Grandes centros urbanos e regiões industriais estão contribuindo para o aumento das emissões antrópicas para a atmosfera. No Brasil, nas ultimas décadas, o interesse por estudos relacionados à poluição urbana tem adquirido muita ênfase; as regiões metropolitanas das principais cidades do país apresentam níveis de concentração elevados de poluentes conforme a resolução do CONAMA, preocupando a população. Modelos numéricos de previsão do tempo e qualidade do ar ganha espaço nas áreas de estudo com o objetivo de prever e avaliar o comportamento dos poluentes com origem antropogênica. Devido a grande complexidade das reações fotoquímicas, que ocorrem entre os poluentes primários após lançados na atmosfera, ferramentas como ReLACS (Regional Lumped Atmospheric Chemical Sheme) são implementados aos modelos químicos facilitando estas analises. Estudos em regiões metropolitanas buscam o melhoramento funcional deste mecanismo para a obtenção de uma boa resposta operacional para cada região. No Rio Grande do Sul, na região metropolitana de Porto Alegre (RMPA), o modelo CCATT-BRAMS (Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian Developments on the Regigional Atmospheric Modelling System) apresenta bons resultados aos processos de formação e destruição dos principais poluentes que agravam a saúde pública: o Ozônio Troposférico. A implementação do ReLACS auxilia nos mecanismos químicos que compreende as reações entre seus precursores tais como: os óxidos de Nitrogênio (NOx), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (HC). Este estudo teve como objetivo avaliar e observar o melhoramento da resposta operacional do RELACS para a Região Metropolitana de Porto Alegre, com base no comportamento das concentrações de formação e destruição do ozônio em superfície, partindo de reações fotoquímicas entre seus precursores, NOx (NO + NO2) e compostos orgânicos voláteis (COV), através de simulações numéricas realizadas no CCATT-BRAMS. A avaliação final dos resultados é comparada com os dados de razão de mistura obtidos pelas estações de monitoramento de qualidade do ar na RMPA. / Big cities and industrial regions are contributing to the increase of anthropogenic emissions into the atmosphere. In Brazil, in recent decades, interest in studies related to urban pollution has raised; major cities metropolitan areas have high concentration levels of pollutants according to the resolution of CONAMA, preoccupying the population. Numerical models of weather prediction and air quality is gaining ground in the study areas in order to predict and evaluate the behavior of pollutants with anthropogenic origin. Due to the great complexity of photochemical reactions that occur among primary pollutants emitted into the atmosphere after, tools like ReLACS (Regional Lumped Atmospheric Chemical Sheme) are implemented to chemical models making these analyzes easy. Researches in metropolitan areas search for functional improvement of this mechanism to obtain a good operational response for each region. In Rio Grande do Sul, in the metropolitan region of Porto Alegre (MRPA), the CCATT-BRAMS (Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian Developments on the Regigional Atmospheric Modelling System) model seems to be a good solution to the process of formation and destruction of pollutants that aggravate the public health: Ozone Tropospheric. The implementation of ReLACS assists in chemical mechanisms comprising the reactions among their precursors such as: nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC). This research aimed to access and monitor the improvement of ReLACS the operational response to the metropolitan area of Porto Alegre, based on the behavior of the training levels and ozone depletion in surface, from photochemical reactions between their precursors, NOx (NO + NO2) and volatile organic compounds (VOC), through numerical simulations in CCATT-BRAMS. The final evaluation of the results is compared with the mixing ratio of data obtained by the quality monitoring stations air in MRPA.

