Research project

Importance of long range transport of BIOmass burning emissions to local Smog events in Urban Environments (BIOSURE)

Project leader:

dr hab. Iwona S. Stachlewska

Funding institution:

Narodowe Centrum Nauki, DAINA

Realization period:

July 6, 2021 - July 5, 2023

dr hab. Iwona S. Stachlewska	Project leader
mgr Afwan Hafiz	Co-investigator
dr Łucja Janicka	Investigator
mgr Maciej Karasewicz	Co-investigator
mgr Fatima Mirza Montoro	Investigator
mgr Patryk Poczta	Co-investigator
mgr Emeka Ugboma	Co-investigator

The joint Polish Lithuanian research effort by expert teams in remote sensing at University of Warsaw (UW) and in-situ observations at State Research Institute Center for Physical Sciences and Technology (FTMC) with an aim at assessing the importance of local versus long-range transported biomass burning aerosol on smog conditions in urban environment.

Measurements in two cities characterized by distinctly different urban air-pollution conditions (Warsaw vs Vilnius) are conducted with the same set of instruments: modern in-situ sensors (aethalometer and nephelometer), sun-photometers (AERONET/ACTRIS), and new generation complex lidar systems (operated at University of Warsaw in the frame of EARLINET/ACTRIS - PollyXT lidar and ESA ground based support - EMORAL lidar). Observations are taken both during dedicated IOPs (winter smog vs summer photo-smog) and during long-term study (covering at least one year of continuous 24/7 data provision). For multifactorial analyses, well known modern methods (some of them developed by the Partners of this proposal) are used in a combination with other data sources (satellite MODIS and SEVIRI observations), air-mass transport models (HySPLIT) and air-quality/aerosol models (NAAPS,CAMS).

The project is a follow up activity of a pilot study performed on voluntary basis by UW anmd FTMC in summer 2019, that demonstrated a need for further collaboration. The project helps us to maintain and tighten our joint research activities. The results of project are relevant and have potential to be then directly used for scientific discoveries in radiative forcing field. Moreover, they have a high societal impact as they are directly related to air-quality.

Davulienė L., Janicka L., Minderytė A., Kalinauskaitė A., Poczta P., Karasewicz M., Hafiz A., Pashneva D., Dudoitis V., Kandrotaitė K., Valiulis D., Böckmann C., Schüttemeyer D., Stachlewska I.S., Byčenkienė S., 2024, Synergic use of in-situ and remote sensing techniques for comprehensive characterization of aerosol optical and microphysical properties, Science of The Total Environment, vol. 906, art. 167585, 10.1016/j.scitotenv.2023.167585
Floutsi A.A., Baars H., Engelmann R., Althausen D., Ansmann A., Bohlmann S., Heese B., Hofer J., Kanitz T., Haarig M., Ohneiser K., Radenz M., Seifert P., Skupin A., Yin Z., Abdullaev S.F., Komppula M., Filioglou M., Giannakaki E., Stachlewska I.S., Janicka L., Bortoli D., Marinou E., Amiridis V., Gialitaki A., Mamouri R.-E., Barja B. and Wandinger U., 2023, DeLiAn – a growing collection of depolarization ratio, lidar ratio and Ångström exponent for different aerosol types and mixtures from ground-based lidar observations, Atmospheric Measurement Techniques, vol. 16(9), 2353–2379, 10.5194/amt-16-2353-2023
Janicka L., Davuliene L., Bycenkiene S. and Stachlewska I., 2023, Long term observations of biomass burning aerosol over Warsaw by means of multiwavelength lidar, Optics Express, vol. 31(20), 33150-33174, 10.1364/OE.496794
Minderytė A., Ugboma E.A., Mirza Montoro F.F., Stachlewska I.S., Byčenkienė S., 2023, Impact of long-range transport on black carbon source contribution and optical aerosol properties in two urban environments, Heliyon, vol. 9(9), art. 19652, 10.1016/j.heliyon.2023.e19652

Organizacja Kick-Off Meeting projektu BIOSURE w dn. 7 lipca 2021r. (spotkanie online; uczestnicy z ramienia UW oraz FTMC, w sumie 9 osób)

