Mace Head Atmospheric Research Station
Mace Head Atmospheric Research Station | |
|---|---|
Irland | |
  Mace Head Atmospheric Research Station Plats för Mace Head Atmospheric Research Station i Irland
| |
| Koordinater: Koordinater : | |
| Land |  Irland |
| Område | Carna, County Galway |
| Etablerade | 1987 |
| Status | Operativ |
| Stationschef | Herr Gerry Spanien |
| Tidszon | UTC+1 |
| Årlig nederbörd | 1200 mm |
| Genomsnittlig lufttemperatur | 10 grader Celsius |
| Havstemperatur | 10 grader Celsius på vintern, 15 grader Celsius på sommaren |
| Infrastruktur och anläggningar | Dessa inkluderar:
|
| Hemsida | |
Mace Head Atmospheric Research Station ligger på Irlands västkust i Carna och är en av de längst körda kvicksilverregistreringsstationerna i världen. Stationens läge är mycket viktigt eftersom det är långt borta från närliggande städer för att säkerställa att inga föroreningar stör inspelningar, och dess läge är också mycket viktigt eftersom det är idealiskt för att studera atmosfären under norra halvklotet och europeiska förhållanden . Stationen har den dubbla statusen att vara en World Meteorological Organization (WMO) Global Atmosphere Watch (GMO) station och en superplats för European Monitoring and Evaluation Program (EMEP). Mace Head forskar och övervakar klimatet och atmosfärens sammansättning, med fokus på aerosol-molninteraktioner och kvicksilveravläsningar .
Handla om
Mace Head Atmospheric Research Station etablerades 1987 och är fortfarande i drift. Den nuvarande stationschefen är Gerry Spain, som har haft denna position under de senaste 20 åren. Stationens PI/Contact är professor Simon O'Doherty, som driver spårgasmätning vid University of Bristol, och stationen CO-PI är professor Peter Simmonds. Mace Head finansieras av UK Department for Business, Energy and Industrial Strategy (BEIS) och NASA .
Stationen har den dubbla statusen att vara en World Meteorological Organization (WMO) Global Atmosphere Watch (GMO) station och en superplats för European Monitoring and Evaluation Program (EMEP). Det drivs av både National University of Ireland Galways School of Physics och universitetets Ryan Institute Center for Climate and Air Pollution studies.
National University of Ireland Galways School of Physics har verkat vid Mace Head i 50 år, och Mace Head Station är en av de viktigaste Global Atmosphere Watch-stationerna på norra halvklotet.
Med finansiering från forskningsprojekt är det NUIG-personalen; de studenter och postdoktorer som ansvarar för drift och underhåll av utrustning på Mace Head station. NUIG tillhandahåller kostnaderna för förbrukningsmaterial som filter, samt transport av kemiska analysprover till Glasnevin, Dublin-laboratoriet.
Plats
Irlands västkust i Carna, County Galway . Denna på norra halvklotet har västlig exponering för Nordatlanten , med koordinater på 53°20' N och 9°54' W. Detta är en ren sektor från 180 grader till 300 grader, och det är ungefär 60 % av luften som mäts av webbplatsen kommer genom denna rena sektor. Den har en tidszon på UTC+1 eller GMT+1 , med 1200 mm årlig nederbörd, 10 °C medellufttemperatur och en havstemperatur på 10 °C på vintern och 15 °C på sommaren. Torvmarker och våtmarker omger stationen och dess läge är cirka 90 m från strandlinjen.
För att minska föroreningar som påverkar och stör mätningar som görs på platsen, är Mace Head strategiskt beläget cirka 88 km väster om staden Galway . På samma sätt omfattar den rena sektorn som omger platsen också tre små närliggande öar, men de är obebodda och påverkar således inte de mätningar som görs på platsen. Dessutom är de viktigaste atlantiska sjöfartsvägarna över 150 km bort, och de transatlantiska luftkorridorerna är över 80 km bort, vilket säkerställer renare avläsningar.
Läget för Mace Head gör det till en idealisk plats för mätning av marina biogena gaser, aerosolproduktion och kemi och långväga transport av luftföroreningar . Den är också idealisk för att studera atmosfären under på norra halvklotet samt europeiska förhållanden under östliga vindar.
Det finns många faciliteter på platsen som används för att registrera och analysera data. Dessa anläggningar består av ett 10 m meteorologiskt torn, ett uppgångstorn i aluminium och ett lastcontainerlaboratorium och tre laboratoriebyggnader; en som är 300 m från stranden och två som är 90 m från stranden.