Grandes centros urbanos e regiões industriais estão contribuindo para o aumento das emissões antrópicas para a atmosfera. No Brasil, nas ultimas décadas, o interesse por estudos relacionados à poluição urbana tem adquirido muita ênfase; as regiões metropolitanas das principais cidades do país apresentam níveis de concentração elevados de poluentes conforme a resolução do CONAMA, preocupando a população. Modelos numéricos de previsão do tempo e qualidade do ar ganha espaço nas áreas de estudo com o objetivo de prever e avaliar o comportamento dos poluentes com origem antropogênica. Devido a grande complexidade das reações fotoquímicas, que ocorrem entre os poluentes primários após lançados na atmosfera, ferramentas como ReLACS (Regional Lumped Atmospheric Chemical Sheme) são implementados aos modelos químicos facilitando estas analises. Estudos em regiões metropolitanas buscam o melhoramento funcional deste mecanismo para a obtenção de uma boa resposta operacional para cada região. No Rio Grande do Sul, na região metropolitana de Porto Alegre (RMPA), o modelo CCATT-BRAMS (Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian Developments on the Regigional Atmospheric Modelling System) apresenta bons resultados aos processos de formação e destruição dos principais poluentes que agravam a saúde pública: o Ozônio Troposférico. A implementação do ReLACS auxilia nos mecanismos químicos que compreende as reações entre seus precursores tais como: os óxidos de Nitrogênio (NOx), monóxido de carbono (CO) e hidrocarbonetos (HC). Este estudo teve como objetivo avaliar e observar o melhoramento da resposta operacional do RELACS para a Região Metropolitana de Porto Alegre, com base no comportamento das concentrações de formação e destruição do ozônio em superfície, partindo de reações fotoquímicas entre seus precursores, NOx (NO + NO2) e compostos orgânicos voláteis (COV), através de simulações numéricas realizadas no CCATT-BRAMS. A avaliação final dos resultados é comparada com os dados de razão de mistura obtidos pelas estações de monitoramento de qualidade do ar na RMPA. / Big cities and industrial regions are contributing to the increase of anthropogenic emissions into the atmosphere. In Brazil, in recent decades, interest in studies related to urban pollution has raised; major cities metropolitan areas have high concentration levels of pollutants according to the resolution of CONAMA, preoccupying the population. Numerical models of weather prediction and air quality is gaining ground in the study areas in order to predict and evaluate the behavior of pollutants with anthropogenic origin. Due to the great complexity of photochemical reactions that occur among primary pollutants emitted into the atmosphere after, tools like ReLACS (Regional Lumped Atmospheric Chemical Sheme) are implemented to chemical models making these analyzes easy. Researches in metropolitan areas search for functional improvement of this mechanism to obtain a good operational response for each region. In Rio Grande do Sul, in the metropolitan region of Porto Alegre (MRPA), the CCATT-BRAMS (Coupled Aerosol and Tracer Transport model to the Brazilian Developments on the Regigional Atmospheric Modelling System) model seems to be a good solution to the process of formation and destruction of pollutants that aggravate the public health: Ozone Tropospheric. The implementation of ReLACS assists in chemical mechanisms comprising the reactions among their precursors such as: nitrogen oxides (NOx), carbon monoxide (CO) and hydrocarbons (HC). This research aimed to access and monitor the improvement of ReLACS the operational response to the metropolitan area of Porto Alegre, based on the behavior of the training levels and ozone depletion in surface, from photochemical reactions between their precursors, NOx (NO + NO2) and volatile organic compounds (VOC), through numerical simulations in CCATT-BRAMS. The final evaluation of the results is compared with the mixing ratio of data obtained by the quality monitoring stations air in MRPA.

