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Tecnologia Necessidade de muita energia Geração de resíduos.

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Apresentação em tema: "Tecnologia Necessidade de muita energia Geração de resíduos."— Transcrição da apresentação:

1 Tecnologia Necessidade de muita energia Geração de resíduos

2 Emissões Globais x Emissões Locais Principais gases de efeito estufa – efeitos globais: CO 2, CH 4, N 2 0, O 3, CFC s Outros Poluentes atmosféricos – efeitos Locais (possuem legislação para padrão de qualidade do ar): CO, HC, NOx, SO 2, MP, O 3, etc.

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5 Espécies que estão associadas com as variações globais Ligação entre os poluentes do ar e Balanço radiativo

6 Ano de 2008 Concentração de CO 2 atmosférico 385 ppm 38% acima do valor pre-industrial Concentração de CO 2 atmosférico 1970 – 1979: 1.3 ppm ano – 1989: 1.6 ppm ano – 1999: 1.5 ppm ano : 2.0ppm ano : 2.3 ppm ano -1 ano ppm ano Data Source: Pieter Tans and Thomas Conway, NOAA/ESRL

7 As concentrações atmosféricas de dióxido de carbono, metano e óxido Nitroso aumentaram significativamente desde 1750 e agora excedem os valores da época pré-industrial …75% das emissões globais se originam nas cidades! IPCC WGI 2007 I - As cidades impactam o clima global

8 No Brasil as emissões de CO 2 75% originam-se de queima de biomassa 25% de queima de combustíveis fósseis

9 A fonte mais importante para a emissão de gases do efeito estufa na América do Sul é a queima de biomassa

10 Poluentes emitidos/formados em áreas urbanas com impacto global Aerossol Atmosférico Sulfatos Black Carbon Ozônio COV NO x O3O3

11 Poluentes atmosféricos: SO 2 (dióxido de enxofre) CO (monóxido de carbono) MP (material particulado) NO x (NO + NO 2, óxidos de nitrogênio ) COV (Compostos Orgânicos Voláteis) Formação do Ozônio Oxigênio (O 2 ) + Compostos orgânicos Voláteis (COV)+ Óxidos de nitrogênio (NOx) Ozônio (O 3 ) PAN Sol O3O3 Primários secundários Ozônio (O 3 ) PAN Sol secundários

12 Ramanathan &Carmichael Nature Geoscience 1, 221 (2008) Black carbon climate danger underestimated Black carbon, uma parcela importante da cinza, é produzido a partir da queima incompleta de combustíveis, e exerce um papel muito importante no aquecimento global, maior do que havia sido previamente estimado. Estudos mostram que o Black Carbon pode ser o segundo maior contribuidor para o aquecimento global, ficando somente atrás do Dióxido de Carbono.

13 Partículas de Aerossol Courtesia of U. Lohmann Partículas Finas (PM 2.5 ) Partículas Inaláveis (PM 10 ) Baseada na apresentação de Guy Brasseur

14 Diâmetro de cabelo humano 40000nm ou 40 μm Partículas ultra-finas 3 nm a 100 nm

15 Animação do TOMS cobrindo o intervalo de 13 a 21 de Junho de 2001, mostrando poeira africana atravessando o Atlântico e depositando partículas do Deserto do Sahara sobre o Caribe.

16 Sulfatos antropogênicos produzem forçamento radiativo negativo, levando a um resfriamento global. Estimativas recentes de forçamento médio global por sulfatos está no intervalo de -0.3 a -1.3 W/m2. Maiores incertezas: distribuição temporal e espacial dos sulfatos e suas propriedades óticas.

17 Impacto das cidades para o clima -Mudança do uso do solo -Efeitos sobre o balanço radiativo -Efeitos sobre a circulação atmosférica -Emissão de poluentes -Balanço Hídrico -Absorção/espalhamento da radiação

18 Global: mudanças climáticas Regional: Chuva ácida Ozônio Troposférico Aerossóis, gases efeito estufa Local: Poluição do Ar Efeitos à saúde Ilha de calor Pluma Pessoas I – O impacto no clima Fonte: WMO

19 Fotos: ATLAS AMBIENTAL DO MUNICÍPIO DE SÃO PAULO Fotos: profa. Adalgiza Fornaro

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21 Impacto das mudanças climáticas nas cidades Aumento da poluição atmosférica Estresse térmico Enchentes Seca Mudanças nos padrões de distribuição de doenças infecto- contagiosas

22 Impactos na Indústria, Assentamentos, Sociedade Temperaturas mais altas –Menor demanda de energia para aquecimento –Maior demanda para condicionadores de ar –Pior qualidade do ar nas cidades –Menor efeito da neve, do gelo IPCC 2007 WGII Report

23 Emissões de gases estufa em A emissão de CO 2 (excluindo uso do solo) para o Estado de São Paulo foi de 83 milhões t CO 2 em 2003, que o tornaria o 39º maior emissor de CO 2. Fonte: World Resources Institute, 2005.

