Αρχική
Φυσικές ιδιότητες αιωρούμενων σωματιδίων με κλιματικό ενδιαφέρον στην ατμόσφαιρα της ανατολικής Μεσογείου
Αποτελέσματα - Λεπτομέρειες
|
||||
| Κωδικός Πόρου | 000346562 | |||
| Τίτλος | Φυσικές ιδιότητες αιωρούμενων σωματιδίων με κλιματικό ενδιαφέρον στην ατμόσφαιρα της ανατολικής Μεσογείου | |||
| Άλλος τίτλος | Physical properties of aerosol particles affecting climate in the eastern Mediterranean atmosphere | |||
| Συγγραφέας | Καλυβίτης, Νικόλαος Πέτρου | |||
| Σύμβουλος διατριβής | Μιχαλόπουλος, Νικόλαος | |||
| Περίληψη |
Η μελέτη των αιωρούμενων σωματιδίων στη λεκάνη της Μεσογείου παρουσιάζει ιδιαίτερο ενδιαφέρον αφού εκεί απαντώνται διάφορα είδη αερολυμάτων, όπως σωματίδια θαλάσσιας προέλευσης, ανθρωπογενή αερολύματα και σωματίδια ορυκτογενούς σκόνης. Ο σταθμός δειγματοληψιών του Πανεπιστημίου Κρήτης στη Φινοκαλιά Λασιθίου έχει επισημανθεί ως αντιπροσωπευτικός σταθμός για την ευρύτερη περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου. Η παρούσα εργασία επικεντρώνεται στη μελέτη των φυσικών ιδιοτήτων των αερολυμάτων στο σταθμό της Φινοκαλιάς και μπορεί να διαχωριστεί σε τρία μέρη, στη μελέτη των σωματιδιακών κατανομών μεγέθους των αιωρούμενων σωματιδίων, στη μελέτη των οπτικών τους ιδιοτήτων ενώ σε χωριστή ενότητα μελετάται η μεταφορά ορυκτογενούς σκόνης από την Αφρική λόγω της ιδιαιτερότητας που παρουσιάζουν αυτά τα φαινόμενα. Για πρώτη φορά στην περιοχή της Ανατολικής Μεσογείου μελετήθηκαν οι σωματιδιακές κατανομές μεγέθους των αερολυμάτων σε συνεχή βάση και για χρονικό διάστημα αρκετά μεγάλο ώστε να είναι δυνατή η διερεύνηση των εποχικών τους διακυμάνσεων. Η μελέτη καλύπτει δύο ξεχωριστές περιόδους, η πρώτη διήρκεσε από τον Ιούλιο του 2004 έως τον Ιανουάριο του 2005 και η δεύτερη από τον Αύγουστο έως τον Ιούλιο του 2005. Οι τάσεις που παρατηρήθηκαν ήταν κοινές και για τις δύο περιόδους. Η σημαντικότερη παρατήρηση αφορούσε την εξαφάνιση των σωματιδίων με διάμετρο μικρότερη από 50 nm. Παρατηρήθηκαν δύο πρότυπα εξαφάνισης. Το πρώτο χαρακτηρίζεται από σταδιακή εξαφάνιση με σχετικά μικρούς ρυθμούς εξαφάνισης και δε συσχετίζεται άμεσα με την ηλιακή ακτινοβολία καθώς η έναρξη του φαινομένου μπορεί να λάβει χώρα τις απογευματινές ώρες ή ακόμα και κατά τη διάρκεια της νύχτας. Το δεύτερο πρότυπο συνδέεται άμεσα με την ηλιακή ακτινοβολία καθώς παρατηρείται μόνο κατά τη διάρκεια της ημέρας και το μέγιστο της έντασης του φαινομένου παρατηρείται κατά τις μεσημεριανές ή απογευματινές ώρες ενώ ο ρυθμός εξαφάνισης των μικρών αερολυμάτων είναι μεγαλύτερος. Το φαινόμενο παρατηρείται εντονότερα τους καλοκαιρινούς μήνες ενώ τους χειμερινούς δεν παρατηρείται. Με