Orientadora: Profa Dra Cláudia Boian / Dissertação (mestrado) - Universidade Federal do ABC, Programa de Pós-Graduação em Ciência e Tecnologia Ambiental, 2017. / De acordo com o Decreto Estadual nº. 52469/07, a Região do Grande ABC (RGABC) encontra-se saturada por ozônio (O3) e apresenta peculiaridades em relação a outros locais da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP), porque além de uma frota veicular significativa, também possui um forte caráter industrial, com a presença do Polo Petroquímico de Capuava (PPCP) na divisa dos municípios de Mauá e Santo André, em uma área residencial densamente ocupada. Os objetivos deste trabalho foram simular a qualidade do ar para O3 na RGABC, através do uso do modelo fotoquímico de qualidade do ar CIT (Caltech Institute Technology), considerando três cenários para avaliar a contribuição individual das emissões das fontes móveis ou fixas e de ambas para a formação do O3 e avaliar os efeitos da circulação meteorológica de brisa marítima no transporte de O3 e precursores. O período de estudo foi de 28 de setembro a 01 de outubro de 2011 quando houve ultrapassagens do padrão de qualidade e/ou do nível de atenção na RGABC. Os resultados mostraram que durante o período da tarde quando a atividade fotoquímica é mais intensa, as direções preferenciais dos ventos foram de noroeste (NW) e sudoeste (SW) com velocidades dos ventos variando de condições de aragem a brisa forte (0,5 a 8,8 m/s). Neste período a região estava sob o efeito da produção local e de transporte de O3 e precursores provenientes das sub-regiões oeste, norte e sudoeste da Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e também da cidade de São Paulo. Nos períodos da madrugada, manhã e noite a direção preferencial dos ventos foi de sudeste (SE), fazendo com que a RGABC se tornasse exportadora de poluentes. Em nível local a região mais afetada pelo efeito de transporte proveniente da área fonte (PPCP), quando sob efeito de brisa marítima, foi a cidade de São Caetano Sul. Considerando este período específico de simulação, a comparação entre os três cenários em geral mostrou concentrações mais altas na pluma de O3 para o cenário 3 (fontes móveis + fixas) seguido pelos cenários 1 (fontes móveis) e 2 (fontes fixas), mostrando que as emissões de hidrocarbonetos (HC) da fonte fixa foi mais significativa do que as de óxido de nitrogênio (NO) para a formação do O3. Assim, este trabalho mostrou que é de grande importância a avaliação da contribuição das emissões tanto das fontes móveis quanto fixas na RGABC, uma vez que os poluentes emitidos e gerados terão impactos não somente a nível local. / According to the State Decree nº. 52469/07, the Great ABC Region (GABCR) is satured with ozone once it presents peculiarities in relation to other locations in the Metropolitan Region of São Paulo (MRSP), as a significantly high vehicle fleet, it also has a strong industrial character, with the presence of the Petrochemical Capuava Complex (PCPC) on the border between the cities of Mauá and Santo André, a densely occupied residential area. The objectives of this work were to simulate air quality for O3 in GABCR through the use of the CIT (Caltech Institute Technology) air quality model, considering three scenarios to evaluate the individual contribution of emissions from mobile and/or fixed sources for the formation of O3 and to evaluate the effects of the meteorological circulation of sea breeze on the transport of O3 and precursors. The study period was from September 28 to October 1, 2011 when there were exceedances of the quality standard and/or level of attention in the GABCR. The results showed that during the afternoon when the photochemical activity is more intense, the main wind directions were northwestern (NW) and southwestern (SW) with varying wind velocities from breezes to strong breezes (0.5 to 8.8 m/s). In this period the region was under the effect of local production and transport of O3 and precursors from the western, northern and southwestern suburbs of the MRSP and also from the city of São Paulo. In the early morning, morning and night the main direction of the winds was of southeast (SE), causing the GABCR to become exporter of pollutants. At the local level, the region most affected by the transport effect from the source area (PPCP), when under sea breeze, was the city of São Caetano Sul. Considering this specific simulation period, the comparison between the three scenarios in general showed higher concentrations in the O3 plume for scenario 3 (mobile + fixed sources) followed by scenarios 1 (mobile sources) and 2 (fixed sources), showing that HC emissions from the fixed source was more significant than those of NO for O3 formation. Thus, this work showed that it is of great importance to evaluate the contribution of emissions from both mobile and fixed sources in the GABCR, since the generated and emitted pollutants will have impacts not only at the local level.

