Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Identification of sources and sinks of atmospheric aerosols and their impact on east African rainfall

Mmame Bernard, Sunitha Pilli, Samatha Kurimella

Acta Geophysica

|

2023

|

Vol. 71, no. 3

1335--1346

EN

Aerosols play a crucial role in climate change by providing a radiation balance between the Earth and atmosphere. In the present study, aerosol sources and sinks have been identified over African region using the Modern-Era Retrospective analysis for Research and Applications, Version 2 reanalysis data from 1985 to 2015. The study mainly focused on climatological and seasonal changes in aerosol distribution and concentrations over African continent and their impact on east African rainfall. Western Africa shows high concentrations of aerosol optical depth (AOD) of greater than 0.3 due to localized pressure changes and diverging winds from the Sahara desert. The highest amount of AOD ( ̴0.8) has been observed in winter season due to strong surface winds and high production of sea salt. When temperature is high in summer season ( ̴306 K), it has been observed that aerosol area distribution increases but their concentration decreases. The highest amount of rainfall ( ̴295 mm) was recorded in the winter season between 1997 and 1998. A strong inverse relationship was observed between aerosol and the east African rainfall. In 2015, the lowest amount of rainfall was observed in the summer season ̴100 mm due to the observed high presence of aerosols. On average, the correlation coefficient between aerosols and precipitation over east Africa has been found to be negative. The increase in rainfall is associated with an increase in relative humidity. However, during the east African monsoon season, the presence of some aerosols cause the development of convective clouds and hence more rainfall.

2

Bilans promieniowania w Koniczynce koło Torunia w latach 2011–2012

Kejna M., Uscka-Kowalkowska J., Araźny A.

Przegląd Naukowy Inżynieria i Kształtowanie Środowiska

|

2014

|

Vol. 23, No. 1

26--42

PL

W artykule przedstawiono zmiany poszczególnych składowych bilansu radiacyjnego w cyklu rocznym i dobowym w Koniczynce k. Torunia w latach 2011–2012. Badania prowadzono za pomocą Net Radiometer CNR 4 fi rmy Kipp & Zonen nad powierzchnią trawiastą. W Koniczynce roczne sumy K↓ wyniosły 3901,1 MJ·m–2 w 2011 roku i 3840,1 MJ·m–2 w 2012 roku. Średnie miesięczne wartości albedo wahały się od 16 do 57%, przekraczając 80% w dniach z pokrywą śnieżną. Bilans promieniowania krótkofalowego (K*) sięgnął 3039,1 MJ·m–2 w 2011 roku i 3085,6 MJ·m–2 w 2012 roku. Wypromieniowanie długofalowe (L↑) z cieplejszej powierzchni ziemi było większe (11 431,5 MJ·m–2 w 2011 r. i 11 405,8 MJ·m–2 w 2012 r.) niż zwrotne promieniowanie długofalowe atmosfery (odpowiednio 10 032,8 i 10 050,4 MJ·m–2), stąd też bilans promieniowania długofalowego (L*) przyjął wartości ujemne (odpowiednio –1398,7 i –1355,4 MJ·m–2). Bilans radiacyjny (Q*) był ujemny w styczniu i lutym 2011 roku oraz w okresie od listopada 2011 do stycznia 2012 roku i w grudniu 2012 roku, przyjmując najmniejsze wartości w grudniu 2011 roku (–40,9 MJ·m–2). Największe wartości Q* osiągnął w czerwcu 2011 roku (386,4 MJ·m–2) i lipcu 2012 roku (341,1 MJ·m–2). W sumie w ciągu roku powierzchnia ziemi w Koniczynce otrzymała 1640,4 MJ·m–2 w 2011 roku i 1730,2 MJ·m–2 w 2012 roku. Bilans promieniowania w Koniczynce wykazuje cykliczność dobową i roczną zaburzaną przez zachmurzenie oraz parę wodną i aerozole.