Historia
Forskning och verksamhet började under 1978 till 1983 i Adrigole , County Cork. Detta lades dock ner och verksamheten flyttade officiellt till Mace Head-anläggningen 1987. Det var från 1987 som mätningar av kloroform , metan och triklortrifluoretan påbörjades och 1995 började kolmonoxid och väte . I oktober 1994 installerade nätverket Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE) sin första automatiserade gaskromatografi-masspektrometer. Den ersattes senare av Agilent 5973 MS 1998, och i december 2004 pensionerades den och Medusa gaskromatografimasspektrometrisystem (Medusa-GCMS) installerades.
Uppdragsbeskrivning och forskningsteman
Mace Head-stationen har många forskningsmål och teman, såsom övervakning av klimatförändringar , atmosfärisk sammansättning, interaktioner mellan aerosol och moln, luftkvalitet, utbyte mellan atmosfär och hav och interaktioner mellan klimat och ekosystem. Deras uppdragsförklaring anger att deras mål är att övervaka trender för förändringar i atmosfärens sammansättning, övervaka klimatvariabler och luftföroreningar, och forska om atmosfärens sammansättning och dess inverkan på klimatförändringar. Mace Head vill också främja utbildning inom ämnena klimat, luftföroreningar och atmosfär.
Instrument
Mace Head använder en mängd olika instrument för att registrera sina resultat. Några av dessa instrument inkluderar en ceilometer och doppler lidar , båda används för att upptäcka moln och aerosoler , en molnradar, mikrovågsradiometer och en nanoskannande rörlighetspartikelstorlek. Mace Head har också ett gaskromatografi-masspektrometrisystem (Medusa-GCMS), som installerades i december 2004 och mäter spårgasarter.
Mace Head har också en automatiserad atomfluorescensanalysator (AFS) och en automatiserad atomabsorptionsanalysator (AAS), båda används för att mäta tidsupplösta kvicksilvermätningar . Det finns också en kavitets ring-down spektrometer (CRDS) som används för att mäta koldioxid och metan. Det finns också en gaskromatorgraf-elektroninfångningsdetektor (GC-ECD) för att mäta svavelhexafluorid och dikväveoxid, och en gaskromatophraph-multi-detektor (GC-MD) för att mäta kolmonoxid och väte.
Mätningar och registreringar
Mace Head är kända för sin atmosfäriska kemiforskning, eftersom de mäter många meteorologiska element som vindhastighet och vindriktning, temperatur, nederbörd och luftfuktighet. De registrerar och mäter också växthusgaser, UV-nivåer och solstrålning. Mace Head började mäta ozon sedan 1988, kloroform , metan och triklortrifluoretan 1897, och kolmonoxid och väte började 1995.
Mark Lunt mätte klorfluorbarbon (CFC) och Jurgita Ovadnevaite rapporterade om aerosol-moln och klimatinteraktioner vid Mace head, särskilt de stora framstegen inom havssaltaerosoler. Observationer av metylkloroform vid Mace Head har också varit användbara för att förstå hur metan avlägsnas från atmosfären, vilket orsakas av trender i atmosfäriska hydroxylradikalkoncentrationer.
Medan Mace Head mäter många atmosfäriska sammansättningar, fokuserar de främst på mätningar av aerosoler och kvicksilveravläsningar, men också observerade och mäter stormar och starka vindar.
Storm och vindhastigheter
Mace Head mäter stormar och starka vindar som passerar igenom specifikt under vintern; stormsäsong. En sådan storm som uppmättes var Storm Ali , den första stormen för säsongen 2018-2019. Stormen Ali anlände till de nordliga delarna av de brittiska öarna den 19 september och förde med sig kraftigt regn och stark vind till Nordirland och västra Skottland. Den högsta registrerade vindbyen var vid Cairngorm Summit med 105 mph, och Mace Head fångade en av de högsta inspelningarna vid 90 mph. Stormen Ali påverkade och störde Irland oerhört och orsakade strömavbrott, reseavbrott, skador på byggnader och transporter, samt två dödsfall.
Stormen Callum var den tredje stormen för säsongen 2018-2019, och påverkade Storbritannien under den 12:e och 13:e oktober. Callum förde med sig blåsigt väder, nederbörd, strömavbrott, och eftersom det var högvatten orsakade vindarna stora vågor, så många havsväggar föll, vilket resulterade i kustnära översvämningar . Mace Head mätte vindbyar på 72 mph, med maximala vindbyar på 86 mph i Capel Curig.
Dessutom mättes Storm Fionn också vid Mace Head. Den namngavs av Met Eireann och var den sjunde stormen under vintern 2018-2019. Den anlände till Irland den 16 januari och observerades och mättes inte bara vid Mace Head, utan även på andra platser som Sherkin Ireland, Valentia Observatory, St Mary's Airport och Aberdaron. Den högsta registrerade vindbyen uppmättes vid Mace Head, med en vindhastighet på 85 mph. Stormen Fionn hade inte så betydande störningar för Irland som Storm Ali skapade, med de enda effekterna som var trafikstörningar och snöfall.
