Grundämnessammansättning i olika partikelstorleksfraktioner av den atmosfäriska aerosolen

Beskrivning ges av analysteknik (protoninducerad röntgenstrålning), provtagningsteknik (kaskadimpaktor av Battelle-typ) och provberedningsteknik. Utfört arbete i form av provbehandlingsförbättringar, konstruktion och förbättring av provtagare, bestämning av lämpliga analysparametrar samt uppbyggnad av ett dataprogramsystem presenteras. Sammanställning av resultat i form av beräknade medelvärden i klasser efter luftmassans historia redovisas

The roles of the atmosphere and ocean in driving Arctic warming due to European aerosol reductions

Clean air policies can have significant impacts on climate in remote regions. Previous modeling studies have shown that the temperature response to European sulfate aerosol reductions is largest in the Arctic. Here, we investigate the atmospheric and ocean roles in driving this enhanced Arctic warming using a set of fully‐coupled and slab‐ocean simulations (specified ocean heat convergence fluxes) with the Norwegian Earth system model (NorESM), under scenarios with high and low European aerosol emissions relative to year 2000. We show that atmospheric processes drive most of the Arctic response. The ocean pathway plays a secondary role inducing small temperature changes mostly in the opposite direction of the atmospheric response. Important modulators of the temperature response patterns are changes in sea‐ice extent and subsequent turbulent heat flux exchange, suggesting that a proper representation of Arctic sea‐ice and turbulent changes are key to predicting the Arctic response to mid‐latitude aerosol forcing

Aerosolsammansättning i ett renluftsområde

Aerosolsammansättningen i ett renluftsområde i Mellansverige (Velen) har studerats under en årscykel. Aerosolpartiklarna har uppdelats efter aerodynamisk storlek i 7 fraktioner. Varje fraktion från 113 provtagningstillfällen har analyserats m a p svavel och tungmetaller m h a partikelinducerad röntgenstrålning s k PIXE-analys. Resultaten påvisar variationer i ämneskoncentrationer mellan enskilda mättillfällen omspännande två storleks ordningar. Årsmedelkoncentrationerna ligger på samma nivå som i rural miljö i Bolivia, Canada, Norge och Schweiz. Jämfört med motsvarande koncentrationer i urban miljö (Köpenhamn m fl storstäder) är tungmetallkoncentrationerna en till två storleksordningar (svavelkoncentrationen endast en faktor tre) lägre i Velen. Inga påtagliga säsongsvariationer kunder spåras varken för antropogent eller naturligt bildade ämnen. Klassificering av mättillfällena efter luftmassans historia kunde förklara mycket av de stora koncentrationsvariationerna. Grundämneskoncentrationerna var mellan en faktor 2 och 10 högre i luftmassor som kom från den europeiska kontinenten eller Storbritannien jämfört med de som kom norrifrån. Lägst var koncentrationerna i luftmassor som kom från Nordatlanten eller Norska Havet. Svavelkoncentrationerna visade störst beroende av luftmassans historia

Miljöanalys med hjälp av kärnfysikalisk teknik - PIXE

Under de senaste tio åren har en känslig analysmetod för grundämnen utvecklats vid institutionen för kärnfysik vid LTH. Metoden kallas PIXE (Particle Induced X-ray Emisson) och medger att mycket små förekomster (109 – 1012 g) av grundämnen kanbestämmas i små prov. Metoden är snabb. Ett par minuters analys ger en samtidig bestämning av ett stort antal grundämnen. Analysmetoden används nu i ett stort antal laboratorier runt om i världen och har funnit tillämpning inom en rad olika områden såsom medicin, biologi, yrkes- och omgivningshygien, meteorologi, geologi samt arkeologi. I Lund har metoden huvudsakligen använts för omfattande studier av föroreningar i arbetsmiljö och yttre miljö, varför vi först redogör för vårt arbete inom dessa tillämpningsområden, varefter vi beskriver de fysikaliska principerna för analysmetoden och utvecklingsarbetet med den

Pan-Arctic seasonal cycles and long-term trends of aerosol properties from ten observatories

Even though the Arctic is remote, aerosol properties observed there are strongly influenced by anthropogenic emissions from outside the Arctic. This is particularly true for the so-called Arctic haze season (January through April). In summer (June through September), when atmospheric transport patterns change, and precipitation is more frequent, local Arctic, i.e. natural sources of aerosols and precursors, play an important role. Over the last decades, significant reductions in anthropogenic emissions have taken place. At the same time a large body of literature shows evidence that the Arctic is undergoing fundamental environmental changes due to climate forcing, leading to enhanced emissions by natural processes that may impact aerosol properties. In this study, we analyze nine aerosol chemical species and four particle optical properties from ten Arctic observatories (Alert, Gruvebadet, Kevo, Pallas, Summit, Thule, Tiksi, Barrow, Villum, Zeppelin) to understand changes in anthropogenic and natural aerosol contributions. Variables include equivalent black carbon, particulate sulfate, nitrate, ammonium, methanesulfonic acid, sodium, iron, calcium and potassium, as well as scattering and absorption coefficients, single scattering albedo and scattering Ångström exponent. First, annual cycles are investigated, which despite anthropogenic emission reductions still show the Arctic haze phenomenon. Second, long-term trends are studied using the Mann-Kendall Theil-Sen slope method. We find in total 28 significant trends over full station records, i.e. spanning more than a decade, compared to 17 significant decadal trends. The majority of significantly declining trends is from anthropogenic tracers and occurred during the haze period, driven by emission changes between 1990 and 2000. For the summer period, no uniform picture of trends has emerged. Twenty-one percent of trends, i.e. eleven out of 57, are significant, and of those five are positive and six are negative. Negative trends include not only anthropogenic tracers such as equivalent black carbon at Kevo, but also natural indicators such as methanesulfonic acid and non-sea salt calcium at Alert. Positive trends are observed for sulfate at Zeppelin and Gruvebadet. No clear evidence of a significant change in the natural aerosol contribution can be observed yet. However, testing the sensitivity of the Mann-Kendall Theil-Sen method, we find that monotonic changes of around 5 % per year in an aerosol property are needed to detect a significant trend within one decade. This highlights that long-term efforts well beyond a decade are needed to capture smaller changes. It is particularly important to understand the ongoing natural changes in the Arctic, where interannual variability can be high, such as with forest fire emissions and their influence on the aerosol population. To investigate the climate-change induced influence on the aerosol population and the resulting climate feedback, long-term observations of tracers more specific to natural sources are needed, as well as of particle microphysical properties such as size distributions, which can be used to identify changes in particle populations which are not well captured by mass-oriented methods such as bulk chemical composition

CO2-induced terrestrial climate feedback mechanism : From carbon sink to aerosol source and back

Peer reviewe