Praca Naukowa

Projekt: Oddziaływanie aerozolu na własności mikrofizyczne, optyczne i radiacyjne mgły

Finansowanie: Narodowe Centrum Nauki

Umowa: UMO-2017/27/B/ST10/00549

Okres realizacji: 3.10.2018-2.10.2021

Budżet: 1 496 040,00 PLN

Główne cele i zadania projektu:

 

Niniejszy projekt stanowi próbę odpowiedzi na wyzwania stawiane nauce w zakresie oddziaływania emisji zanieczyszczeń antropogenicznych na warunki atmosferyczne, które mają szczególne znaczenie dla zdrowia społeczeństwa, a także bezpieczeństwa w komunikacji lądowej i powietrznej. Problem smogu w Polsce stał się w ostatnim czasie bardzo medialny. Przyczyną tego stanu rzeczy nie może być pogorszenie się stanu jakości powietrza, bo wieloletnie dane pomiarowe nie wskazują na taką tendencję. Obserwuje się raczej, podobnie jak w Europie Zachodniej, poprawę jakości powietrza, jednak tempo tych zmian w Polsce pozostawia wiele do życzenia. Szczególnie widoczne jest to w okresie jesienno-zimowym, kiedy to obserwuje się groźne epizody smogowe. Z drugiej strony podczas wysokich koncentracji aerozolu panują często sprzyjające warunki do rozwijania się mgieł, które mogą powodować redukcję widzialności do poziomu niebezpiecznego z punktu widzenia komunikacji lądowej oraz lotniczej. Oddziaływanie aerozolu na własności fizyczne mgły jest stosunkowo słabo poznane. W szczególności w warunkach panujących w Polsce w chłodnej porze roku, gdy transformacja pomiędzy zmętnieniem powietrza spowodowanym rozpraszaniem światła na uwodnionym aerozolu a mgłą jest procesem zachodzącym w krótkiej skali czasowej.

Celem projektu jest wykorzystanie eksperymentalnych i teoretycznych technik badawczych do pogłębienia wiedzy o wpływie aerozolu atmosferycznego na mikrofizyczne, optyczne i radiacyjne własności mgły, w szczególności:

  • określenie wpływu higroskopijności aerozolu na budżet energetyczny, uwzględniający promieniowanie krótko- i długofalowe zarówno przed jak i w trakcie tworzenia się mgły
  • określenie relacji pomiędzy koncentracją aerozolu i parametrem wzrostu higroskopijnego a koncentracją oraz rozkładem wielkości kropel wody we mgle

  • wyznaczenie radiacyjnej struktury pionowej mgły i jej ewolucji podczas procesu tworzenia i zaniku

  • określenie długookresowych zmian parametrów fizycznych mgły w relacji do trendów koncentracji aerozolu i zmian warunków meteorologicznych.

W ramach projektu zespół badawczy będzie starał się poznać odpowiedzi na następujące pytania:

  • jaki wpływ na procesy związane z rozwojem i zanikiem oraz czasem trwania mgły mają aerozole absorbujące oraz ich rozkład pionowy w dolnej troposferze?
  • czy wzrost higroskopijny aerozolu przy wilgotności względnej poniżej 100% powoduje istotne zmiany strumienia zwrotnego promieniowania długofalowego?
  • czy uzasadnione jest zaniedbywanie zmian współczynnika absorpcji światła w aerozolu higroskopijnym podczas zmian wilgotności względnej?;
  • w jakim stopniu koncentracja aerozolu emitowanego głównie przez systemy ogrzewania wpływa na wysokość, minimalną widzialność oraz czas trwania mgły?

Wykonawcy projektu:

kierownik: dr hab. Krzysztof Markowicz

dr Michał Chiliński

dr Olga Zawadzka-Mańko

dr Justyna Lisok

 

Lista zakupionej oraz wytworzonej w ramach projektu aparatury naukowo-badawczej:

- Nefelometr polarny 4000

- Komora klimatyczna ACS1000

- Zestaw miniaturowych radiometrów

- Laserowy licznik cząstek LAS-TSI

- Miniaturowe liczniki cząstek OPC-N3

 

Stacje pomiarowe:

- Laboratorium transferu radiacyjnego w Instytucie Geofizyki, Wydziału Fizyki UW

- Stacja badawcza SolarAOT w Strzyżowie

 

Eksperymenty badawcze:

- stacja SolarAOT (Strzyżów) 10-21.02.2020. Profilowanie smogu oraz mgły w kotlinie Strzyżowa z wykorzystaniem aparatury podwieszonej do balonu na uwięzi oraz samochodu badawczego

 

Wystąpienia konferencyjne:

1. Zawadzka-Mańko, O., K.M. Markowicz,  Long-term analysis of fog and smog frequency in Poland, International, Radiation Symposium, 6-10.07.2020, Thessaloniki, Greece

2. Chilinski, M.T., K. M. Markowicz, Vertical profiling of aerosols with drones, cable cars and skyscraper, Radiation Symposium, 6-10.07.2020, Thessaloniki, Greece

3. Markowicz, K.M., J. Lisok, Impact of water uptake effect on smog optical and microphysical properties, Radiation Symposium, 6-10.07.2020, Thessaloniki, Greece

 

Lista publikacji:

1. Markowicz, K.M. M.T. Chilinski, Evaluation of a low-cost optical particle counters for measurement of ambient aerosol scattering coefficient and Ångström exponent, submitted to Sensors.

 

Popularyzacja badań: