Станция атмосферных исследований Mace Head - Mace Head Atmospheric Research Station

Станция атмосферных исследований Mace Head
Ирландия
Расположение станции атмосферных исследований Mace Head в Ирландии
Расположение станции атмосферных исследований Mace Head в Ирландии
Станция атмосферных исследований Mace Head
Расположение станции атмосферных исследований Mace Head в Ирландия
Координаты: 53 ° 20′00 ″ с.ш. 9 ° 54′00 ″ з.д. / 53,333333333333336 ° с.ш.9,9 ° з. / 53.333333333333336; -9.9Координаты: 53 ° 20′00 ″ с.ш. 9 ° 54′00 ″ з.д. / 53,333333333333336 ° с.ш.9,9 ° з. / 53.333333333333336; -9.9
Страна Ирландия
Область, крайКарна, графство Голуэй
Учредил1987
Положение делОперативный
Менеджер станцииГ-н Джерри Спейн
Часовой поясUTC + 1
Годовое количество осадков1200мм
Средняя температура воздуха10 градусов по Цельсию
Температура моря10 градусов по Цельсию зимой, 15 градусов по Цельсию летом
Инфраструктура и удобстваК ним относятся:
  • 10-метровая метеорологическая башня
  • 3 лабораторных корпуса
  • Алюминиевые прогулочные башни
  • Лаборатория грузовых контейнеров
Интернет сайтwww.macehead.org

Станция атмосферных исследований Mace Head расположен на западном побережье Ирландия в Карне и является одним из самых продолжительных Меркурий записывающие станции в мире.[1] Расположение станции очень важно, так как оно находится далеко от соседних городов, чтобы никакие загрязнители не мешали записи, а его расположение также очень важно, поскольку оно идеально подходит для изучения атмосферы под землей. Северное полушарие и Европейский условия.[1] Станция имеет двойной статус Всемирная метеорологическая организация (ВМО) Глобальная служба атмосферы (ГМО) и суперцентр Европейской программы мониторинга и оценки (ЕМЕП).[2] Изучение головы булавы и наблюдение за климат и состав атмосферы с уделением особого внимания взаимодействию аэрозоля и облака и Меркурий чтения.

О

Станция атмосферных исследований Мейс-Хед была создана в 1987 году и действует до сих пор.[3] Нынешний руководитель станции - г-н Джерри Спейн, занимавший эту должность последние 20 лет.[4] Станция PI / Contact - это профессор Саймон О’Догерти, который занимается измерением газовых примесей в Бристольском университете, а станция CO-PI - профессор Питер Симмондс.[3] Mace Head финансируется Великобританией Департамент бизнеса, энергетики и промышленной стратегии (BEIS) и НАСА.[3]

Станция имеет двойной статус Всемирная метеорологическая организация (ВМО) Глобальная служба атмосферы (ГМО) и суперцентр Европейской программы мониторинга и оценки (ЕМЕП).[2] Он находится в ведении Школы физики Голуэя Национального университета Ирландии и Центра исследований климата и загрязнения воздуха Университета Райана.[2]

Школа физики в Голуэе Национального университета Ирландии работает в Мейс-Хед уже 50 лет, а станция Мейс-Хед является одной из самых важных станций Глобальной службы атмосферы в Северном полушарии.[3]

При финансировании исследовательских проектов это персонал NUIG; студенты и аспиранты, отвечающие за эксплуатацию и техническое обслуживание оборудования на станции Mace Head.[3] NUIG оплачивает расходы на расходные материалы, такие как фильтры, а также на транспортировку образцов химического анализа в лабораторию Гласневин, Дублин.[3]

