|
|
Vertikální profil koncentrace a toku aerosolových částic nad ornou půdou
Zapletal, Miloš ; Hovorka, J. ; Hladík, J. ; Juráň, Stanislav
V současné době představuje imisní zátěž území a obyvatelstva pevnými/kapalnými nebo směsnými částicemi o velikosti 1 nm – 100 μm suspendovanými v atmosféře, neboli PM, jeden z největších problémů nejen v České republice, ale prakticky v celé Evropě. Vysoké koncentrace PM jsou spojeny s velkým množstvím zdravotních problémů. Mezi ně patří respirační poruchy a zvýšené riziko rakoviny plic a kůže (WHO, 2006). V ČR je dlouhodobá expozice PM důležitým faktorem zodpovědným za snížení kvality života obyvatel. Mezi nejzávažnější účinky, pokud jde o celkovou zdravotní zátěž, patří významné snížení průměrné délky života (WHO, 2006). Dopravní a průmyslové činnosti jsou obecně považovány za hlavní zdroj částic PM10. Existující informace o chemickém složení, velikostním rozložení, podílu sekundárních částic a depozičním toku částic na různé typy povrchů jsou doposud neúplné. Měření koncentrace aerosolu bylo provedeno v mnoha městech na úrovni ulic nebo pro hodnocení osobní expozice (Kaur et al., 2005, Longley et al., 2004). Byla provedena eddy kovariační měření emisního toku částic nad velkými městskými aglomeracemi (Dorsey et al., 2002, Järvi et al., 2009, Martin et al., 2009, Deventer et al., 2013). Přímé měření emisního toku částic eddy kovariační metodou poskytlo informaci o vzestupném proudění vzduchu a vertikální výměně částic nad některými městskými aglomeracemi (např. Manchesterem, Londýnem, Helsinkami). Popis měření toku částic eddy kovariační metodou z letadla je uveden v práci Buzoriuse et al. (2006). Méně informací existuje o emisním toku částic nad různými druhy zdrojů v různých výškách např. nad ornou půdou, povrchových uhelným dolem nebo lokálními topeništi.
|
|
|
Měřené a modelované toky troposferického ozonu v horském porostu smrku ztepilého
Juráň, Stanislav ; Zapletal, Miloš ; Večeřa, Zbyněk ; Cudlín, Pavel ; Urban, Otmar
Toky troposférického ozonu (O3) byly měřeny ve smrkovém lese na Bílém Kříži, České republika pomocí metody vířivé kovariance. Koncentrace O3 byla měřena současně v profilu korunové vrstvy studovaného porostu (ve výšce 7 m, 25 m a 30 m nad povrchem země) pomocí analyzátorů ozonu APOA-370 (Horiba, Japan). Na základě zjištěného koncentračního gradientu byly následně modelovány toky ozonu pomocí Inverzního Lagrangianova Transportního Modelu (Raupach, 1989). Dále byly toky ozonu modelovány pomocí rezistenčního modelu, který vychází z výpočtu depozičních rychlostí ozonu na základě rezistenční analogie. Tok ozonu stanovený pomocí vířivé kovariance vykazuje nejvyšší průměrný denní tok 1,19 nmol m-2 s-1 a nejnižší -0,75 nmol m-2 s-1. Studovaný lesní porost byl čistým sinkem pro ozon a to ve výši 7,14 mmol m-2 za den (=0,343 g m-2 za den). Nejvyšší rychlost emise ozonu (kladná hodnota toku) byla pozorována během poledních hodin, kdy za nízkých teplot byly zavřené průduchy, a díky dostatečné intenzitě slunečního záření docházelo k tvorbě ozonu. Oba modely se ukázaly jako problematické v přesném stanovení toku během přechodu ze podzimního do zimního období.
|
|
|
Automated eddy covariance data quality control for long-term measurements
Šigut, L. ; Mauder, M. ; Sedlák, Pavel ; Pavelka, M. ; Špunda, V.
Estimation of matter and energy exchange using the eddy covariance method is often organized into regional or global networks. To achieve comparability among sites, it is important to standardize and specify the methodology used. Currently, quality control (QC) is one of the most time-demanding steps in data processing within the Czech Carbon Observation System. Although manual QC (MQC) enables consideration of more complex test applications, it is often difficult to document. The aim of this study was to establish an automated QC (AQC) scheme based on available literature and post-processing software and test its effectivity and reliability on sites comprising an agroecosystem and a mature European beech forest. AQC successfully flagged low-quality CO2 fluxes and provided estimates of net ecosystem productivity similar to estimates based on MQC. The tests’ efficiency was particularly high for the agroecosystem, where AQC removed 13% less data than did MQC. We conclude that the adopted AQC displays satisfactory performance, especially for sites with low canopy heights.
