Resumo do estudo
A poluição do ar urbano é uma preocupação importante de saúde pública nas megacidades de todo o mundo. No entanto, as redes de monitoramento geralmente dependem de sensores químicos que medem cada espécie poluente de forma independente. Este estudo explora uma abordagem complementar: utilizar o campo elétrico atmosférico, medido como o gradiente de potencial (PG), como indicador elétrico da poluição antropogênica do ar em São Paulo, Brasil, uma das maiores e mais poluídas megacidades do hemisfério sul.
A pesquisa baseia-se em um conjunto de dados de longo prazo que abrange de fevereiro de 2018 a dezembro de 2024, combinando medições contínuas de PG no terraço da Universidade Presbiteriana Mackenzie com concentrações horárias de seis poluentes principais (CO, NO, NO₂, NOx, SO₂ e PM₁₀) de uma estação de qualidade do ar operada pela CETESB. Os períodos de bom tempo foram cuidadosamente identificados por meio de um procedimento em duas etapas que combina filtragem meteorológica de superfície com filtragem de nuvens baseada em imagens de satélite do GOES-16 e GOES-19, garantindo que o sinal de PG reflita os efeitos de aerossóis e poluição, e não perturbações meteorológicas.
A análise revela uma hierarquia de sensibilidade reproduzível no acoplamento entre o campo elétrico e os poluentes do ar. Os gases primários de combustão (óxidos de nitrogênio NOx, NO e monóxido de carbono CO) apresentam as associações mais fortes com o PG, com correlações diárias medianas de Pearson da ordem de r ≈ 0.6. O material particulado (PM₁₀) apresenta acoplamento mais fraco e variável. Um aspecto fundamental é que essa relação é fortemente dependente do regime: o acoplamento PG-poluente se fortalece sob condições atmosféricas estáveis e ventilação fraca (tipicamente à noite) e se enfraquece acentuadamente durante a mistura convectiva diurna, quando a camada limite está bem ventilada.
O estudo também examina o impacto de perturbações de emissões em larga escala. Durante o lockdown por COVID-19 de 2020, quando o tráfego veicular e a atividade industrial caíram drasticamente, o PG de bom tempo apresentou uma redução persistente em relação à linha de base multianual, fornecendo evidência elétrica independente da diminuição das emissões antropogênicas. Adicionalmente, um framework de aprendizado de máquina baseado em regressão Random Forest foi utilizado para testar a capacidade preditiva do PG para os níveis de poluição do ar urbano, confirmando a natureza dependente do regime do acoplamento. Esses resultados posicionam o campo elétrico atmosférico não como um indicador universal de poluição, mas como um indicador fisicamente fundamentado e dependente do regime da qualidade do ar na superfície em ambientes urbanos.
Como citar este trabalho:
Rubén M. Romero, J.C. Tacza, Angel Vara-Vela, S. Szpigel, J.-P. Raulin, Regime-dependent sensitivity of the atmospheric potential gradient to anthropogenic air pollution in São Paulo, Brazil, Atmospheric Research, 2026, 109002, ISSN 0169-8095, https://doi.org/10.1016/j.atmosres.2026.109002