24 Variações nas emissões de CO 2 (excluindo uso do solo) desde 1990 por unidade de produto interno bruto e per capita. (Fonte SMA)

25 CO2 emitido por queima de combustíveis fósseis por país (2000) SOURCE: U.S. Energy Information Administration, International Energy Annual, 2002, and International Energy Outlook, 2001

26 Consumo de CO 2 per capita Fonte: US Department of Energy's Carbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC) US Department of Energy'sCarbon Dioxide Information Analysis Center (CDIAC)

27 Estimated changes in O 3 and associated summertime mortality in the 2050s compared with those in the 1990s for M1, where climate change alone drives changes in air quality. (A) Changes in mean 1-hr daily maximum O 3 concentrations (ppb). (B) Percent changes in O 3 -related mortality. Assessing Ozone-Related Health Impacts under a Changing Climate. Kim Knowlton, 1 et al. 2004Environ Health Perspect November; 112(15): 1557–1563. Impacto das mudanças climáticas nos poluentes urbanos

28 The effects of global changes upon regional ozone pollution in the United States. J. Chen1,*, et al., Atmos. Chem. Phys. Discuss., 8, 15165–15205, 2008 Impacto das mudanças climáticas nos poluentes urbanos

29 Exemplo de aumento de sustentabilidade Telhados verdes. Plateau Mont-Royal, 2004, Owen Rose O sucesso do futuro das cidades depende de uma adaptação a condições ecologicamente mais saudáveis. Telhados Verdes.

30 glossário ALBEDO É uma medida da quantidade de luz solar refletida por uma superfície planetária. Albedos variam de 1 (reflexão total) a 0 (absorção total). A média do albedo da Terra é 0,33, mas nuvens e gelo podem se aproximar de 1,0. O do oceano é menor que 0,2. O aquecimento global reduz o gelo, neve e parte da cobertura de nuvens, o que leva a um menor albedo planetário, uma maior absorção de luz solar e mesmo mais aquecimento global.

31 EFEITO ESTUFA A maior parte da energia radiante do Sol está na faixa visível e infravermelho próxima. O ar, quando sem nuvens e poeira, é tão transparente a essa radiação quanto o é o vidro de uma estufa. Superfícies na Terra, ou dentro da estufa, são aquecidas pela luz solar e parte dessa calidez é transferida ao ar em contato com as superfícies. O ar quente permanece na estufa principalmente por que as paredes e o teto de vidro impedem que o vento agitado o dissipe. A Terra é mantida quente de uma maneira semelhante, mas não idêntica, pela absorção do calor radiante emitido da superfície quente pelos gases dióxido de carbono, vapor de água e metano. Esses gases presentes no ar, embora transparentes à luz, são parcialmente opacos aos comprimentos de onda maiores emitidos por uma superfície morna. O efeito estufa há muito mantém quente o ar da superfície e, na ausência de poluição, é benigno: sem ela, a Terra seria 32°C mais fria e provavelmente incompatível com vida.

32 RESPOSTA (FEEDBACK) POSITIVO E NEGATIVO Sistemas autorreguladores de qualquer tipo, desde um forno controlado por termostato até o ser humano, sempre incluem algo que detecta quaisquer desvios do estado desejado ou escolhido, um suprimento de energia e os meios de aplicar força que se opõe ou estimula o desvio. Quando o carro que estamos dirigindo se desvia do nosso caminho pretendido, detectamos o desvio e, como nossos braços, aplicamos força suficiente para girar o volante para virar as rodas dianteiras de volta à trajetória: isto é resposta (feedback) negativo. Se, por acidente, o mecanismo do volante estivesse com um defeito tal que girar o volante virasse os pneus dianteiros de maneira a aumentar o desvio, isto seria feedback positivo. Essa é com frequência uma receita para desastre, mas o feedback positivo pode ser essencial para tornar um sistema ágil e rapidamente reativo. Quando falamos de círculos viciosos, estamos pensando em feedback positivo e é esse o estado em que a Terra parece se encontrar agora: desvios do sistema são amplificados, e não suprimidos, de maneira que maior calor leve a calor ainda maior.