|
|
|
Automated eddy covariance data quality control for long-term measurements
Šigut, Ladislav ; Mauder, M. ; Sedlák, Pavel ; Pavelka, Marian ; Špunda, Vladimír
Estimation of matter and energy exchange using the eddy covariance method is often organized into regional or global networks. To achieve comparability among sites, it is important to standardize and specify the methodology used. Currently, quality control (QC) is one of the most time-demanding steps in data processing within the Czech Carbon Observation System. Although manual QC (MQC) enables consideration of more complex test applications, it is often difficult to document. The aim of this study was to establish an automated QC (AQC) scheme based on available literature and post-processing software and test its effectivity and reliability on sites comprising an agroecosystem and a mature European beech forest. AQC successfully flagged low-quality CO2 fluxes and provided estimates of net ecosystem productivity similar to estimates based on MQC. The tests’ efficiency was particularly high for the agroecosystem, where AQC removed 13% less data than did MQC. We conclude that the adopted AQC displays satisfactory performance, especially for sites with low canopy heights.
|
|
|
Flux footprints in different ecosystems
Macálková, Lenka ; Havránková, Kateřina ; Pavelka, Marian
Flux footprint is an upwind area where the atmospheric flux measured by an instrument is generated. Footprint size depends on measurement height, surface roughness, and atmospheric thermal stability. Our study focused on the flux footprints of four CzechGlobe ecosystem stations in a wetlands area, an agroecosystem, and young and mature spruce forests. Our aims were to prove that the sites were suitable for eddy covariance measurement and compare flux footprints under various atmospheric thermal conditions: stable, neutral, and unstable. Two computational models were used: the Kormann–Meixner (2001) and Kljun (2004)models. The outputs were processed graphically in site maps.
|
|
|
Comparison of eddy covariance and bowen ratio energy balance method. Energy balance cloruse versus bowen ratio similarity assumption
Fischer, Milan ; Trnka, Miroslav ; Pozníková, Gabriela ; Sedlák, Pavel ; Orság, Matěj ; Kučera, J. ; Žalud, Z.
The Bowen ratio and the Monin-Obukhov similarity principles are based on the assumption that the eddy diff usivities for temperature and humidity are equal to each other under all atmospheric stratifi cations within turbulent surface boundary layer. However, several authors reported that this equality was violated under advective inversion or during the non-stationary conditions due to clouds passing by and sudden change of wind speed and direction. Th e inequality of the eddy diff usivity can lead to errors in the energy partitioning estimates by gradient techniques like the Bowen ratio energy balance (BREB) and the aerodynamical method, or methods based on residual energy balance such as the Penman-Monteith or Priestley-Taylor models. Th is study investigates two seasons of simultaneous measurement by eddy covariance (EC) and BREB above a high density poplar plantation at the Domanínek locality. Th e direct measurement of eddy diff usivities by EC is reinvestigating the validity of the long term measurement (since 2008) by BREB. Results showed unequal exchange coeffi cients with their mean 0.31 to 0.35 m2 s-1 for 2011 and 2012, respectively, favouring the transport of latent heat. Th is might be explained by the diff erent footprints of the BREB and EC methods, an undeveloped internal boundary layer or instrumental errors.
|
|
|
Improvement of CO2 eddy fluxes modelling in topographically complex terrain
Šigut, Ladislav
Annual sums of net ecosystem exchange (NEE) estimated by eddy covariance method (EC) are often used for comparisons among sites. But application of EC in topographically complex terrain restrains application of standard methods for their estimation. Analysis of friction air velocity response of night-time CO2 fluxes and estimation of mean daily ecosystem respiration from daytime NEE showed that night-time data and fluxes measured early after sunrise or late before sunset are not sufficiently reliable for computation of accurate annual sums of NEE. Therefore presented method takes into account auxiliary soil chamber measurements and applies correction factor in ecosystem respiration model calibrated to biomass inventory results. Also automated algorithm for computation of light response curve parameters in constrained range was established. This method produced accurate annual sums of NEE that were only 7.2% ± 5.2 higher than values determined by biomass inventory method.
|
|
|
Atmospheric factors influencing net ecosystem production of Norway spruce forest in Beskydy Mountains
Taufarová, Klára ; Havránková, Kateřina ; Czerný, Radek ; Janouš, Dalibor
Daily net ecosystem production values of Norway spruce forest at Experimental Ecological Research Site Bílý Kříž in Beskydy Mountains were estimated using eddy covariance technique. Norway spruce forest uptakes CO2 from the atmosphere during production season. During production seasons 2005-2007 mean daily net ecosystem production was 22 kg C ha-1, and mean production season duration was 240 days. During production seasons there occurred days with respiration higher than assimilation, thus the forest was source of the atmospheric carbon. There were 45, 68 and 39 days in production seasons 2005, 2006 and 2007, respectively, when the forest was carbon source. It was caused by 1) significant decrease of air temperature and low intensity of PAR at the beginning and end of production seasons; 2) low radiation in overcast days and 3) long dry period with high intensity of direct radiation and high air temperature during production seasons.
|
host ::
RSS.