Estimates of the biogenic volatile organic compounds emission in Poland during July 2015

• Autorzy: Szulecka A. , Bogacki M.

Identyfikatory

DOI

10.2429/proc.2017.11(2)045

Warianty tytułu

PL

Szacowana wartość emisji biogenicznych lotnych związków organicznych w Polsce w lipcu 2015 roku

• Konferencja: ECOpole’17 Conference (4-7.10.2017 ; Polanica Zdrój, Poland)
• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Natural emissions of volatile organic compounds (VOCs), especially from terrestrial plants, have significant effects on the atmospheric chemical composition and physical characteristics. They take part in the formation of new compounds, including secondary pollutants such as tropospheric ozone, as they are highly reactive and their residence time in air is relatively short. For this reason, a reliable inventory of biogenic volatile organic compounds (BVOCs) emission is of significant importance in regional air quality modelling and assessment. In the paper, the preliminary studies on the BVOCs emission in Poland were presented, with the use of the MEGAN v2.1 (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature) empirical emission model driven with meteorological fields generated in the WRF v3.8 (Weather Research and Forecasting) model. The estimation of volatile organic compounds emission from vegetation in the area of Poland for July 2015 was carried out at spatial resolution of 4 km based on default 16 global PFTs (Plant Functional Types) and emission factors distributions. BVOCs emission inventories were divided into three main groups: isoprene, monoterpenes and other volatile organic compounds (OVOCs). Their total estimated emission rates, spatial distributions and daily variability were analysed. The results of the study will define directions of further research on the BVOCs emission in the area of Poland and possibilities to improve their assessment.

PL

Naturalne emisje lotnych związków organicznych (LZO), w szczególności z roślinności lądowej, mają znaczący wpływ na skład chemiczny i właściwości fizyczne atmosfery. Ze względu na ich dużą reaktywność i stosunkowo krótki czas przebywania w powietrzu uczestniczą one w tworzeniu nowych związków, w tym wtórnych zanieczyszczeń, takich jak ozon troposferyczny. Z tego powodu wiarygodna inwentaryzacja emisji biogenicznych lotnych związków organicznych (BLZO) ma niepomijalne znaczenie w regionalnym modelowaniu i ocenie jakości powietrza. W pracy przedstawiono wstępne badania nad emisją BLZO w Polsce z wykorzystaniem modelu empirycznego MEGAN v2.1 (Model of Emissions of Gases and Aerosols from Nature) i pól meteorologicznych pochodzących z modelu WRF v3.8 (Weather Research and Forecasting). Emisję lotnych związków organicznych z wegetacji na terenie Polski w lipcu 2015 roku oszacowano w siatce o rozdzielczości przestrzennej 4 km, wykorzystując domyślne 16 globalnych klas PFT (Plant Functional Types) i przestrzenne rozkłady wskaźników emisji. Inwentaryzację emisji BLZO podzielono na trzy główne grupy związków: izopren, monoterpeny oraz pozostałe lotne związki organiczne. Analizie poddano całkowitą wielkość emisji powyższych związków, rozkłady przestrzenne oraz ich zmienność dobową. Wyniki badań określą kierunki dalszych badań nad emisjami BLZO na terenie Polski oraz wskażą możliwości poprawy wiarygodności ich oszacowania.

Słowa kluczowe

EN

MEGAN; WRF; biogenic emission; isoprene; monoterpenes; volatile organic compounds

PL

MEGAN; WRF; emisja biogeniczna; izopren; monoterpeny; lotne związki organiczne

• Wydawca: Towarzystwo Chemii i Inżynierii Ekologicznej
• Czasopismo: Proceedings of ECOpole
• Rocznik: 2017
• Tom: Vol. 11, No. 2
• Strony: 433--441
• Opis fizyczny: Bibliogr. 33 poz., wykr., map.

Twórcy

autor

Szulecka A.

• AGH University of Science and Technology, Department of Environmental Management and Protection, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland, phone [phone]

autor

Bogacki M.

• AGH University of Science and Technology, Department of Environmental Management and Protection, al. A. Mickiewicza 30, 30-059 Kraków, Poland, phone [phone]