33 Absorção e espalhamento Vamos ver como essa radiação interage com os constituintes atmosféricos- processos de absorção e espalhamento

34 Absorção e espalhamento Curvas de distribuição espectral da irradiância solar: irradiância observada no topo da atmosfera, irradiância observada ao nível do mar. As áreas sombreadas representam as bandas de absorção devido aos vários gases em uma atmosfera limpa. O envelope mais externo para essas áreas sombreadas indicam a redução da irradiância solar devido ao espalhamento [Adaptado de Liou, 1980].

35 - (a)-Espectros de corpo negro associados à temperatura de irradiação do sol (6000 K) e da terra (255 K). (b)-Espectros de absorção de alguns gases da atmosfera.

36 ABSORÇÃO NA ATMOSFERA O espalhamento e a reflexão simplesmente mudam a direção da radiação. Contudo, através da absorção, a radiação é convertida em calor. Quando uma molécula de gás absorve radiação esta energia é transformada em movimento molecular interno, detectável como aumento de temperatura. Portanto, são os gases que são bons absorvedores da radiação disponível que tem papel preponderante no aquecimento da atmosfera.

37 Na atmosfera como um todo, nenhum gás absorve efetivamente radiação entre 0,3 µm e 0,7 µm; portanto, existe uma larga "janela". Esta região do espectro corresponde ao intervalo visível ao qual pertence uma grande fração da radiação solar. Pode-se dizer que a atmosfera é bastante transparente à radiação solar incidente pois absorve apenas 19% de sua energia e que, portanto, esta não é um aquecedor eficiente da atmosfera.

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40 Gases involved in the Greenhouse Effect: past and present concentration and sources. Greenhouse Gas Concentration 1750 Concentration 1995 Percent Change Natural and Anthropogenic Sources Carbon Dioxide280 ppm360 ppm29 % Organic decay; Forest fires; Volcanoes; Burning fossil fuels; Deforestation; Land-use change Methane0.70 ppm1.70 ppm143 % Wetlands; Organic decay; Termites; Natural gas & oil extraction; Biomass burning; Rice cultivation; Cattle; Refuse landfills Nitrous Oxide280 ppb310 ppb11 % Forests; Grasslands; Oceans; Soils; Soil cultivation; Fertilizers; Biomass burning; Burning of fossil fuels Chlorofluorocarbons (CFCs) 0900 pptNot Applicable Refrigerators; Aerosol spray propellants; Cleaning solvents OzoneUnknown Varies with latitude and altitude in the atmosphere Global levels have generally decreased in the stratosphere and increased near the Earth's surface Created naturally by the action of sunlight on molecular oxygen and artificially through photochemical smog production

41 Some common molecules and compounds. The molecules in the top row bond with each other by sharing electrons. The compounds in the bottom row also share electrons. However, these joins are called ionic bonds.

42 Atenuação da radiação atmosférica pelas partículas Partículas de aerossol podem espalhar e/ou absorver radiação eletromagnética Espalhamento é um processo que conserva a energia total mas a direção que a radiação é propagada pode ser alterada Absorção é um processo que remove energia do campo eletromagnético e converte em outra forma Extinção ou atenuação é a soma de espalhamento e absorção

43 Efeitos diretos e indiretos: nuvens e aerossóis Diagrama mostrando os vários mecanismos radiativos associados com os efeitos considerados significativos dos aerossóis. Os pequenos pontos negros são os aerossóis, os círculos abertos são as gotas de nuvens. Linhas retas representam a radiação solar incidente e refletida e ondas tortuosas representam a radiação terrestre. CDNC – Concentração em número das gotas de nuvem LWC – Conteúdo de água líquida (IPCC, 2007, modificado de Haywood e Boucher, 2000)

44 Nuvens com baixa concentração de aerossóis e poucas gotas grandes não espalham bem a luz, e permitem a passagem da radiação solar que atinge a superfície. Alta concentração de aerossóis fornecem os pontos para nucleação necessários para a formação de muitas gotas pequenas. Até 90% da radiação visível é refletida de volta ao espaço sem atingir a superfície.


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