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

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

Peer reviewe

A full year of aerosol size distribution data from the central Arctic under an extreme positive Arctic Oscillation : insights from the Multidisciplinarydrifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition

The Arctic environment is rapidly changing due to accelerated warming in the region. The warming trend is driving a decline in sea ice extent, which thereby enhances feedback loops in the surface energy budget in the Arctic. Arctic aerosols play an important role in the radiative balance and hence the climate response in the region, yet direct observations of aerosols over the Arctic Ocean are limited. In this study, we investigate the annual cycle in the aerosol particle number size distribution (PNSD), particle number concentration (PNC), and black carbon (BC) mass concentration in the central Arctic during the Multidisciplinary drifting Observatory for the Study of Arctic Climate (MOSAiC) expedition. This is the first continuous, year-long data set of aerosol PNSD ever collected over the sea ice in the central Arctic Ocean. We use a k-means cluster analysis, FLEXPART simulations, and inverse modeling to evaluate seasonal patterns and the influence of different source regions on the Arctic aerosol population. Furthermore, we compare the aerosol observations to land-based sites across the Arctic, using both long-term measurements and observations during the year of the MOSAiC expedition (2019-2020), to investigate interannual variability and to give context to the aerosol characteristics from within the central Arctic. Our analysis identifies that, overall, the central Arctic exhibits typical seasonal patterns of aerosols, including anthropogenic influence from Arctic haze in winter and secondary aerosol processes in summer. The seasonal pattern corresponds to the global radiation, surface air temperature, and timing of sea ice melting/freezing, which drive changes in transport patterns and secondary aerosol processes. In winter, the Norilsk region in Russia/Siberia was the dominant source of Arctic haze signals in the PNSD and BC observations, which contributed to higher accumulation-mode PNC and BC mass concentrations in the central Arctic than at land-based observatories. We also show that the wintertime Arctic Oscillation (AO) phenomenon, which was reported to achieve a record-breaking positive phase during January-March 2020, explains the unusual timing and magnitude of Arctic haze across the Arctic region compared to longer-term observations. In summer, the aerosol PNCs of the nucleation and Aitken modes are enhanced; however, concentrations were notably lower in the central Arctic over the ice pack than at land-based sites further south. The analysis presented herein provides a current snapshot of Arctic aerosol processes in an environment that is characterized by rapid changes, which will be crucial for improving climate model predictions, understanding linkages between different environmental processes, and investigating the impacts of climate change in future Arctic aerosol studies.Peer reviewe