários globais e europeus) utilizadas pelos MQA continuam a ser a sua fonte predominante de incerteza e as principais razões são os valores de emissões imprecisos relacionados com a utilização de fatores de emissão (e.g. da ressuspensão das poeiras das estradas) e dados de atividade inadequados, incorreta alocação das emissões devido à resolução espacial groseira dos inventários disponíveis (entre 0,0625˚ e 0,1˚), aplicação de perfis temporais (mensais, semanais e horários) e especiações imprecisas aos valores anuais de emissões atmosféricas. Nos últimos anos, a coleta massiva de dados (megadados) tem surgido como uma das soluções para a poluição do ar, nomeadamente para a melhoria dos inventários de emissões.

Plano e métodos
Para atingir o objetivo principal, o projeto BigAir será organizado em 5 tarefas: Tarefa 1) fontes de megadados; Tarefa 2) Ressuspensão de poeiras da estrada; Tarefa 3) Dados de emissões; Tarefa 4) Avaliação da nova abordagem; e Tarefa 5) Base de dados do inventário de emissões.
Na Tarefa 1, os megadados (e.g. dados meteorológicos) serão tratados, armazenados e processados utilizando o sistema computacional de alto desempenho da UA, linguagem de programação python e as suas ferramentas de ciência de dados. Uma vez que a importância das emissões de não-exaustão provenientes do transporte rodoviário irá aumentar e existe falta de informação sobre esta fonte, na Tarefa 2, os fatores de emissão da ressuspensão das poeiras das estradas serão quantificados considerando o procedimento AP-42 da USEPA (Agência de Proteção Ambiental dos Estados Unidos). Na Tarefa 3, utilizando os
dados obtidos nas tarefas anteriores, as emissões atmosféricas Portuguesas históricas e previstas com elevada resolução espacial e temporal serão quantificadas aplicando, sempre que possível, a metodologia mais precisa fornecida pelo guia Europeu sobre inventários de emissões. Em relação a previsão das emissões, estas serão estimadas utilizando redes neurais artificiais, dados de previsão meteorológica, horários de funcionamento de instalações e transporte. Além disso, uma abordagem de conjunto, considerando os inventários de Globais e Europeus disponíveis, será desenvolvida com objetivo de comparar esta
metodologia com o inventário desenvolvido neste projeto. Na Tarefa 4, será avaliado o desempenho da MQA (usando modelos Eulerianos, Gaussianos e Lagrangianos), a incerteza do inventário e o impacto da incerteza das emissões atmosféricas nos resultados dos MQA. Finalmente, na última tarefa, será desenvolvida a base de dados aberta e colaborativa de emissões atmosféricas.

Conhecimento do consórcio do projeto
Os desafios técnico-científicos do BigAir requerem uma abordagem multidisciplinar que será suportada pela experiência do consórcio constituída pelo GEMAC (Grupo de Emissões Modelação e Alterações Climáticas) e LAC (Laboratório de Química da Atmosfera). O GEMAC tem experiência comprovada na quantificação de emissões atmosféricas e desenvolvimentos/aplicações de MQA desde a escala regional até a local; o LAC é especializado na investigação das propriedades físicas e químicas das fontes de emissão.

Resultados esperados
O principal resultado do BigAir será o desenvolvimento do inventário Português de emissões atmosféricas e a sua base de dados. O consórcio dedicará também um grande esforço e dedicação na disseminação e promoção do conhecimento desenvolvido no projeto entre os decisores, partes interessadas e comunidade científica. Para além dos indicadores típicos de disseminação científica (e.g. comunicações em conferências), o consórcio pretende criar páginas web do projeto em várias plataformas com objetivo de alcançar um amplo público.
Página web do projecto

http://bigair.web.ua.pt/

Membros do CESAM neste projecto
Célia A. Alves
Investigadora
Joana Ferreira
Investigadora
Johnny Daniel Reis
Investigador
Myriam Nunes Lopes
Investigadora

Financiamento do CESAM: UIDP/50017/2020 + UIDB/50017/2020 + LA/P/0094/2020