EN

This article describes changes in individual components of the solar radiation balance in an annual and diurnal course at Koniczynka near Toruń in the years 2011–2012. Observations were conducted on grass-covered surfaces, using a Kipp & Zonen CNR 4 net radiometer. At Koniczynka, the annual total incoming solar radiation (K↓) amounted to 3901.1 MJ·m–2 in 2011 and 3840.1 MJ·m–2in 2012. Mean monthly values of the albedo ranged from 16 to 57% and exceeded 80% when the ground was covered by snow. The short wave radiation balance (K*) reached 3039.1 MJ·m–2 in 2011 and 3085.6 MJ·m–2 in 2012. The upward long wave terrestrial radiation (L↑) emitted from warmer surfaces was greater (11,431.5 MJ. m–2 in 2011 and 11,405.8 MJ·m–2 in 2012) than the downward long wave atmospheric radiation (10,032.8 MJ·m–2 and 10,050.4 MJ·m–2, respectively), therefore the long wave radiation balance (L*) was negative (–1398.7 MJ·m–2 and –1355.4 MJ·m–2, respectively). The net radiation balance (Q*) was negative in January and February 2011, and from November 2011 until January 2012, as well as in December 2012, with the lowest values in December 2011 (–40.9 MJ·m–2). The highest values of Q* were observed in June 2011 (386.4 MJ·m–2) and July 2012 (341.1 MJ·m–2). All in all, the ground surface at Koniczynka received 1640.4 MJ·m–2 in 2011 and 1730.2 MJ·m–2 in 2012. The net radiation balance at Koniczynka follows a diurnal and an annual cycle, disturbed by cloudiness, water vapour and aerosols.

3

Saldo promieniowania i higroklimatyczne warunki wegetacji w Polsce

Kożuchowski K.

Przegląd Geofizyczny

|

2013

|

Z. 1-2

41--54

PL

W artykule przedstawiono wyniki oceny radiacyjnego wskaźnika suchości klimatu Polski. Wskaźnik jest określony jako stosunek salda promieniowania długo- i krótkofalowego powierzchni czynnej (Rn) do energii ciepła parowania odpowiadającej rocznej sumie opadów: RIA=R_n/LP, gdzie L jest ciepłem parowania (2,48 MJ/kg), P - sumą opadów (mm) (Budyko, 1975). Przyjmując średnią roczną sumę opadów na obszarze Polski nizinnej (<300 m n.p.m.) wynoszącą 592 mm i średnie saldo promieniowania 1344 MJ/m2 rok, otrzymano średnią wartość wskaźnika suchości klimatu RIA=0,92 (tab. 1). Ekosystemy leśne występują w klimatach, które charakteryzuje wskaźnik suchości l/3opt = 677 mm. Rzeczywiste średnie opady są zatem o 13% niższe od wysokości optymalnej. Największe deficyty opadów (-20% w porównaniu z optimum) występują w środkowej i środkowo-wschodniej części Polski. Opady przewyższające optymalną wysokość występują w górach i miejscami na wybrzeżu Bałtyku, (rys. 3). Krytyczna wysokość opadów (P_cr ) odpowiada wskaźnikowi suchości RIA= 1. Średnie opady P_cr pojawiają się w wielu miejscach na terenie Polski Środkowej - w Wielkopolsce, na Kujawach i na Mazowszu. Wykazano, że roczne przyrosty biomasy oraz roczne przyrosty grubizny w mezoregionach przyrodniczo-leśnych Polski są skorelowane z wysokością opadów (P_a) oraz z wartościami radiacyjnego wskaźnika suchości RIA (tab. 3.)

EN

The paper presents the evaluation of the radiant index of aridity for Poland's climate. This index is defined as the ratio of annual value of the long- and shortwave net radiation of the active surface (Rn) to the heat energy required to vaporization of the annual precipitation total: RIA=R_n/LP, where L is vaporization heat (2.48 MJ/kg), P - precipitation total (mm) [Budyko, 1975]. It has been assumed that average annual precipitation throughout Polish lowlands (<300 m a.s.l.) equals 592 mm, net radiation equals 1344 MJ/m² year, and thus RIA=0.92 (table 1). Forest ecosystems are to be found in climates where 1/3 opt = 677 mm. The average actual precipitation is therefore 13% lower than the favorable one. The greatest deficits of precipitation (-20% of the optimum) occur in central and central-east Poland. Precipitation exceeding the preferred values occurs in highlands and partly at the coast of the Baltic sea (Fig. 3). The critical value of precipitation (P_cr) has been estimated as corresponding to the aridity index RIA=1.0. In a number of places in central parts of Poland (Wielkopolska, Kujawy, Mazovia) the average annual precipitation P_a has been identified. Annual biomass (B) and wood matter (G) production in natural wood sub-regions in Poland are correlated with the precipitation totals (P_a) and the indexes of climate aridity (RIA) (table 3).