τη χρήση ενός αριθμητικού μοντέλου δείχθηκε ότι ο μηχανισμός που ευθύνεται για την εμφάνιση του δεύτερου προτύπου είναι η συμπύκνωση ατμών θειικού οξέως στην επιφάνεια των μικρών σωματιδίων σε συνδυασμό με τη μεταξύ τους συσσωμάτωση ενώ το πρώτο πρότυπο, ελλείψει ικανών συγκεντρώσεων του θειικού οξέως κατά τη διάρκεια της νύχτας, αποδίδεται σε κάποια άλλη, αδιευκρίνιστη προς το παρών, ημιπτητική ένωση. Για πρώτη φορά επίσης παρατηρήθηκαν φαινόμενα σχηματισμού νέων σωματιδίων στο θαλάσσιο στρώμα ανάμιξης στην περιοχή ως ένα επαναλαμβανόμενο φαινόμενο. Ιδιαίτερο ενδιαφέρον παρουσιάζει το γεγονός ότι αν και στη διεθνή βιβλιογραφία τέτοια φαινόμενα παρατηρούνται κατά τη διάρκεια της ημέρας (πλην δύο περιπτώσεων) στη Φινοκαλιά παρατηρήθηκαν και νυκτερινά επεισόδια. Τα ημερήσια φαινόμενα σχηματισμού νέων σωματιδίων είναι συχνότερα τους χειμερινούς μήνες ενώ τα νυχτερινά είναι συχνότερα τους καλοκαιρινούς. Στο δεύτερο μέρος αυτής της εργασίας μελετήθηκαν οι οπτικές ιδιότητες των αιωρούμενων σωματιδίων και πιο συγκεκριμένα ο συντελεστής σκέδασης και ο συντελεστής απορρόφησης και παρουσιάστηκαν δεδομένα για την περίοδο 2003– 2006. Οι μέγιστες τιμές του συντελεστή σκέδασης παρατηρούνται τους καλοκαιρινούς μήνες ενώ οι ελάχιστες κατά τη διάρκεια του χειμώνα σε συμφωνία με τον ετήσιο κύκλο που παρουσιάζουν οι συγκεντρώσεις του θειικού αμμωνίου και της οργανικής ύλης στη σωματιδιακή ύλη ενώ οι δευτερεύουσες κορυφές που παρουσιάζονται τις μεταβατικές περιόδους αποδίδονται σε επεισόδια μεταφοράς ορυκτογενούς σκόνη. Η υγροσκοπική αύξηση του μεγέθους των αερολυμάτων φαίνεται να παίζει πολύ σημαντικό ρόλο στον καθορισμό των οπτικών τους ιδιοτήτων, καθώς για υγροσκοπικά σωματίδια και σε πολύ υψηλές υγρασίες ο συντελεστής σκέδασης υπερδιπλασιάζεται σε σχέση με τις ξηρές συνθήκες. Επικεντρώνοντας το ενδιαφέρον μας σε μια μεμονωμένη περίοδο καταφέραμε να ανακατασκευάσουμε το συντελεστή σκέδασης θεωρώντας ότι τα μόνα συστατικά που σκεδάζουν είναι η οργανική ύλη και το θειικό αμμώνιο τόσο για υγρές όσο και για ξηρές συνθήκες με ικανοποιητική ακρίβεια. Ο συντελεστής απορρόφησης παρουσιάζει μέγιστες τιμές το καλοκαίρι με ένα δευτερεύον μέγιστο στην αρχή της άνοιξης και τις ελάχιστες το χειμώνα με ένα τοπικό ελάχιστο στις αρχές του καλοκαιριού σε συμφωνία με τον ετήσιο κύκλο του μαύρου άνθρακα στην ατμόσφαιρα. Στις περιόδους όμως όπου παρατηρούνται φαινόμενα μεταφοράς ορυκτής σκόνης από την Αφρική προς τη λεκάνη της Μεσογείου, τα σωματίδια σκόνης αν και δεν απορροφούν έντονα στα μεγάλα μήκη κύματος μπορούν να αυξήσουν κατακόρυφα την απορρόφηση της ηλιακής ακτινοβολίας σε μικρά μήκη