UNIDADE 3-ESCALAS

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UNIVERSIDADE FEDERAL DO RIO DE JANEIRO 
CENTRO DE CIÊNCIAS MATEMÁTICAS E DA NATUREZA 
INSTITUTO DE GEOCIÊNCIAS 
DEPARTAMENTO DE METEOROLOGIA 
 
Prof. Luiz Francisco P. G. Maia 
 
luizmaia@acd.ufrj.br 
Unidade 3 - ESCALAS DO PROBLEMA DE 
 POLUIÇÃO DO AR 
 
3.1 – Escala Local 
 
3.2 – Escala Urbana 
 
3.3 – Escala Regional 
 
3.4 – Escala Continental 
 
3.5 – Escala Global 
 
3.1 – Escala Local 
-um ou alguns grandes emissores 
 
- grande número de relativamente pequenos 
emissores 
 
- emissão: menor altura  maior o impacto 
potencial (veículos numa rodovia, aterro sanitário) 
 
- grandes fontes  problemas locais 
 
- liberações acidentais  confinadas a escala local 
 
 
 
 
Roof level wind 
 
Background pollution 
Air exchange 
direct plume 
leeward 
side windward 
side 
recirculating 
air 
Efeito canyon 
Figure 3-13 Wark & Warner 
• Wind speed profile 
Dispersion from a point source 
 
STACK TIP DOWNWASH 
For Vs < 1.5 us 
 
(Vs stack gas velocity, us wind velocity at stack height) 
 
 
 
 
 
hs : physical stack height 
hs’ : physical stack height, corrected for stack downwash 
Note that maximum downwash correction is 3 stack diameters 
 
As before, we have H = hs’+ h 






 5.12'
s
s
sss
u
V
dhh
BUILDING DOWNWASH AND WAKE 
EFFECTS 
Figs. 3-19 and 3-20 demonstrate these. Special treatments are 
included in models. 
 
BUILDING DOWNWASH - Simple rule of thumb 
 downwash unlikely to be a problem if: 
hs  hb + 1.5 Lb 
 hs : stack height 
hb : building height 
Lb : the lesser of either building height or maximum projected 
building width. 
 
Good Engineering Practice (GEP) rule for stack design. 
 
 
 
 
Building Downwash 
Building Downwash 
Building Downwash 
Building Downwash 
• Poluente primário x poluente secundário 
 
• Formação de O3 
3.2 – Escala Urbana 
EUROTRAC-2 Final Event 
March 18/19, 2003, Berlin 
Hotspot air quality assessment Multi-scale character 
 
Urban-to-local coupling 
Example: Wind flow over BASF (resolution: 4 m) 
Source: Moussiopoulos 
EUROTRAC-2 Final Event 
March 18/19, 2003, Berlin 
Air quality management tools 
ug/m3
< 20
20 - 24
24 - 28
28 - 32
32 - 36
36 - 40
40 - 44
44 - 48
48 - 52
> 52
0 5 10 Kilometers
Greater London 2005
Annual mean NO2 concentrations
NO2
Source: CERC 
Balanço de radiação – ilha de calor 
 ACÚMULO DE ENERGIA 
ALBEDO - índice de reflexão 
Varia de 0 (Corpo negro) a 1 (Espelho) 
Refletida 
Radiação solar Radiação solar 
Refletida 
25
% 
5% 
TEMPERATURA 
ENERGIA 
Temperatura em Melbourne, Austrália, em uma noite clara e 
calma (ilha de calor configurada no centro da cidade) 
Telhados Verdes 
EUROTRAC-2 Final Event 
March 18/19, 2003, Berlin 
Air quality management tools 
 Population exposure to NO2 in Helsinki 
Source: Kukkonen 
3.3 – Escala Regional 
• Espalhamento regional 
 
 - Oxidantes urbanos 
 
• Liberação de poluentes primários de lenta 
reatividade – reações e transformações durante 
longo-transporte 
 
 - SO2 – combustão de combustíveis fósseis (carvão e óleo) > 
oxidado a SO3 > H2SO4 > sulfatos (sub-micron particulados) 
 
 - NO2 (combustão em alta temperatura: termelétricas, plantas 
industriais na geração de calor e combustão interna de motores 
de veículos) > NO2 > nitratos 
 
• Sulfatos e nitratos (<1 um) – finas partículas 
 
 - remoção: formação de nuvens (núcleo de 
 condensação adicional) > rainout 
 
 - washout – captura de partículas no ar 
 Ambos mecanismo > chuva ácida: lagos e rios > aumentando A 
 acidez 
 
• Visibilidade 
 
 
 
3.4 – Escala Continental 
• Chuva ácida na Escandinávia originada na 
Inglaterra e Europa Oriental 
 
• China e Coréia > Impactos no oeste do Japão 
 
• Canadá e Estados Unidos 
3.5 – Escala Global 
• Chernobyl > Costa oeste EUA 
 
• Processos de trocas entre: 
 
- HN – HS 
 
- Troposfera - Estratosfera 
3.5 – Escala Global 
 
 
 verão 
 
 verão inverno