Andra stormar som uppmätts vid Mace Head inkluderar, stormen Erik vid 76 mph och stormen Jake på 83 mph.
Aerosoler
Luftkvalitetsmodellering används för att belysa sambandet mellan atmosfäriska koncentrationer, utsläpp, meteorologi och andra faktorer. Dessa atmosfäriska mätningar är användbara för att specificera spårgaskoncentrationer och olika atmosfäriska aerosoler.
Aerosoler är vätskepartiklar som svävar i luften och de påverkar klimatet genom att sprida ljus och påverka moln, vilket gör att de motverkar växthusgaser och orsakar kylning. Naturliga aerosoler inkluderar sulfater , ammoniumsalter och havssalter. Mace Head har en av de mest avancerade aerosolövervakningsplatserna i Europa, som tillhandahåller viktiga och viktiga askdata under det isländska vulkanutbrottet under april och maj. Den 14 april 2010 fick den isländska Eyjafjallajökull ett utbrott, med vulkanaska som steg upp till 9 km upp i luften. Väderförhållandena förvärrades för Centraleuropa, med föroreningar kvar under de kommande 6 dagarna. Den vertikala vulkanaskplymen hade en topp på 3,5 km och fångades upp Mace Head 33 gånger under en 6 veckors period, med ungefär tre av dessa händelser som varade i mer än 12 timmar, vilket visade att det var en otroligt stark askplym.
Mace Head använder en dopplermolnlidar och en ceilometer för att upptäcka moln och aerosoler cirka femton meter över marknivån. Denna detektering och provtagning av aerosoler baseras på vindhastighet, vindriktning, relativ fuktighet och regn. För idealisk insamling av prover bör det finnas en låg vindhastighet, <95 % luftfuktighet och inget regn närvarande. Dessutom tas mer pålitliga prover under flera dagar.
Det finns fem huvudparametrar som rutinmässigt mäts vid Global Atmosphere Watch- stationer. Dessa är aerosoloptiskt djup, absorption, spridning, massa och kemi. Aerosolers massa och kemi har ännu inte mätts vid Mace Head men kommer att registreras under de kommande åren.
Molnradarn kan också användas för att detektera icke-sfäriska och depolariserande vulkanaskpartiklar . Således är Mace Head perfekt för att upptäcka vulkaniska aerosolplymer som kan användas för att varna platser med vulkaner i närheten, nämligen Irland och Europa , om möjliga utbrott.
Merkurius
Mace Head-stationen har registrerat kvicksilver (Hg) sedan 1995, och har därmed varit en av de längst körda kvicksilverregistreringsstationerna i världen. Registrering och insamling av kvicksilverdata är avgörande eftersom det är en global miljöförorening som släpps ut både naturligt och från konstgjorda källor.
Bevis tyder på att kvicksilverutsläppen från konstgjorda källor är lika stora som de som kommer från naturliga källor, så det är det konstgjorda kvicksilvret som bidrar till en ökning av miljöexponeringen för kvicksilver .
Långtidsmätningar och kontinuerliga mätningar är nödvändiga eftersom det visar huruvida en fluktuation är normal eller något ovanligt, vilket gör att man kan övervaka bakgrundsnivåer av totalt kvicksilver i gasform . Kontinuerliga mätningar av kvicksilver görs inom en tidsupplösning på 15 minuter, och är en av de första stationerna som genererar totala gasmätningar med så hög tidsupplösning. Dessutom kan långtidsövervakning ge direkta bevis på tidsmässiga trender, eftersom kvicksilver har en atmosfärisk uppehållstid på cirka 1 år. Mätningar som registrerats vid Mace Head visar att bakgrundsnivåerna av kvicksilver på norra halvklotet är cirka 1,7 ng/m 3 med en säsongsvariation på cirka 20 %.
Andra internationella forskningsnätverk
Mace Head är ett av många internationella forskningsnätverk, inklusive Atmospheric/Ocean Chemistry Experiment (AEROCE), Advanced Global Atmospheric Gases Experiment (AGAGE), World Meteorological Organization/Global Atmosphere Watch (WMO/GAW), Budget of Ozone over Atlanten (BOA), den troposfäriska ozonforskningen (TOR, ett EUROTRAC-projekt) och Climate Monitoring and Diagnostic Laboratory / National Oceanic and Atmospheric Administration (CMDL/NOAA).
Det finns fem övervakningsstationer för det europeiska övervaknings- och utvärderingsprogrammet (EMEP) i Irland, där Mace Head är platsen i Västirland. De återstående fyra platserna är Malin Head Glenveagh i norr, Valentia Observatory i söder, Carnsore Point och Johnstown Castle i East och Oak Park som ligger inåt landet. Var och en av dessa EMEP-platser har sin kemiska analys utförd av Met Eireann vid deras Dublin-laboratorium i Glasnevin.