Место расположения

Станция атмосферных исследований Мейс-Хед расположена на западном побережье Ирландия в Карне, Графство Голуэй.[1] Этот Северное полушарие станция имеет западный выход на Северо-атлантический океан с координатами 53 ° 20 ’северной широты и 9 ° 54’ западной долготы.[3] Это чистый сектор от 180 до 300 градусов, и примерно 60% воздуха, измеряемого площадкой, проходит через этот чистый сектор.[5] Он имеет часовой пояс UTC + 1 или же GMT + 1, с 1200мм годового количества осадков, средней температуры воздуха 10 ° C и температуры моря 10 ° C зимой и 15 ° C летом.[3] Торфяники и водно-болотные угодья окружают станцию, и ее местоположение составляет примерно 90м от береговой линии.[3]

Чтобы уменьшить загрязняющие вещества, влияющие на измерения, проводимые на объекте, и мешающие им, Mace Head стратегически расположен примерно в 88км к западу от Голуэй город.[3] Точно так же чистый сектор, окружающий площадку, также включает три небольших близлежащих острова, но они необитаемы и, следовательно, не влияют на измерения, проводимые на площадке.[3] Кроме того, основные морские маршруты Атлантики составляют более 150км далеко, а трансатлантические воздушные коридоры - более 80км прочь, обеспечивая более чистые показания.[6]

Расположение Mace Head делает его идеальным местом для измерения морских биогенных газов, образования и химического состава аэрозолей, а также переноса на большие расстояния загрязнение воздуха.[7] Также он идеально подходит для изучения атмосферы под Северное полушарие условия, а также Европейский условия при восточных ветрах.[1]

На сайте есть множество средств, используемых для записи и анализа данных. Эти объекты состоят из 10м метеорологическая башня, алюминиевая прогулочная башня и лаборатория грузовых контейнеров, а также три лабораторных корпуса; тот, что на 300м от берега, и два по 90м с берега.[8]

История

Исследования и операции начались с 1978 по 1983 год в г. Адригола, расположенный в нескольких километрах от Mace Head.[9] Однако он был закрыт, и в 1987 году производство было официально перенесено на площадку Mace Head.[9] С 1987 года измерения хлороформ, метан и трихлортрифторэтан началось, а в 1995 г. монооксид углерода и водород началось.[9] В октябре 1994 года сеть Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE) установила свой первый автоматизированный газовая хроматография-масс-спектрометр.[9] Позже он был заменен Agilent 5973 MS в 1998 году, а в декабре 2004 года был снят с производства, и Medusa газовая хроматография масс-спектрометрия система (Medusa-GCMS) установлена.[9]

Заявление о миссии и темы исследований

Станция Mace Head имеет множество исследовательских целей и тем, например, мониторинг изменение климата, состав атмосферы, взаимодействие аэрозоля и облака, качество воздуха, обмен между атмосферой и океаном и взаимодействие климата и экосистемы.[10] В их заявлении о миссии говорится, что их цель - отслеживать тенденции изменения состава атмосферы, отслеживать климатические переменные и загрязнение воздуха, а также исследовать состав атмосферы и его влияние на изменение климата.[11]Мейс Хед также хочет продвигать образование по темам климата, загрязнения воздуха и атмосферы.[11]

Инструменты

Mace Head использует различные инструменты для записи своих находок. Некоторые из этих инструментов включают облакомер и доплер лидар, оба используются для обнаружения облаков и аэрозоли, облачный радар, микроволновый радиометр и измеритель подвижности частиц с нано-сканированием.[2] Голова булавы также имеет газовая хроматография масс-спектрометрия система (Medusa-GCMS), которая была установлена ​​в декабре 2004 г., и измеряет газовые примеси.[3]

Mace Head также имеет автоматический анализатор атомной флуоресценции (AFS) и автоматический анализатор атомной абсорбции (AAS), которые используются для измерения разрешения по времени. Меркурий измерения.[12] Также есть резонаторный кольцевой спектрометр (CRDS), который используется для измерения углекислого газа и метана.[13] Также имеется газовый хроматограф-детектор электронного захвата (GC-ECD) для измерения гексафторида серы и закиси азота и мультидетектор газового хроматографа (GC-MD) для измерения моноксида углерода и водорода.[14]