1. Konferencja / sympozjum / charakter udziału

1.1. Uczestnictwo członków zespołu w konferencjach międzynarodowych ważnych z pkt. widzenia projektu BIOSURE:

ACTRIS Week 2021, 27-29/10/2021
1^st ACTRIS Science Conference, 11-13/05/2022
30^th International Laser Radar Conference (ILRC), 26/06 – 01/07/2022
13^th International Conference Series on Laser Light Interactions with particles, 21-26/08/2022
11^thInternational Aerosol Conference (IAC), 4-9/09/2022
SPIE Sensors + Imaging Remote Sensing, 5-7/09/2022
ACTRIS Week 2022, 24-27/10/2022
Jakość powietrza a zdrowie (JPAZ), 3-5/07/2023
European Aerosol Conference (EAC), 3-8/9/2023
European Lidar Conference (ELC), 13-15/09/2023

1.2. Prezentacje naukowe wyników projektu BIOSURE na konferencjach specjalistycznych:

XV Kopernikańskie Seminarium Doktoranckie, 20-22 czerwca 2022, Toruń, wykład, Janicka et al. „Kompleksowa analiza aerozolu ze spalania biomasy obserwowanego nad Warszawą”.
30^th International Laser Radar Conference (ILRC), 26 czerwca – 01 lipca 2022 (virtual conference), poster (Janicka et al.) oraz lightning talk (presented by I.Stachlewska) “Differences in lidar-derived optical and microphysical properties of long-range transported biomass burning aerosol in troposphere and stratosphere”.
13th International Conference Series on Laser Light and Interactions with particles, 21-26 sierpnia 2022, Warszawa, wykład, Janicka et al. “Remote sensing of biomass burning aerosol by the means of multiwavelenght lidar measurements in Warsaw”.
SPIE Sensors + Imaging Remote Sensing, 5-7 września 2022, Berlin, Niemcy; wykład, Janicka et al. “A comprehensive study of the biomass burning aerosol over Warsaw (2013-2020).”
11^thInternational Aerosol Conference (IAC), 4-9 września 2022, Ateny, poster, Kandrotaite et al. "BIOSURE-Importance of longrange transport of BIOmass burning emissions to local Smog events in Urban Environments".
Jakość powietrza a zdrowie, 3-5 lipca 2023, Wrocław; wykład Stachlewska et al. „Role of long-range transport in source apportionment of black carbon at urban background and urban polluted sites”, Iwona Stachlewska - członkostwo w komitecie naukowym
European Aerosol Conference, 3-8 wrzesnia 2023, poster Pashneva et al., “Annual variations in Black Carbon concentration and sources in Vilnius, Lithuania. D.”, poster Minderytė et al. “In situ measured aerosol optical properties in two neighbouring capitals - Vilnius and Warsaw during the warm season of 2022”
European Lidar Conference, 13-15 września 2023, Cluj-Napoka, Rumunia; poster and pico prezentation Janicka et al. „A Decade of Multiwavelength Mie-Raman, Polarization and Water Vapor Lidar Observations over Warsaw: Relations between Optical Properties for Biomass Burning”, Iwona Stachlewska - członkostwo w komitecie naukowym

2. Wydarzenia popularyzujące naukę.

Informacje o wynikach projektu BIOSURE publikowane są w formie artykułów popularnonaukowych w zakładce „Aktualności/Archiwum” w serwisie informacyjnym strony domowej Instytutu Geofizyki Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/articles/list/archived

Kilka przykładów podano w punktach poniżej:

Grant: NCN ogłosiło wyniki konkursu DAINA-2

Do finansowania został zakwalifikowany projekt BIOSURE

Sekretariat IGF, 12 maja 2021 11:00

https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/articles/grant-w/ncn-oglosilo-wyniki-konkursu-d-b2021-05-12/

Aktualności: The BIOSURE Summer Campaign 2022

LIDAR measurements – unique Lithuanian and Polish scientific project

Sekretariat IGF, 27 czerwca 2022 08:00

https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/articles/aktualnosci-y/the-biosure-summer-campaign-20-92022-06-27/

