Avaliação do efeito da Grande Área Metropolitana do Porto nas concentrações de Dióxido de Carbono sobre a zona costeira adjacente

Dissertação de Mestrado apresentada à Universidade Fernando Pessoa como parte dos requisitos para obtenção do grau de Mestre em Engenharia e Gestão Ambiental.

Nos últimos anos, as preocupações com o aquecimento global estimularam um grande número de estudos sobre as concentrações de dióxido de carbono (CO2) atmosférico e oceânico e as suas consequências. Apesar dos dados disponíveis sobre o CO2 atmosférico global, há apenas conhecimento limitado sobre a variabilidade do mesmo a escalas regionais. Além disso, existe uma lacuna importante sobre a influência da contribuição de regiões com grandes emissões de CO2, tais como as áreas metropolitanas, para as concentrações de CO2 sobre zonas costeiras. Uma possível hipótese de trabalho é que, as grandes áreas metropolitanas litorais podem ter uma influência significativa sobre as concentrações de CO2 atmosférico e exercer uma influência importante sobre as trocas de CO2 mar-ar. Assim, o principal objectivo deste estudo é testar a hipótese referida para a Grande Área Metropolitana (GAMP). Para cumprir este objectivo, foi implementada uma base de dados de emissões e utilizada para forçar, juntamente com dados meteorológicos, um modelo de circulação atmosférica. O modelo foi usado para simular diversos cenários meteorológicos e estimular as concentrações de CO2 ao longo de aproximadamente 90 km de costa norte portuguesa. Os resultados obtidos sugerem que em algumas estações do ano, nomeadamente no Outono e no Inverno, as emissões da GAMP têm uma influência importante nas concentrações de CO2 atmosférico sobre a zona costeira próxima, até 6 a 12 km da costa. Assim, as fontes da GAMP não têm uma influência relevante nos fluxos difusivos na zona costeira, ao contrário da hipótese inicial, embora o efeito nas concentrações atmosféricas sobre o mar seja mensurável, até algumas milhas da costa. Over the last years, concerns about global warming stimulated a large number of studies regarding atmospheric and oceanic carbon dioxide (CO2) concentration and its consequences. In spite of the available data on global atmospheric CO2, there is only limited knowledge on its variability at regional scales. Moreover, there is an important gap about the understanding of the contribution of high CO2 emission regions, such as metropolitan areas, to CO2 concentrations over nearby coastal areas. A possible working hypothesis is that, large littoral metropolitan areas may have a significant influence on CO2 atmospheric concentrations over those areas and exert an important influence on sea-air CO2 exchanges. Therefore, the main objective of this study is to test the above hypothesis for the Greater Oporto Metropolitan Area (GOMA). To fulfill this objective, an emission database was built and used to force, together with meteorological synoptic data, an atmospheric circulation model. The model was used to simulated several weather scenarios and estimate CO2 concentrations along a c.a. 90 km stretch of the Portuguese northern shore. Obtained results suggest that in some seasons of the year, particularly in autumn and winter, emissions from GOMA have an important influence on CO2 atmospheric concentrations until 6 to 12 km offshore. Therefore, the GOMA sources don´t have a relevant influence in diffusive flows in the coastal zone, contrary to the initial hypothesis, although the effect on atmospheric concentrations above the sea is measured, until a few miles offshore. Durant ces dernières années, les preoccupations sur le réchauffement global ont stimulé um grand nombre d´études sur les concentrations de dioxide de carbone (CO2) atmosphérique et océanique ainsi que ses conséquences. Malgré les donnés disponibles sur le CO2 atmosphérique global, il existe seulement une connaissance limitée sur la variabilité du même à des échelles régionales. De plus, il existe une lacune importante sur l´influence de la contribution de régions avec de grandes émissions de CO2 sur les zones maritimes proches. Il existe une possible hypothèse de travail c´est-à-dire que les grands aires métropolitaines littorales peuvent avoir une influence significative sur les concentrations de CO2 atmosphérique et exercer une influence importante sur les concentrations de CO2 dans l´atmosphère et d´exercer une influence importante sur les échanges de CO2 air-mer. Ainsi, le principal objectif de cette étude est tester l´hyphothèse de la Grand Aire Métropolitaine de Porto (GAMP). Pour atteindre cet objectif, une base de donnés d´émissions a été créée et utilisée pour forcer un modèle a été utilisé pour simuler divers scénarios météorologiques et évaluer les concentrations de CO2 sur environ 90 km de la cote nord portugaise. Les résultats obtenus suggèrent que pendent certains saisons de l´année, notamment en automne et en hiver, les émissions de la GAMP ont une influence importante sur les concentrations de CO2 atmosphérique sur la zone côtière prés de 6 à 12 km. Ainsi, les sources de GAMP ne pas avoir une influence dans la diffusion des flux dans la zone côtière, contrairement à l´hypothèse de départ, même si l´effet sur les concentrations atmosphériques de la mer est mesure, jusqu´à quelques milles de la côte.