O crescimento do número de motocicletas nas grandes cidades, em função de fatores como o baixo custo e a alta mobilidade nos centros urbanos, tem sido considerado um importante fator de deterioração da qualidade do ar. Nesse contexto, o monitoramento das emissões gasosas provenientes do escapamento desses veículos é fundamental para o conhecimento da contribuição dessa classe de transporte no agravamento da poluição atmosférica. A partir dessas informações tornam-se possíveis o monitoramento e o controle da qualidade do ar. Para tanto, amostras das emissões de diferentes motocicletas foram coletadas, por meio de dinamômetro, e analisadas por cromatografia gasosa. As emissões das motocicletas foram utilizadas em conjunto com dados meteorológicos utilizando o modelo de trajetória OZIPR e o mecanismo químico SAPRC para demonstrar o impacto na formação do ozônio troposférico na região. As simulações indicam que a concentração de ozônio na troposfera poderá ultrapassar o padrão nacional estabelecido pela Resolução CONAMA 03/90 em até três anos. Além disso, acrescenta-se que as taxas de emissões de compostos legislados emitidos pelas motocicletas utilizadas neste estudo (HC, CO e NOx) já atendem aos níveis preconizados em todas as fases do PROMOT. Assim, além da adoção do PROMOT, se fazem necessárias medidas adicionais para o gerenciamento da emissão de poluentes provindos de fontes móveis. A alteração do tipo de combustível ou até mesmo da fonte de energia, elétrica, por exemplo, seria uma alternativa para o controle da poluição atmosférica / The rising number of motorcycles in major cities, according to factors such as low cost and high mobility in urban centers, has been considered an important factor in deterioration of air quality. In this context, the monitoring of gaseous emissions from the exhaust of vehicles is essential for understanding the contribution of this class of transport in the worsening air pollution. Based on this information become possible to monitor and control air quality. Therefore, emission of different samples were collected motorcycles through a dynamometer, and then analyzed by gas chromatography. Emissions from motorcycles were used in combination with weather data using the trajectory model OZIPR and chemical mechanism SAPRC to demonstrate the impact on the formation of tropospheric ozone in the region. The simulations indicate that the concentration of ozone in the troposphere exceed the national standard established by CONAMA Resolution 03/90 within three years. It also adds that the emission rates of compounds emitted by legislated motorcycles used in this study (HC, CO and NOx) already meet the levels recommended in all phases of PROMOT. Thus, besides the adoption of PROMOT, additional measures are necessary to manage the emission of pollutants coming from mobile sources. Changing the type of fuel or even the source of energy, electrical, for example, an alternative would be to control atmospheric pollution

O petróleo é uma complexa mistura de compostos orgânicos e inorgânicos em que predominam os hidrocarbonetos e que apresentam contaminações variadas, entre essas os compostos de enxofre. Esses além de gerarem inconvenientes durante os processos de refino do petróleo, como corrosão nos equipamentos e envenenamento de catalisadores dos processos de craqueamento, também representam um grande problema para o meio ambiente e para a saúde da população, principalmente em relação à poluição atmosférica. Além das emissões de compostos de enxofre oriundas da própria refinaria, com destaque para os óxidos de enxofre e o sulfeto de hidrogênio, os compostos de enxofre, que não são retirados durante o refino e estão presentes nos derivados do petróleo, provocam a emissão de uma grande quantidade de poluentes na atmosfera durante o processo de queima dos combustíveis. Os efeitos dos CRE na atmosfera urbana ainda não são muito conhecidos, o que justifica um estudo mais profundo desses compostos, que além de causarem danos a saúde da população, podem influenciar na formação do ozônio troposferico / Oil is a complex mixture of organic and inorganic compounds predominantly hydrocarbons and contaminants that have varied between these sulfur compounds. These drawbacks besides generating processes during oil refining, such as corrosion of equipment and poisoning of catalytic cracking processes, also represent a major problem for the environment and health of the population, especially in relation to air pollution. Besides the emissions of sulfur originating from refinery itself, especially the oxides of sulfur and hydrogen sulfide, sulfur compounds, which are not removed during the refining and are present in the petroleum, cause the emission of a wide amount of pollutants in the atmosphere during the fuel combustion. The effects of the CRE in the urban atmosphere are not yet known, which justifies a deeper study of these compounds, which, and to harm the health of the population, may influence the formation of tropospheric ozone