Artykuł popularnonaukowy: Aerozole w mieście - projekty badawcze Laboratorium Pomiarów Zdalnych

Website Zakład Fizyki Atmosfery, Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki UW

Sekretariat IGF, 8 lipca 2021 13:33

https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/articles/aktualnosci-y/aerozole-w-miescie-projekty-o2021-07-08/

Materiały z kampanii letniej BIOSURE 2022 zostały opublikowane również wspólnie z SIR Center for Physical Sciences and Technology (FTMC):

https://www.ftmc.lt/news/1155/138/LIDAR-measurements-unique-Lithuanian-and-Polish-scientific-project-for-the-first-time-remote-sensing-study-on-aerosol-properties-modifications-will-be-conducted-between-observational-sites

3. Inne formy upowszechniania wyników.

Zaproszony wykład: "Lidar, sun photometer and in-situ data synergy for simultaneous sampling of atmosphere – application to BIOSURE ", Iwona Stachlewska, Seminarium FTMC, 2 czerwca 2022r. ok. 15 osób, grupa odbiorców: naukowcy, doktoranci, studenci
Newsy w postaci postów z fotorelacją BIOSURE publikowane na profilu społecznościowym Instytutu Geofizyki, Wydziału Fizyki UW na Facebooku (https://www.facebook.com/IGFfuw) oraz udostępniane za pośrednictwem powiązanych grup na Facebooku.
Oferty pracy i stypendia: asystent badawczy w ramach projektu Website: Zakład Fizyki Atmosfery, Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki UW Sekretariat IGF, 29 września 2022 08:00 https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/articles/oferty-pracy-i-stypendia-f/oferta-pracy-asystent-badawcz-k2022-09-27/
Wydarzenia: Obrona rozprawy doktorskiej Website: Zakład Fizyki Atmosfery, Instytut Geofizyki, Wydział Fizyki UW
Sekretariat IGF, 15 stycznia 2023 08:00 Obrona publiczna mgr Łucji Janickiej w dn. 3 lutego 2023 "Własności optyczne i mikrofizyczne aerozolu atmosferycznego pochodzącego ze spalania biomasy pozyskiwane na podstawie obserwacji lidarowych w Warszawie" https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/seminars/presentation/wasnosci-optyczne-i-mikrofizyczne-aerozolu-atmosf-20222023-e1f3f7/

4. Strona internetowa projetu BIOSURE

Dedykowana podstrona projektu BIOSURE jest publicznie dostępna i funkcjonuje na stronie domowej Instytutu Geofizyki Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego w zakładce „Projekty” https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/projects w okresie realizacji projektu od 6 lipca 2021 do 5 lipca 2023 pod linkiem https://www.igf.fuw.edu.pl/pl/projects/163. Po zakończeniu projektu strona zostanie zarchiwizowana (nie planuje się usuwania strony).

Informacja o projekcie BIOSURE została opublikowana w publicznej bazie danych Narodowego Centrum Nauki Polska (NCN) w dn. 15 czerwca 2020 roku po publicznym ogłoszeniu list rankingowych polsko-litewskich projektów badawczych zakwalifikowanych do finansowania w ramach programu NCN DAINA-2 (https://projekty.ncn.gov.pl/index.php?projekt_id=493506)

5. Zamieszczenie pozycji w publicznej bazie danych.

Dane pozyskane w ramach projektu BIOSURE opublikowano w następujących repozytoriach oraz bazach danych:

https://repod.icm.edu.pl/ - otwarte repozytorium danych naukowych na UW;
http://www.polandaod.pl/ - baza danych dot. zintegrowanych obserwacji klimatycznych na UW;
https://polly.tropos.de/ – międzynarodowa baza danych lidarowych PollyNET;
https://actris.nilu.no/ – baza danych infrastruktury Badawczej ACTRIS krajowej Mapy IB oraz Mapy ESFRI;
https://aeronet.gsfc.nasa.gov/ – baza danych fotometrycznych AERONET-NASA

Back