Studio multispettrale del fattore correttivo Cref determinato dal confronto tra osservazioni di MAAP, MWAA, AE31, AE33, influenza di SSA e stato di aging

Abstract

International audienceLa frazione assorbente dell’aerosol atmosferico ha un impatto rilevante sul bilancio radiativo terrestre agendo come forzante climatica positiva. Accurate misure in situ multispettrali del coefficiente di assorbimento e del MACBC (black carbon mass absorption cross section, m2/g), oltre allo studio della sua variabilità in atmosfera, sono cruciali per una migliore stima del suo impatto. L’aethalometro è ad oggi lo strumento più diffuso per la misura del coefficiente di assorbimento a più lunghezze d’onda (370-950 nm). Il principio di funzionamento si basa sulla misura della luce trasmessa da un campione di aerosol depositato su filtro ed è sensibile al livello di accumulo delle particelle (loading effect), che causa una sottostima del coefficiente di assorbimento, e soggetto a sovrastime dovute allo scattering multiplo prodotto dal filtro e dalle particelle non assorbenti. Mentre il primo artefatto può essere corretto sia a posteriori tramite algoritmi sia in automatico [1,2], l’effetto di scattering multiplo necessita invece di un parametro correttivo denominato Cref. Questo è tipicamente ricavato per confronto con tecniche indipendenti come il MAAP (online, 637 nm) e l’MWAA (off-line, 4 lunghezze d’onda), in cui il coefficiente di assorbimento è ricavato tramite un modello di trasferimento radiativo applicato alla luce riflessa e trasmessa dal campione a diversi angoli [3]. La stima del parametro Cref e lo studio della sua variabilità in ambiente e in condizioni controllate è di grande importanza per migliorare l’accuratezza delle osservazioni “filter-based.In questo studio si presentano i risultati del confronto tra diverse tecniche “filter-based” per la misura del coefficiente di assorbimento e la stima del fattore correttivo Cref sulla base di misure di terreno realizzate in ambienti caratterizzati da aerosol di tipo e proprietà diverse (Monte Cimone, San Pietro Capofiume e Bologna, luglio 2017) e da esperimenti effettuati nella camera di simulazione CESAM (https://cesam.cnrs.fr/) su BC fresco generato tramite miniCAST JING e invecchiato in presenza di coating organico (H2O+O3+α-pinene) e inorganico (H2O+O3+SO2+luce). I valori ricavati compresi tra 2 e 6 si mostrano in accordo con altri risultati in letteratura. L’integrazione dei dati di terreno e di camera ha permesso la determinazione e lo studio del Cref per AE31 e AE33 e la sua dipendenza da differenti parameteri quali la SSA (frazione di assorbimento), l’umidità relativa, la concentrazione di BC, e lo stato di mixing dell’aerosol