4

Bilans radiacyjny w rejonie Kaffioyry (NW Spitsbergen) w sezonie letnim 2010 roku

Kejna M., Przybylak R., Araźny A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2011

|

nr 21

173-186

PL

W artykule przedstawiono wyniki rejestracji składowych bilansu promieniowania na 3 stanowiskach: Kaffioyra-Heggodden (KH), Lodowiec Waldemara-czoło (LW1) i Lodowiec Waldemara-pole firnowe (NW Spitsbergen) w okresie od 16.07 do 31.08.2010 r. Pomiary prowadzono przy pomocy Radiometru CNR4 firmy Kipp&Zonen. Co minutę rejestrowano natężenie promieniowania słonecznego K?, promieniowania odbitego (K?), promieniowania ziemi (L?) i promieniowania zwrotnego atmosfery (L?). Na tej podstawie obliczono bilans radiacyjny (Q*), składający się z bilansu krótkofalowego (K*) i długofalowego (L*). Stwierdzono niewielkie różnice pomiędzy stanowiskami KH i LW2 założonymi na podłożu morenowym. Najmniej korzystny Q* wystąpił na LW2 nad powierzchnią śnieżno-lodowcową charakteryzującą się wysokim albedo. W artykule zbadano zróżnicowanie przestrzenne składowych bilansu radiacyjnego z dnia na dzień oraz w cyklu dobowym.

EN

Measurements of radiation balance (Q*) were carried out in the Kaffioyra region (NW Spitsbergen) between 16 July and 31 August 2010 at three stations with different surfaces: KH on the glacial moraine of the Aavatsmark (11.5 m a.s.l.), LW1 - on the terminal moraine of the Waldemar Glacier (130 m a.s.l.), and LW2 - on the firn field of the Waldemar Glacier (375 m a.s.l.) - Fig. 1. A Kipp&Zonen CNR 4 Net Radiometer was used to register - minute by minute - the short wave radiation balance (K*), which is the difference between incoming solar radiation K? and reflected solar radiation (K?), and the long wave radiation balance (L*), which is the difference between downward long wave atmospheric radiation (L?) and upward long wave radiation (L?) - Table 1. In the studied period the maximum intensity of incoming solar radiation reached 709.4 W.m-2 at KH, 882.1 W.m-2 at LW1 and 836.2 W.m-2 at LW2. The mean diurnal sums of incoming solar radiation ranged from 11.04 MJ.m-2 at KH to 10.46 MJ.m-2 at LW1 and 10.60 MJ.m-2 at LW2 (Table 2, Fig. 2). The surface albedo varied, reaching between 13% (LW1) and 15% (KH) on the moraines, and up to 61% (LW2) on the firn field (Table 2, Fig. 3). Thus the lowest value of short wave radiation balance, +4.31 MJ.m-2, was registered at LW2, whereas it was doubled on the moraines: KH +9.50 MJ.m-2 and LW1 +9.09 MJ.m-2 (Table 4, Fig. 4). The flux of downward long wave atmospheric radiation coming from the atmosphere does not reveal any significant differences between individual stations: KH: 27.26 MJ.m-2, LW1: 27.47 MJ.m-2 and LW2 - 27.37 MJ.m-2 in 24h (Table 3). The Earth's surface (upward long wave radiation) was losing, on average: 30.31 MJ.m-2, 29.88 MJ.m-2 and 30.10 MJ.m-2, respectively, and the mean daily values of long wave radiation balance were negative: KH -3.05 MJ.m-2, LW1 -2.42 MJ.m-2 and LW2 -2.73 MJ.m-2. The surface radiation balance (Q*) was the most favourable on moraine bases: LW1 +6.67 MJ.m-2, KH +6.45 MJ.m-2, whereas the snow-covered firn field received the smallest amount of energy: LW2 +1.58 MJ.m-2 (Table 4, Fig. 5). In spite of the polar day, the diurnal cycle of the radiation balance components appears symmetrical with regard to the solar noon, related to the elevation of the sun over the horizon and the temperature of the surface and of the atmosphere. The flux of incoming solar radiation reached its peaks during midday hours with the following mean values: KH: 278.7 W.m-2, LW1: 275.9 W.m-2, and LW2: 295.2 W.m-2 (Fig. 6). At the time of lower culmination of the sun the values of K* were falling to zero. The balance of long wave radiation was negative and reached its highest values around midday hours (KH -50.0 MJ.m-2, LW1 -40.1 MJ.m-2 and LW2 -47.5 MJ.m-2). Q* was the highest in midday hours, when it was 2.5 times higher for moraine bases (KH +194.8 MJ.m-2 and LW1 +201.5 MJ.m-2) than for snow and glacial surfaces (LW2 +79.1 MJ.m-2). At low elevation of the sun Q* became negative: KH -6.8 MJ.m-2, LW1 -5.4 MJ.m-2 and LW2 -19.4 MJ.m-2. On individual days the diurnal cycle of the components of Q* was affected not only by the elevation of the sun, but also by the atmospheric state and the presence of clouds, in particular. For example, on 27 and 28 July 2010 a different weather types occurred (Table 5, Fig. 7). On the first day the sky was completely overcast with St and Sc clouds and no sunshine was observed. On the following day it cleared up with partial cloudiness (Cu, Ac, Ci), and the sunshine duration reached 16.2 h. On 27 July a slight influx of incoming solar radiation was registered (mean intensity 68.6 W.m-2, diurnal sum 5.92 MJ.m-2), K* was 5.14 MJ.m-2, and L* -0.84 MJ.m-2 due to the total cloudiness, which supported substantial downward atmospheric radiation (downward long wave atmospheric radiation 339.3 W.m-2). On the other hand, on 28 July, when the amount of cloudi-ness was moderate, the maximum intensity of incoming solar radiation was 668.7 W.m-2. In 24 hours the total radiation that reached the surface amounted to 22.04 MJ.m-2, and K* increased to 18.90 MJ.m-2. L* was negative (-5.26 MJ.m-2) due to substantial radial emittance of the ground (upward long wave radiation 352,0 W.m-2) and some downward atmospheric radiation (downward long wave atmospheric radiation 291.1 W.m-2). However, the overall radiation balance was three times higher than on 27 July and amounted to 13.65 MJ.m-2. In the studied period, the individual components of Q* were decreasing in value, as a result of the lower and lower elevation of the sun over the horizon and the ending of the polar day.