κύματος. Στο τρίτο μέρος μελετήθηκε η μεταφορά ορυκτογενούς σκόνης από την Β. Αφρική προς την Ανατολική Μεσόγειο καθώς κατά τη διάρκεια τέτοιων επεισοδίων αλλάζουν άρδην οι συνήθεις ιδιότητες της ατμόσφαιρας. Τα σωματίδια ορυκτογενούς σκόνης φτάνουν στην Κρήτη κυρίως όταν οι πνέοντες άνεμοι έχουν νότια προέλευση. Η ανάλυση των οπισθοπορείων σε ύψος 1000 και 3000 m των αερίων μαζών που έφταναν στην Κρήτη όταν έπνεαν νότιοι άνεμοι και για την περίοδο 2000- 2005 έδειξε ότι η σκόνη μπορεί να μεταφέρεται στην περιοχή είτε ταυτόχρονα μέσω της ελεύθερης τροπόσφαιρας και μέσα στο επιφανειακό στρώμα ανάμιξής (Κατακόρυφα Εκτεταμένη Μεταφορά (Vertically Extended Transport – VET)) ή αρχικά πάνω από το στρώμα ανάμιξης με τα βαρύτερα σωματίδια να φτάνουν στην επιφάνεια μετά από περίπου μία ημέρα. (Μεταφορά μέσω Ελεύθερης Τροπόσφαιρας (Free Tropospheric Transport – FTT)). Το φθινόπωρο και το χειμώνα παρατηρείται συχνότερα η μεταφορά τύπου VET, το καλοκαίρι η μεταφορά τύπου FTT είναι συχνότερη και την άνοιξη παρατηρούνται εξίσου και οι δύο τύποι. Σε ετήσια βάση πάντως οι δύο τύποι μεταφοράς συνεισφέρουν το ίδιο στη μεταφορά σωματιδίων σκόνης προς την Ανατολική Μεσόγειο. Κατά τη διάρκεια επεισοδίων τύπου VET παρατηρήθηκε σημαντική συσχέτιση των δορυφορικών μετρήσεων από τον αισθητήρα TOMS. Σημαντική συσχέτιση παρατηρήθηκε επίσης ανάμεσα στο σωματιδιακό οπτικό πάχος και τη σωματιδιακή μάζα στην επιφάνεια και έτσι οι τιμές του ΑΟΤ από το δίκτυο AERONET μπορούν να εκτιμηθούν από τα επίπεδα της σωματιδιακής μάζας στην επιφάνεια. Γενικά, οι επιφανειακές μετρήσεις κρίνονται απαραίτητες για την αξιολόγηση των τηλεσκοπικών μεθόδων παρατήρησης και αποτελούν ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για τη μελέτη της επίδρασης των αιωρούμενων σωματιδίων στο κλίμα. |
|||
| Φυσική περιγραφή | [15], 193 φύλλα : εικ. (μερικές έγχρ.), χάρτης ; 30 εκ. | |||
| Γλώσσα | Ελληνικά | |||
| Θέμα | AERONET | |||
| Absorption | ||||
| Aerosol particles | ||||
| Dust | ||||
| East Mediterranean | ||||
| LIDAR | ||||
| New particle formation | ||||
| Optical properties | ||||
| SMPS | ||||
| Scattering | ||||
| Size Distribution | ||||
| Αερολύματα | ||||
| Ανατολική Μεσόγειος | ||||
| Απορρόφηση | ||||
| Κατανομές | ||||
| Οπτικές ιδιότητες | ||||
| Παραγωγή νέων σωματιδίων | ||||
| Σκέδαση | ||||
| Σκόνη | ||||
| ΤΟΜS | ||||
| Ημερομηνία έκδοσης | 2008-12-08 | |||
| Συλλογή | Σχολή/Τμήμα--Σχολή Θετικών και Τεχνολογικών Επιστημών--Τμήμα Χημείας--Διδακτορικές διατριβές | |||
| Τύπος Εργασίας--Διδακτορικές διατριβές | ||||
| Εμφανίσεις | 401 | |||
| Ψηφιακά τεκμήρια | |
|---|---|
|
Κατέβασμα Εγγράφου |