O petróleo é uma complexa mistura de compostos orgânicos e inorgânicos em que predominam os hidrocarbonetos e que apresentam contaminações variadas, entre essas os compostos de enxofre. Esses além de gerarem inconvenientes durante os processos de refino do petróleo, como corrosão nos equipamentos e envenenamento de catalisadores dos processos de craqueamento, também representam um grande problema para o meio ambiente e para a saúde da população, principalmente em relação à poluição atmosférica. Além das emissões de compostos de enxofre oriundas da própria refinaria, com destaque para os óxidos de enxofre e o sulfeto de hidrogênio, os compostos de enxofre, que não são retirados durante o refino e estão presentes nos derivados do petróleo, provocam a emissão de uma grande quantidade de poluentes na atmosfera durante o processo de queima dos combustíveis. Os efeitos dos CRE na atmosfera urbana ainda não são muito conhecidos, o que justifica um estudo mais profundo desses compostos, que além de causarem danos a saúde da população, podem influenciar na formação do ozônio troposferico / Oil is a complex mixture of organic and inorganic compounds predominantly hydrocarbons and contaminants that have varied between these sulfur compounds. These drawbacks besides generating processes during oil refining, such as corrosion of equipment and poisoning of catalytic cracking processes, also represent a major problem for the environment and health of the population, especially in relation to air pollution. Besides the emissions of sulfur originating from refinery itself, especially the oxides of sulfur and hydrogen sulfide, sulfur compounds, which are not removed during the refining and are present in the petroleum, cause the emission of a wide amount of pollutants in the atmosphere during the fuel combustion. The effects of the CRE in the urban atmosphere are not yet known, which justifies a deeper study of these compounds, which, and to harm the health of the population, may influence the formation of tropospheric ozone

Nos últimos anos, tem-se observado que na RMSP o ozônio troposférico foi o poluente responsável pela maior parte das ultrapassagens dos padrões de qualidade do ar estabelecidos pela CETESB. Supõe-se que diferentes padrões atmosféricos possam interferir nas concentrações de ozônio, devido à influência na variabilidade da concentração de poluentes, já estudada, e devido ao fato deste poluente ser formado pela interação entre seus precursores e a radiação solar. Dados horários de ozônio, provenientes de 17 estações da rede de monitoramento de poluentes da CETESB, foram utilizados para a construção de séries de médias anuais, mensais e diárias. O ciclo sazonal médio do ozônio, para a região de estudo, indicou um máximo em meados da primavera e mínimo no final do outono, o que é fortemente influenciado pelo ciclo médio de radiação solar e cobertura de nuvens. As estações situadas em áreas com reduzida atividade urbana e longe do centro da mancha urbana apresentaram ciclo sazonal mais bem definido e concentrações sobremaneira mais altas, sugerindo que as concentrações absolutas e o ciclo sazonal do ozônio sejam influenciados pelo uso do solo no entorno da estação. Os meses com anomalias positivas e negativas intensas de ozônio foram selecionados, e as anomalias climáticas e os padrões atmosféricos predominantes em alguns destes meses foram analisados, em escala mensal e diária. Os resultados indicaram, na análise dos padrões atmosféricos mensais e de evolução diária, que as anomalias positivas de ozônio estiveram associadas a anomalias positivas de radiação solar e, negativas de umidade relativa, o que foi resultante da variabilidade dos sistemas atmosféricos atuantes em escala sinótica que contribuíam para o aumento da divergência em superfície, tais como os anticiclones na retaguarda de sistemas frontais, o anticiclone do Atlântico Sul, e VCANs provenientes do NE do Brasil. Para os meses com anomalias negativas, verificou-se maior frequência ou intensidade dos sistemas frontais, em