Измерения и записи

Mace Head известен своими исследованиями в области химии атмосферы, поскольку они измеряют многочисленные метеорологические элементы, такие как скорость и направление ветра, температура, осадки и влажность.[8] Они также регистрируют и измеряют парниковые газы, уровни УФ-излучения и солнечную радиацию.[7] Mace Head начал измерять озон с 1988 года, хлороформ, метан и трихлортрифторэтан в 1897 г. и монооксид углерода и водород началось в 1995 году.[9]

Марк Лант измерил хлорфторуглерод (CFC) и Юргита Овадневайте сообщили о взаимодействии аэрозоля-облака и климата в районе Мейс-Хед, в частности, об основных достижениях в области аэрозолей морской соли.[15] Наблюдения за метилхлороформом в Мейс-Хеде также были полезны для понимания метан удаление из атмосферы, что обусловлено тенденциями изменения концентрации гидроксильных радикалов в атмосфере.[15]

Хотя Mace Head действительно измеряет многочисленные составы атмосферы, они в основном фокусируются на измерениях аэрозолей и показаний ртути, но также наблюдают и измеряют штормы и сильные ветры.

Скорость шторма и ветра

Mace Head измеряет штормы и сильные ветры, которые проходят особенно зимой; сезон штормов. Один такой шторм был измерен Шторм Али, первая буря сезона 2018-2019.[16] Шторм Али прибыл в северные районы Британских островов 19 сентября и принес проливной дождь и сильный ветер в Северную Ирландию и Западную Шотландию.[16] Самый высокий зарегистрированный порыв был на вершине Кэрнгорм со скоростью 105 миль в час, а Мейс Хед сделал одну из самых высоких записей на скорости 90 миль в час.[16] Шторм Али сильно повлиял на Ирландию и разрушил ее, вызвав отключение электричества, нарушение движения, повреждение зданий и транспорта, а также две смерти.[16]

Шторм Каллум был третьим штормом в сезоне 2018-2019, обрушившимся на Великобританию в течение 12 и 13 октября.[17] Каллум принес ветреную погоду, дожди, отключение электроэнергии, а поскольку были приливы, ветры вызвали большие волны, поэтому многие морские стены рухнули, что привело к прибрежное наводнение. Мейс Хед измерил порывы ветра со скоростью 72 миль в час с максимальной скоростью 86 миль в час в Capel Curig.[17]

Кроме того, Шторм Фионн также был измерен на Mace Head. Он был назван Met Eireann и стал седьмым штормом зимы 2018-2019 гг.[18] Он прибыл в Ирландию 16 января, и его наблюдали и измеряли не только в Мейс-Хед, но и в других местах, таких как Шеркин Ирландия, обсерватория Валентия, аэропорт Святой Марии и Абердарон. Самый высокий зарегистрированный порыв был зафиксирован в районе Мейс-Хед со скоростью ветра 85 миль в час.[18] Storm Fionn не нанес такой серьезный ущерб Ирландии, как Storm Ali, с единственными последствиями, связанными с нарушением движения транспорта и снегопадом.[18]

Другие штормы, измеренные в Мейс-Хед, включают Шторм Эрик на скорости 76 миль в час и Шторм Джейк на скорости 83 миль в час.[19][20]

Аэрозоли

Моделирование качества воздуха используется для выявления взаимосвязи между атмосферными концентрациями, выбросами, метеорологией и другими факторами.[21] Эти атмосферные измерения полезны для детализации концентраций следовых газов и различных атмосферных аэрозолей.[21]

Аэрозоли представляют собой жидкие частицы, взвешенные в воздухе, и они влияют на климат, рассеивая свет и воздействуя на облака, поэтому они работают в противовес парниковые газы и вызвать охлаждение.[22] Естественный аэрозоли включают сульфаты, аммоний соли и морские соли.[22] В Мейс-Хеде находится один из самых современных центров мониторинга аэрозолей в Европе, который предоставляет важные и жизненно важные данные о пепле во время извержения исландского вулкана в апреле и мае.[21] 14th апреля 2010 г. исландская Эйяфьятлайокудль извержение вулкана, вулканический пепел поднимается в воздух на 9 км.[21] Погодные условия в Центральной Европе ухудшились, и загрязняющие вещества останутся в течение следующих 6 дней.[21] Вертикальный шлейф вулканического пепла имел максимальную высоту 3,5 км и был перехвачен 33 раза за 6-недельный период, при этом примерно три из этих событий длились более 12 часов, что показало, что это невероятно сильный шлейф пепла.[21]

