Bachelor thesis
Influence of advection and convection on the variation of atmospheric aerosol optical parameters |
|
Author:Supervisor:Supervising institution:Year: |
Szymon KłapińskiKrzysztof MarkowiczWydział Fizyki2024 |
Celem pracy było określenie jaki wpływ na poziom zanieczyszczenia powietrza mają procesy fizyczne takie jak konwekcja i adwekcja w oparciu o pomiary prowadzone w stacji tła w Strzyżowie na Podkarpaciu i w stacji miejskiej w Warszawie. Główną wielkością optyczną analizowaną w pracy był aerozolowy współczynnik rozpraszania światła. W tym celu wykorzystano dane z nefelometru polarnego Aurora 4000, dane z anemometru ultradźwiękowego oraz radiometrów słonecznych. Ponadto skorzystano z danych z modelu trajektorii wstecznych HYSPLIT.
Analizując dane, otrzymano znacząco większe średnie wartości współczynnika rozpraszania w chłodnych porach roku w Warszawie niż w Strzyżowie, co można powiązać z większymi emisjami w stolicy. Zauważono, że średnie dobowe wartości jesienią i zimą dla obu stacji wyraźnie się separują, natomiast latem i wiosną wartości dzienne są porównywalne, co świadczy o wpływie konwekcji na dyspersję zanieczyszczeń powietrza. Ponadto stwierdzono wyższe wartości współczynnika korelacji między stacjami w godzinach dziennych.
Opracowując dane pod kątem napływu powietrza z różnych kierunków geograficznych, stwierdzono wysoką wartość współczynnika korelacji liniowej Pearsona dla rozpraszania światła (0,83) podczas cyrkulacji północnej. Różnice współczynnika rozpraszania światła pomiędzy stacją w Warszawie i Strzyżowie były wtedy najmniejsze i wynosiły -2,7 Mm-1. Największe różnice są obserwowane przy cyrkulacji południowej i wynoszą ponad 40 Mm-1. Rozważając trajektorie wsteczne cząstek powietrza przechodzące przez obie lokalizacje, ponownie stwierdzono niewielkie różnice pomiędzy stacjami przy kierunku północnym (-0,3 Mm-1 w dzień) oraz znacznie większe przy południowym (24 Mm-1 w dzień i 49 Mm-1 w nocy). Współczynniki korelacji dla danych dziennych były większe niż dla całego zbioru danych i wynosiły 0,67 dla cyrkulacji północnej i 0,76 z dla napływu z południa.
Analizując wpływ warunków konwekcyjnych na własności optyczne atmosfery przy użyciu danych z anemometru ultradźwiękowego (strumienie ciepła odczuwalnego), otrzymano istotną korelację 0,67 oraz niewielkie różnice pomiędzy stacją w Warszawie i Strzyżowie (bias -2,4 Mm-1). Korzystając z danych radiacyjnych w celu wybrania dni o niewielkim zachmurzeniu, stwierdzono znaczą redukcję biasu między stacjami z 45 Mm-1 o godzinie 5 UTC do 11-13 Mm-1 w godzinach 11-15 UTC.