comparação ao valor médio climatológico para a região, bem como anomalias positivas de nebulosidade e aumento da atividade convectiva, associada, algumas vezes, à ocorrência da ZCAS. Além disso, verificou-se que a maioria dos meses com anomalias negativas de ozônio foram também precedidos por meses com anomalias negativas, próximas de zero, ou períodos com tendência de queda da concentração. / In the past few years, tropospheric ozone has been noticed to exceed the states environmental agency (CETESB) air quality standards more than any other air pollutant in the Sao Paulo Metropolitan Area (SPMA), Brazil. Its assumed that different atmospheric patterns are responsible for different impacts on ozone concentrations, due to already known phenomena concerning atmospheric variability and air pollutants, but also to the fact that this specific pollutant is formed at surface level through interactions between its precursors and incoming shortwave solar radiation. Ozone hourly data from 17 CETESB air quality network stations were used to calculate annual, monthly and daily averages. The seasonal cycle observed for the area of study indicated a middle spring maximum and late autumn minimum, both visibly influenced by mean seasonal solar radiation and cloud covering cycles. Stations located in areas away from the urban center or with lesser urban activity showed a well characterized seasonal cycle and higher concentrations in general, thus suggesting that ozone absolute concentrations and its seasonal cycle are somewhat linked to the predominant land use in the stations surroundings. Months with intense positive and negative ozone anomalies were selected, and climatic anomalies and atmospheric patterns were evaluated in some of these months in the monthly and daily time scale. Results from the monthly atmospheric pattern analysis and daily variability analysis point out that positive ozone anomalies were associated with solar radiation positive anomalies and relative humidity negative anomalies, resulting from synoptic-scale variability of atmospheric systems that contributed to air divergence strengthening at surface level, such as high-latitude anticyclones that followed frontal systems, the Southern Atlantic semipermanent anticyclone and Upper Level Cyclonic Vortexes from Northeastern Brazil. For months displaying anomalous negative behaviour, a higher than average frequency or intensity of frontal systems was observed for the region, as well higher cloudiness and increased convective activity, sometimes associated with the ZCAS (Southern Atlantic Convergence Zone). Besides that, it was perceived that most months with ozone negative anomalies were preceded by months already showing negative anomalies, or either way, a decreasing tendency on concentrations.

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Este trabalho teve como objetivo analisar as condições meteorológicas favoráveis e desfavoráveis à dispersão de poluentes, com ênfase no ozônio, nas áreas urbanas associadas à Região Metropolitana de São Paulo (RMSP) e a Grande Santiago (GS). Medidas de concentração de estações localizadas em ambas as áreas de estudo foram utilizadas para determinar o comportamento médio, o número de ocorrências de ultrapassagens de padrão de qualidade do ar e o aumento noturno das concentrações de ozônio num período de dez anos. Foi encontrado que o máximo horário acontece próximo das 14 horas (horário local) nas duas regiões, e que existe uma tendência à diminuição no número de ultrapassagens do padrão de qualidade do ar associado a este poluente. Na RMSP é possível observar um máximo secundário durante a madrugada, enquanto que este fenômeno não é claramente observado nos valores médios de concentração na GS. Com dados da Reanálise do NCEP/NCAR foi visto que a ocorrência deste fenômeno está associada a configurações sinóticas específicas na GS, enquanto que na RMSP não existe padrão sinótico específico que diferencie casos com e sem aumento de ozônio noturno. Um novo módulo fotoquímico (NPM), contendo 95 reações foi inserido no modelo BRAMS na tentativa de melhorar o prognóstico das concentrações de poluentes, principalmente em relação ao ozônio. O NPM mostrou melhor desempenho que o módulo fotoquímico original do modelo (SPM; Simple Photochemical Module) para todos os poluentes considerados, salvo o ozônio, para o qual o SPM apresentou melhores índices estatísticos em 5 das 7 estações avaliadas. As características locais associadas à ocorrência simultânea ou não de