W Krakowie, w dniach 10-30 stycznia 2022 odbywa się kampania pomiarowa mająca za zadanie przeprowadzenie pomiarów smogu w ramach jednej z kampanii POLIMOS finansowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA-ESTEC). W ramach kampanii mobilny lidar EMORAL został zainstalowany w pobliżu stacji badawczej na dachu budynku Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo Hutniczej w Krakowie (www.agh.edu.pl). Prace zespołu AGH koordynuje Jarosław Nęcki, a za pomiary jakości powietrza i parametrów meteorologicznych odpowiadają Mirosław Zimnoch, Jakub Bartyzel, Łukasz Chmura. Pomiary lidarowe realizowane są w ramach badań zespołu Laboratorium Pomiarów Zdalnych RS-Lab, którym kieruje Iwona Stachlewska z Instytutu Geofizyki Wydziału Fizyki Uniwersytetu Warszawskiego. Koordynatorem kampanii ze strony UW jest Emeka Ugboma, a w kampanii uczestniczą Iwona Stachlewska, Łucja Janicka, Rafał Fortuna oraz studenci Uniwersytetu z FUW Afwan Hafiz, Maciej Karasewicz, Prakash Mishra oraz studentka WGiSR Zuzanna Rykowska.

Zespół UW podczas kampanii pomiarowej POLIMOS Kraków-SMOG 2022 na terenie Kampusu AGH;
od lewej: Prakash Mishra, Maciej Karasewicz, Zuzanna Rykowska, Afwan Hafiz i Łucja Janicka (fot. Iwona Stachlewska)

Pomiary lidarowe zapewniają dane o rozkładzie pionowym zanieczyszczeń i są realizowane w trybie quasi-ciągłym przez przeszkolonych operatorów w mobilnym lidarze EMORAL. Automatyczna stacja meteorologiczną Vaisala WXT520 na dachu budynku AGH w bezpośrednim sąsiedztwie lidaru EMORAL pozwala na bieżąco obserwować warunki meteorologiczne towarzyszące pomiarom (aktualne dane pomiarowe ze stacji dostępne na stronie http://meteo.ftj.agh.edu.pl/). W początkowej fazie kampanii warunki atmosferyczne nie sprzyjały zjawisku smogu - chmury pułapu niskiego, znaczne prędkości wiatru, opady deszczu ze śniegiem. W warunkach silnych opadów konieczne jest przerwanie pomiarów i możliwa jest kontynuacja dopiero po ich zakończeniu. Dzień 15 stycznia 2022 był dniem przełomowym - rosnące wartości PM10 towarzyszyły warunkom stosunkowo niskiej wilgotności i niskiej prędkości wiatrów. Następnego dnia głównie rano, zaobserwowano smog. Maksymalne wartości PM10 mierzone za pomocą optycznego czujnika aerozoli na dachu budynku Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej AGH dochodziły do 100 µg/m3 (2:12 UTC). Jednocześnie dane o strukturze pionowej smogu były rejestrowane za pomocą Lidaru EMORAL.

Wiązka światła lasera lidaru EMORAL (fot. Zuzanna Rykowska)

Kolejna sytuacja smogowa wystąpiła w nocy z 19 na 20 stycznia 2022. W okresie 11-12 stycznia 2022, równolegle do pomiarów lidarowych, wykonano kampanię pomiarową profilowania atmosfery do wysokości 100 m n.p.g za pomocą drona. W ramach tych pomiarów co godzinę wykonywano pomiary profili temperatury, wiatru oraz stężenia CO2 i CH4 . Zespół AGH biorący udział w kampanii dronowej Michał Kud, Mirosław Zimnoch, Jarosław Nęcki, Radosław Szostak, Jakub Bartyzel, Alina Jasek-Kamińska, Alicja Skiba, oraz Paweł Jagoda.

Dron i wiązka lasera lidaru EMORAL nocą 11 stycznia 2022 (foto. Maciej Karasewicz)

Podczas kampanii dotarły do nas doniesienia o wybuchu wulkanu na wyspach bliźniaczych Hunga Tonga-Hunga Ha’apai na Południowym Pacyfiku o godz. 6:00 UTC 15 stycznia 2022. Wybuch wytworzył potężną falę uderzeniową, która jeszcze tego samego dnia o godz. 19:20 UTC została zarejestrowana na polskiej stacji IMGW na Kasprowym Wierchu. Wstępne szacunki naukowców wskazują na kolumnę erupcyjną o wysokości 30 km i emisję 400 000 ton SO2 do atmosfery. Aerozole pochodzenia wulkanicznego wyrzucone do atmosfery na tak duże wysokości, bardzo długo pozostają obecne w atmosferze i są transportowane na ogromne odległości. Wyniki analiz danych pomiarów z kampanii w Krakowie pokażą czy lidar zarejestrował aerozol wulkaniczny nad Krakowem, co będzie dodatkowym walorem naukowym kampanii.