Praca magisterska
Nowa metoda wyznaczania zmienności wysokości atmosferycznej warstwy granicznej z pomiarów lidarowych |
|
Autor:Promotor:Instytucja promująca:Rok: |
Maciej Karasewiczdr hab. Iwona S. Stachlewska, prof. ucz.Wydział Fizyki, Uniwersytet Warszawski2022 |
Atmosferyczna warstwa graniczna (ABL) jest najniższą częścią atmosfery. Ze względu na jej wrażliwość na wszelkie zmiany parametrów atmosferycznych, jest też wyjątkowo zmienna w czasie. Wiedza o ABL i o jej parametrach odgrywa ważną rolę w badaniach zanieczyszczenia powietrza, w meteorologii, hydrologii, czy też w prognozowaniu pogody i klimatu. Badanie ABL jest jednym z tematów jakim zajmuje się laboratorium badań zdalnych (RS-Lab), działające na terenie Instytutu Geofizyki na Wydziale Fizyki UW (IGF FUW). Jednym z aktualnych projektów laboratorium jest wsparcie techniczne dla Polskiego Radarowego i Lidarowego Mobilnego Systemu Obserwacyjnego (POLIMOS). Projekt jest finansowany przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA) i zajmuje się wpływem optycznych właściwości atmosferycznych na funkcjonowanie ekosystemów lądowych. Na podstawie analizy danych z lidaru EMORAL (ESA Mobile Raman Lidar) wyznaczono, zmienne w czasie, wartości wysokości dla różnych warstw w ABL, dla jednego dnia obserwacji. Analizowane dane pochodziły z kampanii pomiarowej POLIMOS Kraków - SMOG 2022, która odbyła się między 10, a 30 Stycznia 2022 roku. Pomiary były wykonywane na kampusie Wydziału Fizyki i Informatyki Stosowanej Akademii Górniczo-Hutniczej w Krakowie (FIS AGH).
W pracy zostały przedstawione i wykorzystane różne metody do wyznaczania wysokości atmosferycznej warstwy granicznej (ABLH), polegające na analizie skorygowanego sygnału rozproszenia wstecznego RCS. Dodatkowo została przedstawiona nowa metoda do wyznaczania wartości ABLH, jak i wartości wysokości innych głównych warstw w ABL, polegająca na analizie graficznej obrazu przedstawiającego wartości RCS w funkcji czasu i wysokości dla całego dnia obserwacji. Uzyskane za pomocą nowej metody analizy graficznej wartości wysokości warstw w ABL w znaczącym stopniu pokrywały się
z modelem teoretycznym i miały dość wysoką korelację z wysokościami uzyskanymi za pomocą metody referencyjnej (R2 = 0.888). Na uzyskanych za pomocą nowej metody analizy graficznej profilach wysokości głównych warstw w ABL, można zaobserwować typowe dla ABL zachowania, takie jak: zmiany wysokości warstw, rozpoczęcie i zakończenie procesów konwekcyjnych w ABL, a co za tym idzie, cykl słoneczny w ciągu dnia z obszaru ujętego pomiarem.