aumento na concentração de ozônio foram estudadas utilizando o modelo BRAMS com o módulo SPM ativado, sendo verificado que o aumento de ozônio na RMSP está associado, principalmente, ao transporte vertical deste poluente a partir de níveis mais elevados da atmosfera, enquanto que o transporte horizontal é a maior contribuição para o aumento das concentrações de ozônio durante o período noturno na GS. / This work aimed to analyze the favorable and unfavorable meteorological conditions for pollutant dispersion, especially ozone, at the Metropolitan Area of São Paulo (MASP) and the Greater Santiago (GS). Ozone concentration measurements from stations located in both urban areas were used to determinate the mean behavior, the number of standard air quality exceedances and the increase on nocturnal ozone concentration over a 10 years period. It was found that the diurnal maximum occurs around 14 local time in both urban areas, and that there is a diminishment tendency of the total cases of standard air quality exceedances during all period. A secondary maximum of ozone concentration was observed in MASP at night, which was not clearly seen on mean values over GS. By using the NCEP/NCAR Reanalysis data it was seen that the occurrence of this phenomenon is associated to specific synoptic patterns for GS, while there is no specific synoptic pattern for the MASP cases, with or without nocturnal increase in ozone concentrations. A New Photochemical Module (NPM), containing 95 reactions was coupled to BRAMS model in an attempt to improve the prediction of air pollutants, especially ozone. The NPM showed a better performance than the original module, the SPM (Simple Photochemical Module), for all considered pollutants but ozone. For this pollutant, the SPM presents better statistical indexes for 5 of the 7 stations analyzed. The local characteristics related to simultaneous occurrence of nocturnal ozone increase was studied using the SPM-BRAMS model, which showed that the secondary nocturnal maximum of ozone concentrations in MASP are related to vertical transport of this pollutant from higher levels of the atmosphere to the surface, while the horizontal transport is a major contributor to the increase of ozone concentrations in the GS during the night.

A base case modelling investigation was conducted to explore the chemical and physical behaviour of ground-level ozone (O3) and its precursor nitrogen dioxide (NO2) in Ontario using the U.S. Environmental Protection Agency (EPA) Community Multiscale Air Quality (CMAQ) model. Two related studies were completed to evaluate the performance of CMAQ in reproducing the behaviour of these species in both rural and urban environments by comparing to surface measurements collected by the Ontario Ministry of the Environment (MOE) network of air quality stations. The first study was a winter examination and the second study was conducted for a period during the summer of the same year. The municipality of North Bay was used to represent a rural setting given its smaller population relative to the city of Ottawa which was the base of the urban site. Statistical and graphical analyses were used to validate the model output. CMAQ was found to replicate the spatial variation of O3 and NO2 over the domain in both the winter and summer, but showed some difficulty in simulating the temporal allocation of the species. Validation statistics for North Bay and Ottawa showed overall O3 mean biases (MB) of 3.35 ppb and 2.25 ppb, respectively, and overall NO2 MB of -8.75 ppb and -4.37 ppb, respectively for the winter. Summer statistics generated O3 MB of 4.66 ppb (North Bay) and 10.05 ppb (Ottawa) while both MB for NO2 were between -2.20 ppb to -2.55 ppb. Graphical analysis showed that the model was not able to reproduce the lower levels of O3, especially at night, or the higher levels of NO2 during the day at the North Bay site for either season. This was expected since the comparisons were made between point measurements and 36 km grid-averaged model results. The presence of high amounts of NO2 emissions local to the monitoring sites compared to the levels represented in the emissions inventory may also be a contributing factor. The simulations for Ottawa demonstrated better agreement between model results and measurements as CMAQ provided a more accurate reproduction of both the higher and lower mixing ratios of O3 and NO2 during the winter and summer seasons. Results indicate that CMAQ is able to simulate urban environments better than rural ones.