Mace Head использует доплеровское облако лидар и облакомер обнаруживать облака и аэрозоли примерно пятнадцать метров над уровнем земли. Это обнаружение и выборка аэрозоли зависит от скорости ветра, направления ветра, относительной влажности и наличия дождя. Для идеального сбора образцов должна быть низкая скорость ветра, <95%. влажность и дождя нет. Кроме того, в течение нескольких дней берутся более надежные образцы.[23]

Есть пять основных параметров, которые обычно измеряются при Глобальная служба атмосферы станции. Это аэрозоль оптическая толщина, поглощение, рассеяние, масса и химия.[23] Масса и химия аэрозоли еще не измерялись на Мейс-Хеде, но будут зарегистрированы в ближайшие годы.[23]

Облачный радар также может использоваться для обнаружения несферических и деполяризующих вулканический пепел частицы.[2] Таким образом, Mace Head идеально подходит для обнаружения вулканических аэрозоль шлейфы, которые можно использовать для оповещения о местах с помощью вулканы рядом, а именно Ирландия и Европа, о возможных высыпаниях.[2]

Меркурий

Станция Mace Head ведет запись Меркурий (Hg) с 1995 года и, таким образом, является одним из самых продолжительных Меркурий записывающие станции в мире.[24] Меркурий регистрация и сбор данных жизненно важны, поскольку это глобальная экологическая загрязнитель испускается как естественным путем, так и из искусственных источников.

Данные свидетельствуют о том, что Меркурий выбросы из антропогенных источников столь же велики, как и из природных источников, таким образом, это антропогенные выбросы. Меркурий что способствует увеличению воздействия на окружающую среду Меркурий.[12]

Необходимы долгосрочные и непрерывные измерения, поскольку они позволяют детализировать, является ли колебание нормальным или чем-то необычным, что позволяет контролировать фоновые уровни общего содержания газообразных веществ. Меркурий.[24] Непрерывные измерения ртути производятся с 15-минутным временным разрешением, и это одна из первых станций, которая производит измерения общего содержания газа с таким высоким временным разрешением.[25] Более того, долгосрочный мониторинг может предоставить прямое свидетельство временных тенденций, поскольку Меркурий имеет время пребывания в атмосфере около 1 года.[12] Измерения, записанные на головке булавы, отображают фоновые уровни Меркурий в Северном полушарии примерно 1,7 нг / м3 с сезонным изменением примерно 20%.[12]

Другие международные исследовательские сети

Мейс Хед - одна из многих международных исследовательских сетей, включая Эксперимент по химии атмосферы и океана (AEROCE), Расширенный глобальный эксперимент по атмосферным газам (AGAGE), Всемирная метеорологическая организация /Глобальная служба атмосферы (ВМО / ГСА), Бюджет озона над Атлантикой (BOA), Исследование тропосферного озона (TOR, проект EUROTRAC) и Лаборатория климатического мониторинга и диагностики /Национальное управление океанических и атмосферных исследований (CMDL / NOAA).[1]

В Ирландии имеется пять станций мониторинга Европейской программы мониторинга и оценки (ЕМЕП), из которых станция Mace Head расположена в Западной Ирландии.[26] Остальные четыре участка - это Малин-Хед-Гленве на севере, обсерватория Валентия на юге, Карнсор-Пойнт и Джонстаунский замок на Востоке и в Дубовом парке, расположенном внутри страны.[26] На каждом из этих участков ЕМЕП проводится химический анализ, проводимый Встретил Эйрианн в их дублинской лаборатории в Гласневине.[26]

