CV-Dust – Aerossóis atmosféricos em Cabo Verde: Caracterização sasonal da composição, fontes e transporte

Coordenador

Casimiro Pio

Programa

PTDC/AAC-CLI/100331/2008

Datas

01/05/2010 - 30/04/2013

Financiamento para o CESAM

130686 €

Financiamento Total

198891 €

Instituições Participantes

  • Universidade de Aveiro (CESAM and GEOBIOTEC)
  • Instituto Tecnológico e Nuclear

URL / WWW

http://www.cesam.ua.pt/cv_dust

Todos os anos, milhões de toneladas de partículas minerais do deserto do Sahara são transportadas pelo vento para a América, Caraíbas e Europa. As poeiras do deserto cruzam o Atlântico há milhões de anos, injectando nutrientes no Mediterrâneo oriental, argilas vermelhas sobre as ilhas calcárias das Caraíbas, diatomáceas de águas doces e phytolits no Atlântico tropical e equatorial, e ferro que periodicamente acciona as marés vermelhas no Golfo do México [4]. As características ópticas das poeiras, tamanho e distribuição espacial do aerossol mineral afectam de forma directa a absorção e dispersão da radiação solar e terrestre [5]. As poeiras minerais também têm um impacto enorme na formação de nuvens, quer na forma de partículas de gelo quer de gotículas, as quais conduzem a efeitos adicionais indirectos no balanço radiativo. Reacções químicas dentro e à superfície das partículas minerais determinam interacções com outras espécies de partículas e gases presentes na atmosfera. A importância global das poeiras do deserto no impacto directo no “forcing” radiativo e o seu possível efeito no “forcing” indirecto é enfatizado pelo relatório do IPPC [6]. Contudo, quantificar a magnitude no aquecimento ou arrefecimento permanece um assunto em aberto fruto da elevada variabilidade das poeiras na atmosfera e da falta de dados representativos da distribuição espacial e temporal da sua composição. Dados detalhados sobre a distribuição por tamanhos das poeiras provenientes de África, e respectiva composição química e mineralógica é fundamental para: 1) compreender os processos que governam produção, transporte e remoção da atmosfera; 2) estimar a importância global destas partículas no “forcing” radiativo e quantificar a magnitude no aquecimento ou arrefecimento; 3) compreender o impacto dos aerossóis minerais nos organismos marinhos e o papel do ferro presente nas poeiras no ciclo de carbono oceânico (consequentemente no CO2 atmosférico); e 4) compreender o impacto das poeiras na saúde e bens. Cabo Verde situa-se numa área fortemente afectada pelo transporte de poeiras do continente africano, reunindo condições para a instalação de equipamentos e instrumentos que permitam a sua caracterização e quantificação. Por sua vez o seu desenvolvimento económico assenta num forte encorajamento ao turismo, para o qual será essencial esclarecer o papel que a poeira poderá ter na degradação da qualidade do ar das suas ilhas. Face ao exposto, os principais objectivos do projecto CV-Dust são: 1) Caracterizar a composição química e mineralógica das poeiras transportadas de África através de uma “orquestra” de amostradores de aerossol no estratégico arquipélago; 2) Identificar as fontes de partículas em Cabo Verde através de modelos de receptor; 3) Esclarecer o papel das poeiras do Sahara na degradação da qualidade do ar; 4) Modelar os processos que governam produção, transporte e remoção de poeiras, e sua interacção com a radiação. As amostragens de aerossol serão conduzidas ao longo de um ano, e a caracterização química das partículas realizada através de análise elementar por activação neutrónica (NAA), cromatografia iónica para determinação dos iões solúveis, sistema termo-óptico, e análise do CO2 libertado por infra vermelho não dispersivo (NDIR) para determinação de carbono orgânico e elementar, e carbonatos. A composição mineralógica será estudada por difracção de raios X, TEM e microscopia electrónica de varrimento. A identificação das principais fontes e origens das partículas amostradas no arquipélago será efectuada através da integração de diferentes ferramentas onde se inclui a Análise de Componentes Principais, Factores de Matriz Positiva, Balanço Mássico Químico, Análise de Regressão Multilinear, análise das trajectórias retrógradas das massas de ar, dados meteorológicos e análise da distribuição por tamanhos do aerossol. A distribuição temporal e espacial das concentrações de poluentes serão avaliadas por um sistema de modelos de transporte. Observações de Satélite serão usadas para uma análise integrada e interpretação dos resultados de modelização. O projecto é uma iniciativa conjunta da Universidade de Aveiro (UA) e do Instituto Tecnológico Nuclear (ITN), juntamente com a Universidade de Cabo Verde (Uni-CV) e com o apoio do Observatório Atmosférico de Cabo Verde (CVAO). CVAO é parte de uma iniciativa bilateral Germano–Britânica para realizarem observações de superfície e oceânicas de longo termo na região Este do Atlântico Norte Tropical. O projecto liga-se com o programa SOLAS, projecto TENATSO (Tropical East.ern North Atlantic Time-Series Observatory) financiado pela EU e projecto alemão SOPRAN (Surface Ocean Processes in the Anthropocene). UA e ITN são largamente reconhecidos como centros de excelência na investigação do aerossol atmosférico. Nas últimas décadas, UA e ITN têm desenvolvido sistemas de amostragem e análise de aerossóis e ferramentas de modelização, actualmente usados com sucesso em vários estudos do aerossol. Chemical reactions within and on the surface of mineral particles determine interactions with other particle species and gases present in the atmosphere.The global importance of desert dust in the direct impact on radiative forcing and its possible effect on indirect forcing is emphasised by the IPPC report [6].However, quantifying the magnitude of warming or cooling remains an open question due to the high variability of dust in the atmosphere and the lack of representative data on the spatial and temporal distribution of its composition. In turn, its economic development is based on a strong incentive for tourism, for which it will be essential to clarify the role that dust may play in the degradation of the air quality of its islands.In view of the above, the main objectives of the CV-Dust project are: 1) To characterise the chemical and mineralogical composition of dust transported from Africa by means of an “orchestra” of aerosol samplers in the strategic archipelago; 2) To identify the sources of particles in Cape Verde by means of receptor models; 3) To clarify the role of Saharan dust in the degradation of air quality; 4) To model the processes governing the production, transport and removal of dust, and its interaction with radiation.

membros do CESAM no projeto