BRFAA - Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών, Ακαδημίας Αθηνών
Biomedical Ίδρυμα Ιατροβιολογικών Ερευνών, Ακαδημίας ΑθηνώνΑκαδημία Αθηνών

Μετρήσεις

ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΤΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΕΡΑ

α. Μακροχρόνιες μετρήσεις του στρώματος του όζοντος και του οπτικού βάθους των αιωρούμενων σωματιδίων στην Αθήνα

Στο Σχήμα 9 παρουσιάζονται οι ημερήσιες τιμές της ολικής στήλης του όζοντος στην Αθήνα κατά την περίοδο 2003-2019, όπως μετρήθηκαν από το φασματοφωτόμετρο τύπου Brewer που είναι εγκατεστημένο στο δώμα του ΙΙΒΕΑΑ. Όπως φαίνεται από το Σχήμα 9, υπάρχει πολύ καλή συμφωνία μεταξύ των επίγειων μετρήσεων του ΙΙΒΕΑΑ και των παρατηρήσεων από τα δορυφορικά όργανα TOMS και OMI (συντελεστές συσχέτισης μεγαλύτεροι από +0.9). Αντίστοιχες μεγάλες συσχετίσεις εμφανίζονται και με τις μετρήσεις των Ευρωπαϊκών δορυφόρων MetOpA και MetOpB. Το στρώμα του όζοντος παρουσιάζεται σταθεροποιημένο κατά την τελευταία 18ετία πάνω από την Αττική, χωρίς να παρατηρείται κάποια σημαντική αλλαγή. Η μέση τιμή του στρώματος του όζοντος παραμένει σταθερή στις 320 μονάδες Dobson, ποσότητα που αντιστοιχεί σε ένα στρώμα πάχους 3.2 χιλιοστών. Αντίστοιχα σταθερά παραμένουν και τα επίπεδα έκθεσης των κατοίκων στην υπεριώδη ηλιακή ακτινοβολία, όπως επιβεβαιώνεται από τις δορυφορικές παρατηρήσεις της ερυθηματογόνου δόσης της ηλιακής ακτινοβολίας πάνω από λεκανοπέδιο. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν σε πρόσφατη επιστημονική εργασία από τους Eleftheratos et al. (2021).

 

Σχήμα 9. Ημερήσιες τιμές του στρώματος του όζοντος στην Αθήνα από τις επίγειες μετρήσεις στην Ακαδημία Αθηνών και τις παρατηρήσεις των δορυφορικών οργάνων OMI, TOMS, GOME-2A και GOME-2B (Eleftheratos et al., 2021).

 

Οι μετρήσεις του φασματοφωτόμετρου Brewer χρησιμοποιήθηκαν για τη μελέτη των διαχρονικών μεταβολών του οπτικού βάθους των αερολυμάτων (AOD) στην Αθήνα κατά την περίοδο 2008-2014. Στο Σχήμα 10 παρουσιάζονται τα αποτελέσματα. Οι μετρήσεις του Brewer έδειξαν μια πτωτική τάση του AOD στα 437 nm κατά την περίοδο αναφοράς, και μια πάρα πολύ καλή συμφωνία με τις αντίστοιχες μετρήσεις από το φωτόμετρο CIMEL του παγκόσμιου δικτύου AERONET της NASA. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στην επιστημονική εργασία των Diémoz et al. (2016).

 

Σχήμα 10. Διαχρονικές μεταβολές του οπτικού βάθους των αερολυμάτων στην Αθήνα κατά την περίοδο 2008-2014 από τις μετρήσεις του φασματοφωτόμετρου Brewer στα 437 nm. Στη δεξιά μεριά παρουσιάζεται η σύγκριση των μετρήσεων του Brewer με τις αντίστοιχες μετρήσεις του φωτόμετρου CIMEL (Diémoz et al., 2016).

 

β. Μετρήσεις διοξειδίου του θείου, ηλιακής ακτινοβολίας και οπτικού βάθους αερολυμάτων στην Αθήνα κατά τη διάρκεια δασικών πυρκαγιών

Στο Σχήμα 11 παρουσιάζονται οι μετρήσεις της ολικής στήλης του διοξειδίου του θείου (SO2) στην Αθήνα κατά τη διάρκεια της δασικής πυρκαγιάς του Αυγούστου 2009 που έπληξε την βορειοανατολική Αττική, από την περιοχή του Γραμματικού και του Μαραθώνα μέχρι το Πικέρμι και την Παλλήνη, κατακαίγοντας στο ενδιάμεσο, τμήμα της Πεντέλης. Οι συγκεντρώσεις της ολικής στήλης SO2 που μετρήθηκαν στο IIBEAA στις 22 και 23 Αυγούστου ήταν περίπου 3 φορές μεγαλύτερες από τις κανονικές τιμές. Η φωτογραφία στα αριστερά δείχνει τον καπνό που πέρασε πάνω από το ΙΙΒΕΑΑ στις 22 Αυγούστου 2009 και το διάγραμμα στα δεξιά δείχνει τις μετρήσεις του SO2 από το φασματοφωτόμετρο.

