Ozônio de fundo sobre os Estados Unidos no verão: Origem, tendência e contribuição para episódios de poluição

As observações indicam que as concentrações de ozônio (O 3 ) no ar superficial sobre os Estados Unidos no verão apresentam uma contribuição de fundo de 20–45 ppbv, presumivelmente refletindo o transporte de fora da camada limite da América do Norte. Utilizamos um modelo global tridimensional de química troposférica alimentado por observações meteorológicas assinaladas para investigar a origem desse fundo e quantificar sua contribuição para o total de O 3 superficial tanto em dias de verão médios quanto em dias de verão altamente poluídos. A simulação do modelo é avaliada com um conjunto de observações de superfície e aeronaves sobre os Estados Unidos no verão de 1995. O modelo reproduz as principais características nas distribuições observadas de O 3 e seus precursores, incluindo distribuições de frequência de concentrações de O 3 e o desenvolvimento de episódios regionais de alto O 3 no leste dos Estados Unidos. A comparação das simulações com as emissões globais de combustíveis fósseis de 1995 em relação a 1980 indica que o modelo captura a diminuição previamente observada na extremidade alta da distribuição de probabilidade de O 3 no ar superficial sobre os Estados Unidos (refletindo a redução das emissões domésticas de hidrocarbonetos) e o aumento na extremidade baixa (refletindo, pelo menos no modelo, o aumento das emissões asiáticas). No modelo, o O 3 de fundo produzido fora da camada limite da América do Norte contribui com uma média de 25–35 ppbv para as concentrações de O 3 à tarde no ar superficial no oeste dos Estados Unidos e 15–30 ppbv no leste dos Estados Unidos durante o verão de 1995. Este fundo geralmente decai para abaixo de 15 ppbv durante as condições de estagnação que favorecem as ultrapassagens do padrão nacional de qualidade do ar ambiente (NAAQS) de O 3 de 0,08 ppmv (80 ppbv) em 8 horas. Uma alta contribuição de fundo de 25–40 ppbv é encontrada durante 9% dessas ultrapassagens, refletindo a mistura convectiva de O 3 troposférico livre de altitudes superiores, seguida pela produção rápida dentro da camada limite dos EUA. Emissões antropogênicas na Ásia e na Europa aumentam as concentrações de O 3 à tarde no ar superficial sobre os Estados Unidos em típicos 4–7 ppbv, tanto em condições médias quanto altamente poluídas. Esse aumento é particularmente grande (até 14 ppbv) para concentrações de O 3 na faixa de 50–70 ppbv, e representaria uma grande preocupação se o NAAQS fosse endurecido.