Bibliografia

• [1] Bogacki M, Syguła P. Geomatics Environ Eng. 2013;7:37-46. DOI: 10.7494/geom.2013.7.1.37.
• [2] Laothawornkitkul J, Taylor JE, Paul ND, Hewitt CN. New Phytol. 2009;183:27-51. DOI: 10.1111/j.1469-8137.2009.02859.x.
• [3] Guenther AB, Jiang X, Heald CL, Sakulyanontvittaya T, Duhl T, Emmons LK, et al. Geosci Model Dev. 2012;5:1471-1492. DOI: 10.5194/gmd-5-1471-2012.
• [4] Guenther AB, Nicholas C, Fall R, Geron C, Graedel T, Harey P, et al. J Geophys Res. 1995;100:8873-8892. DOI: 10.1029/94JD02950.
• [5] Müller J-F. J Geophys Res. 1992;97:3787-3804. DOI: 10.1029/91JD02757.
• [6] Atkinson R, Arey J. Atmos Environ. 2003;37:197-219. DOI: 10.1016/S1352-2310(03)00391-1.
• [7] Monson RK. Reactions of Biogenic Volatile Organic Compounds in the Atmosphere. In: Hermann A, editor. Chemistry and Biology of Volatiles. Chichester: John Wiley Sons, Ltd; 2010. DOI: 10.1002/9780470669532.ch14.
• [8] Kesselmeier J, Staudt M. J Atmos Chem. 1999;33:23-88. DOI: 10.1023/A:1006127516791.
• [9] Koppmann R, editor. Volatile Organic Compounds in the Atmosphere. Oxford: Blackwell Publishing; 2007.
• [10] Lathìere J, Hauglustaine DA, Friend AD, De Noblet-Ducoudré N, Viovy N, Folberth GA. Atmos Chem Phys. 2006;6:2129-2146. DOI: 10.5194/acp-6-2129-2006.
• [11] Tagaris E, Sotiropoulou REP, Gounaris N, Andronopoulos S, Vlachogiannis D. Atmos Environ. 2014;98:214-223. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2014.08.056.
• [12] Kim S-Y, Jiang X, Lee M, Turnipseed AA, Guenther AB, Kim J-C, et al. Atmos Environ. 2013;70:447-453. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2012.11.005.
• [13] Im U, Poupkou A, Incecik S, Markakis K, Kindap T, Unal A, et al. Sci Total Environ. 2011;409:1255-1265. DOI: 10.1016/j.scitotenv.2010.12.026.
• [14] Bogacki M, Smiatek G. Określenie przestrzenno-czasowego rozkładu emisji lotnych związków organicznych z lasów na przykładzie Polski (The definition of spatial and time distribution of volatile organic compounds from forests, taking Poland as an example). In: Konieczyński J, Zarzycki R, editors. Problemy ochrony powietrza w aglomeracjach miejsko-przemysłowych (Problems of air protection in urbanindustrial agglomerations). Łódź, Gliwice: Polska Akademia Nauk; 2003. https://www.researchgate.net/publication/281970586.
• [15] Oderbolz DC, Aksoyoglu S, Keller J, Barmpadimos I, Steinbrecher R, Skjøth CA, et al. Atmos Chem Phys. 2013;13:1689-1712. DOI: 10.5194/acp-13-1689-2013.
• [16] Central Statistical Office of Poland. Environment 2016. Warszawa: GUS; 2016. https://stat.gov.pl/download/ gfx/portalinformacyjny/en/defaultaktualnosci/3303/1/8/1/environment_2016.pdf.
• [17] Skamarock WC, Klemp JB, Dudhi J, Gill DO, Barker DM, Duda MG, et al. A Description of the Advanced Research WRF Version 3. NCAR Technical Note NCAR/TN-475+STR. 2008. DOI: 10.5065/D68S4MVH.
• [18] Steinbrecher R, Smiatek G, Köble R, Seufert G, Theloke J, Hauff K, et al. Atmos Environ. 2009;43:1380-1391. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2008.09.072.
• [19] Dee DP, Uppala SM, Simmons AJ, Berrisford P, Poli P, Kobayashi S, et al. Q J R Meteorol Soc. 2011;137:553-597. DOI: 10.1002/qj.828.
• [20] Guenther AB, Karl T, Harley P, Wiedinmyer C, Plamer PI, Geron C. Atmos Chem Phys. 2006;6:3181-3210. DOI: 10.5194/acpd-6-107-2006.
• [21] Oleson KW, Lawrence DM, Gordon B, Flanner MG, Kluzek E, Peter J, et al. Technical Description of version 4.0 of the Community Land Model (CLM). NCAR Technical Note NCAR/TN-478+STR. 2010. DOI: 10.5065/D6FB50WZ.
• [22] Köble R, Seufert G. Novel Maps for Forest Tree Species in Europe. http://afoludata.jrc.ec.europa.eu/system/files/description_tree_species_maps.pdf.
• [23] Liang S, Xiao Z. Global Land Surface Products: Leaf Area Index Product Data Collection (1985-2010). Beijing Normal University; 2012. DOI:10.6050/glass863.3004.db.
• [24] Otte TL, Pleim JE. Geosci Model Dev. 2010;3:243-256. DOI: 10.5194/gmd-3-243-2010.
• [25] Wang X, Situ S, Guenther AB, Chen F, Wu Z, Xia B, et al. Tellus, Ser B. Chem Phys Meteorol. 2011;63(2):241-254. DOI: 10.1111/j.1600-0889.2010.00523.x.
• [26] McCree KJ. Photosynthetically Active Radiation. In: Lange OL, Nobel PS, Osmond CB, Ziegler H, editors. Physiological Plant Ecology I. Encyclopedia of Plant Physiology (New Series), vol. 12. Berlin, Heidelberg: Springer; 1981. DOI: 10.1007/978-3-642-68090-8_3.
• [27] Stockwell WR, Kirchner F, Kuhn M, Seefeld S. J Geophys Res. 1997;102:25847-25879. DOI: 10.2495/AIR990911.
• [28] Kim Y, Sartelet K, Seigneur C. Atmos Chem Phys. 2011;11:583-598. DOI: 10.5194/acp-11-583-2011.
• [29] Messina P, Lathière J, Sindelarova K, Vuichard N, Granier C, Ghattas J, et al. Atmos Chem Phys. 2016;16:14169-14202. DOI: 10.5194/acp-16-14169-2016.
• [30] Kota SH, Schade G, Estes M, Boyer D, Ying Q. Atmos Environ. 2015;110:54-64. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2015.03.027.
• [31] Wang P, Schade G, Estes M, Ying Q. Atmos Environ. 2017;148:337-351. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2016.11.006.
• [32] Zhang R, Cohan A, Pour Biazar A, Cohan DS. Atmos Environ. 2017;164:8-19. DOI: 10.1016/j.atmosenv.2017.05.044.
• [33] Monson RK, Jaeger CH, Adams WW, Driggers EM, Silver GM, Fall G. Plant Physiol. 1992;98:1175-1180. DOI: 10.1104/pp.98.3.1175.

Uwagi

PL

Opracowanie rekordu w ramach umowy 509/P-DUN/2018 ze środków MNiSW przeznaczonych na działalność upowszechniającą naukę (2018).