 

Σχήμα 11. Μετρήσεις της ολικής στήλης του διοξειδίου του θείου (SO2) στο ΙΙΒΕΑΑ κατά τη διάρκεια της δασικής πυρκαγιάς στη βορειοανατολική Αττική τον Αύγουστο του 2009. Αριστερά στο σχήμα διακρίνεται το νέφος των αιωρούμενων σωματιδίων από τη δασική πυρκαγιά το οποίο κατέκλυσε την Αττική.

 

Οι μετρήσεις της ερυθηματογόνου ηλιακής ακτινοβολίας κατά τις ημέρες των πυρκαγιών (22-23 Αυγούστου) συγκρίθηκαν με τις μετρήσεις πριν από τις πυρκαγιές (19 Αυγούστου) όπως φαίνεται στο Σχήμα 12. Στις 23 Αυγούστου, ο καπνός ήταν πάνω από το σταθμό όλη την ημέρα, με αποτέλεσμα τη μείωση της ερυθηματογόνου ακτινοβολίας από 160 σε 40 mW/m2. Η σύγκριση των μετρήσεων του οργάνου UV-MFR σε δύο μήκη κύματος (311 nm και 368 nm) έδειξαν ότι οι μειώσεις της ακτινοβολίας στο UV-B (311 nm) ήταν μεγαλύτερες από τις μειώσεις της ακτινοβολίας στο UV-A (368 nm). Αυτό οφείλεται στην αυξημένη σκέδαση των αερολυμάτων στα μικρότερα μήκη κύματος. Οι μειώσεις έφτασαν έως και 95% και 80%, για την UV-B και UV-A ηλιακή ακτινοβολία, αντίστοιχα. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στην επιστημονική εργασία των Amiridis et al. (2012).

 

Σχήμα 12. (α) Μετρήσεις της ερυθηματογόνου ακτινοβολίας από το φασματοφωτόμετρο Brewer του ΙΙΒΕΑΑ πριν και κατά τη διάρκεια των πυρκαγιών του Αυγούστου 2009 στην Αττική. (β) Μετρήσεις σε δύο χαρακτηριστικά μήκη κύματος (311 nm και 368 nm) από το φωτόμετρο UV-MFR (Amiridis et al., 2012).

 

Στο Σχήμα 13 παρουσιάζονται οι μετρήσεις SO2 κατά τη διάρκεια των πρόσφατων καταστροφικών πυρκαγιών του Αυγούστου 2021. Οι συγκεντρώσεις της ολικής στήλης SO2 που μετρήθηκαν στο IIBEAA κατά το πρώτο 11ήμερο του Αυγούστου (περίοδος δασικών πυρκαγιών) και στις 18-19 Αυγούστου (δασικές πυρκαγιές σε Λαυρεωτική και Βίλια Αττικής) ήταν έως και 8 φορές μεγαλύτερες από τη μέση τιμή SO2 του Αυγούστου. Η μέση τιμή (average) είναι από τις ημέρες χωρίς δασικές πυρκαγιές. Οι φωτογραφίες στο πάνω μέρος του σχήματος τραβήχτηκαν στο σταθμό του ΙΙΒΕΑΑ στις 5 Αυγούστου 2021 και δείχνουν τον καπνό από την πυρκαγιά το πρωί και κατά τη δύση του ηλίου. Τα διαγράμματα στο κάτω μέρος του σχήματος απεικονίζουν τις ημερήσιες μετρήσεις του SO2 και τις μέσες ημερήσιες τιμές του οπτικού βάθους των αιωρούμενων σωματιδίων στα 320.1 nm από το φασματοφωτόμετρο Brewer τον Αύγουστο του 2021.

 

Σχήμα 13. Μετρήσεις της ολικής στήλης του διοξειδίου του θείου (SO2) και του οπτικού βάθους των αερολυμάτων στα 320.1 nm στο ΙΙΒΕΑΑ τον Αύγουστο του 2021.

 

