Uma aplicação da teoria de valores extremos na modelação da qualidade do ar durante a época de fogos extremos

Abstract

Este trabalho analisou eventos extremos de poluição por PM₁₀ nas regiões Norte e Centro de Portugal (2011–2020), com ênfase nos impactos dos incêndios florestais. Aplicou-se a Teoria dos Valores Extremos (TVE), utilizando modelos GEV e GPD, estacionários e não estacionários. Os modelos não estacionários, incorporando covariáveis como tempo, temperatura, vento e área ardida, proporcionaram melhor descrição das variações dos extremos. Destaca-se o GPD não estacionário com escala log–linear dependente da área ardida, que evidenciou esta variável como principal fator de severidade dos episódios. Os resultados confirmam que maiores áreas ardidas estão associadas a aumentos nos níveis e variabilidade de PM₁₀ reforçando a relação entre incêndios e degradação da qualidade do ar. A modelação proposta constitui uma ferramenta eficaz para avaliação de risco e apoio à gestão da qualidade do ar em cenários de vulnerabilidade climática crescente; - ABSTRACT: An Application of Extreme Value Theory in Air Quality Modeling During the Extreme Fire Season in Portugal This study investigates extreme PM₁₀ air pollution events in Northern and Central Portugal during 2011–2020, focusing on the impact of wildfires. Extreme Value Theory (EVT) was applied, using both block maxima (GEV) and threshold exceedance (GPD) models in stationary and non-stationary forms. Non-stationary models, incorporating covariates such as time, temperature, wind speed, and burned area, provided a more realistic description of extreme variability. The log–linear nonstationary GPD, with scale dependent on burned area, performed best, highlighting this variable as the main driver of extreme PM₁₀ events. Results indicate that larger burned areas are associated with higher PM₁₀ concentrations and variability, reinforcing the link between wildfires and air quality deterioration. The proposed modeling approach offers a robust tool for risk assessment and air quality management under increasing climate vulnerability.