Рекомендации

  1. ^ а б c d е "Станция атмосферных исследований Мейс Хед - NUI Голуэй". www.nuigalway.ie. Получено 5 мая 2019.
  2. ^ а б c d е ж Прайблер, Яна; Мартуччи, Джованни; О'Дауд, Колин (2012). «Синергия наземного дистанционного зондирования для изучения свойств облаков и взаимодействия аэрозолей и облаков» (PDF). Отчет об исследовании EPA. 266.
  3. ^ а б c d е ж грамм час я j k л "Голова булавы | Продвинутый эксперимент по глобальным атмосферным газам". agage.mit.edu. Получено 5 мая 2019.
  4. ^ "Голова булавы". Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  5. ^ "Обсерватория Мейс Хед - Панельная доска | icos-atc". icos-atc.lsce.ipsl.fr. Получено 29 мая 2019.
  6. ^ «Описание и миссия». macehead.org. Получено 5 мая 2019.
  7. ^ а б Барри, Леонард; Пакетт, Кит (2006). «Обзор участков Глобальной службы атмосферы в Валентии и Мейс-Хед, Ирландия» (PDF). Отчет Центра экологических исследований.
  8. ^ а б «АТМОСФЕРНАЯ ИССЛЕДОВАТЕЛЬСКАЯ СТАНЦИЯ MACE HEAD». MaREI. Получено 6 мая 2019.
  9. ^ а б c d е ж "Голова булавы | Продвинутый эксперимент по глобальным атмосферным газам". agage.mit.edu. Получено 5 мая 2019.
  10. ^ "Станция атмосферных исследований Мейс Хед". www.macehead.org. Получено 5 мая 2019.
  11. ^ а б «Описание и миссия». macehead.org. Получено 5 мая 2019.
  12. ^ а б c d Лейнерт, Стефан; о'Брайен, Филипп; Муни, Питер; Эбингауз, Ральф; Кок, Ганс; Жерар, Испания (2008). «Долгосрочные измерения атмосферной ртути в Мейс-Хед, Карна, графство Голуэй» (PDF). Отчет Центра экологических исследований. 9.
  13. ^ «CRDS». Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  14. ^ «GC-MD и GC-ECD». Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  15. ^ а б Барри, Леонард; Макговерн, Барри (2017). «Защита атмосферы Северной Атлантики: отчет об итогах международного совещания, посвященного двадцатой годовщине второго эксперимента по определению характеристик аэрозолей» (PDF). Программа исследований EPA. 247.
  16. ^ а б c d "Штормовой Али". Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  17. ^ а б "Шторм Каллум". Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  18. ^ а б c "Шторм Фионн". Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  19. ^ "Шторм Эрик". Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  20. ^ "Штормовой Джейк". Метеорологический офис. Получено 29 мая 2019.
  21. ^ а б c d е ж Мартин, Дэмиен; Варгезе, Саджи; О'Дауд, Колин (2014). «Моделирование качества воздуха, изменения климата и вулканического пепла» (PDF). Программа EPA CCRP. 147.
  22. ^ а б «Аэрозоли: крошечные частицы, сильное воздействие». earthobservatory.nasa.gov. 2 ноября 2010 г.. Получено 6 мая 2019.
  23. ^ а б c Дженнингс, S (2013). «Изменение климата - анализ свойств аэрозоля на Mace Head» (PDF). Отчет о стремлении.
  24. ^ а б Лейннер, S (2013). «Долгосрочные измерения атмосферной ртути в Хасе-Хед» (PDF). Отчет об экологических исследованиях.
  25. ^ Лейнерт, Стефан (2013). «Новые возможности по мониторингу трансграничного загрязнения воздуха для Ирландии» (PDF). Центр экологических исследований. 10.
  26. ^ а б c О'Лири, Барбара (2010). «Обзор мониторинга качества атмосферного воздуха в Ирландии» (PDF). Агентство по охране окружающей среды.