5

Przebieg roczny salda promieniowania powierzchni czynnej w Hornsundzie (V 2008 - IV 2009)

Budzik T., Sikora S., Araźny A.

Problemy Klimatologii Polarnej

|

2009

|

nr 19

233-246

PL

Na podstawie danych pomiarowych zarejestrowanych w Hornsundzie w okresie od 1 maja 2008 do 30 kwietnia 2009 r. scharakteryzowano roczny przebieg struktury salda promieniowania powierzchni czynnej. Dodatkowo w pracy wykorzystano materiały pomiarowe z Ny-Alesund ze stacji “Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research” w celu porównania przebiegu elementów salda promieniowania z danymi z Horn-sundu. W analizowanym okresie roczna suma strumienia całkowitego promieniowania słonecznego wyniosła 2307 MJm-2, a roczna suma salda promieniowania powierzchni czynnej 105 MJm-2. Porównując dane z Horn-sundu i Ny-Alesundu, stwierdzono, na korzyść stacji w Ny-Alesund, wyższe roczne wartości całkowitego pro-mieniowania słonecznego (+184 MJm-2), a także wyższe roczne wartości salda promieniowania powierzchni czynnej (+69 MJm-2).

EN

This case describes annual course of surface radiation balance based on data recorded in Hornsund from 1.05.2008 to 31.03.2009. Further data are added from Ny-Ĺlesund z “Alfred Wegener Institute for Polar and Marine Research” to compare data from Hornsund and Ny-Ĺlesund. Annual amount of total solar radiation string was 2307 MJm-2 and annual amount of surface radiation balance was 105 MJm-2 in analyzed period. Comparing data from Hornsund and Ny-Ĺlesund higher annual values of total solar radiation (+183 MJm-2) and higher annual values of surface radiation balance (+69 MJm-2) were indicated in Ny-Ĺlesund.