γ. Ανίχνευση διακρατικής μεταφοράς διοξειδίου του θείου ηφαιστειακής προέλευσης

Οι μετρήσεις SO2 του ΙΙΒΕΑΑ συμμετείχαν σε διεθνή μελέτη για την ανίχνευση SO2 ηφαιστειακής προέλευσης από το υφιστάμενο παγκόσμιο δίκτυο των φασματοφωτομέτρων Brewers. Συγκρίσεις με ανεξάρτητες επίγειες και δορυφορικές μετρήσεις καθώς και θεωρητικοί υπολογισμοί μοντέλων επιβεβαίωσαν την ικανότητα του δικτύου Brewer να ανιχνεύει ηφαιστειακές συγκεντρώσεις SO2. Η σύγκριση με τα δορυφορικά όργανα OMI και GOME-2 έδειξε στατιστικά σημαντική συμφωνία μεταξύ των δεδομένων του δικτύου Brewer και των δορυφορικών μετρήσεων μετά την έκρηξη του ηφαιστείου Kasatochi στην Αλάσκα τον Αύγουστο του 2008 (Σχήμα 14). Οι προσομοιώσεις της ολικής στήλης του SO2 από το πρόγραμμα MACC (Παρακολούθηση της ατμοσφαιρικής σύστασης και του κλίματος) έδειξαν ότι οι μεγάλες αυξήσεις του SO2 στην Ευρώπη μετά την έκρηξη του ηφαιστείου Bárðarbunga στην Ισλανδία τον Σεπτέμβριο του 2014 δεν οφείλονται σε τοπικές πηγές ρύπανσης ή εκπομπές πλοίων, αλλά συνδέονται σαφώς με την ηφαιστειακή έκρηξη. Η αύξηση του SO2 στο έδαφος και στην τροπόσφαιρα της Ευρώπης εντοπίστηκε και από άλλα επίγεια δίκτυα (Air-Base και EARLINET). Προτάθηκε ότι ο συνδυασμός των μετρήσεων του υφιστάμενου δικτύου των Brewers με άλλα επίγεια και δορυφορικά δίκτυα, θα μπορούσε να δημιουργήσει ένα χρήσιμο εργαλείο για την πρόβλεψη υψηλών τιμών SO2 τόσο στο έδαφος όσο και πάνω από τους αεροδιαδρόμους μετά από μελλοντικές εκρήξεις. Τα αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στην επιστημονική εργασία των Zerefos et al. (2017).

 

 

Σχήμα 14. Ανίχνευση SO2 ηφαιστειακής προέλευσης στο ΙΙΒΕΑΑ τον Αύγουστο 2008 μετά την έκρηξη του ηφαιστείου Kasatochi στην Αλάσκα (Zerefos et al., 2017).


δ. Μετρήσεις όζοντος και μονοξειδίου του άνθρακα στο Ν.Ε.Ο.

Οι ερευνητές του ΚΕΠΥ του ΙΙΒΕΕΑ ανέλυσαν τις ατμοσφαιρικές συγκεντρώσεις όζοντος (Ο3) και μονοξειδίου του άνθρακα (CO) στη Μεσσηνία, από τις μετρήσεις του σταθμού Ν.Ε.Ο. που λειτουργεί στη Μεθώνη από το 2016. Ο σταθμός είναι μέρος της εθνικής ερευνητικής υποδομής ΠΑΝΑΚΕΙΑ και στόχος του είναι παρακολουθεί σε μακροχρόνια βάση τις συγκεντρώσεις βασικών αιωρούμενων σωματιδίων και αέριων ρύπων για την κατανόηση των παραγόντων που καθορίζουν τα επίπεδα και τη μεταβλητότητα της ρύπανσης σε απομακρυσμένες περιοχές. Οι μετρήσεις των αέριων ρύπων συγκρίθηκαν με τις αντίστοιχες μετρήσεις από το σταθμό Φινοκαλιά, στην Κρήτη. Ο συντελεστής συσχέτισης μεταξύ των ημερήσιων τιμών Ο3 στη Μεθώνη και στη Φινοκαλιά είναι περίπου +0.6. Παρόμοια συσχέτιση υπάρχει και για το CO (Σχήμα 15). Τα επιστημονικά αποτελέσματα παρουσιάστηκαν στο 2ο επιστημονικό συνέδριο της ΠΑΝΑΚΕΙΑ που πραγματοποιήθηκε διαδικτυακά από τις 29 Σεπτεμβρίου έως την 1 Οκτωβρίου 2020.

 

Σχήμα 15. Ημερήσιες μετρήσεις Ο3 (αριστερά) και CO (δεξιά) στη Μεθώνη, Ν.Ε.Ο., και στη Φινοκαλιά, Κρήτη.

 

ε. Εκπαιδευτικές δραστηριότητες στο Ν.Ε.Ο.

Το 3ο εκπαιδευτικό Σεμινάριο του προγράμματος AdaptNET για τις επιπτώσεις της κλιματικής αλλαγής στη γεωργία πραγματοποιήθηκε στο Costa Navarino της Μεσσηνίας από τις 3 Φεβρουαρίου έως τις 8 Φεβρουαρίου 2020. Το πρόγραμμα AdaptNET (Ενίσχυση της εκπαίδευσης, της έρευνας και της καινοτομίας για τις έξυπνες καλλιέργειες στο κλίμα στην Ινδία) είναι ένα πρόγραμμα ERASMUS+ CAPACITY BUILDING που χρηματοδοτήθηκε από την Ευρωπαϊκή Επιτροπή. Στο Σεμινάριο συμμετείχαν 29 Ινδοί δάσκαλοι/επιστήμονες καθώς και 15 μεταπτυχιακοί φοιτητές από την Ελλάδα. Η εκπαίδευση διοργανώθηκε από τον Δρα Ιωάννη Καψωμενάκη και τον Δρα Δημήτρη Βολουδάκη.

Εργαστήριο Ζερεφού Σχετικοί Σύνδεσμοι