Amazonas flodvinde optrevles af luftforureningsobservationer

Flodvinde induceres af den daglige termiske kontrast mellem landet og floden. I dagtimerne, varmere temperaturer over landet fører til lettere luftmasser, der løftes. Luftmasserne driver på sin side luftbevægelser på land fra floden mod land. Efterfølgende luften aftager over floden. Resultatet er en lukket lokal luftcirkulationscelle i det lodrette plan (figur 1). Om natten, jorden afkøles hurtigere, og luftcirkulationen vender, fordi floden er varmere. Fordi disse drivkræfter kombineres med større og mindre atmosfæriske strømme af passatvinde og lokal topografi, de kombinerede flodvinde forbliver uhåndgribelige og svære at forstå, måle og simulere. Et nøglespørgsmål opstår så:Hvordan opnår man nøjagtige observationsbeviser for disse flodvindcirkulationer?

Traditionelle meteorologi- og forureningsmålingsplatforme er ikke i stand til at måle, hvordan vind, temperatur, fugt og luftforurening ændres med højden over floden. Derfor blev der brugt mellemstore ubemandede luftfartøjer (UAV—se billede). De har et potentielt fremskridt inden for atmosfæriske undersøgelser på grund af ekstrem manøvredygtighed ved indsamling af data ved høje horisontale og vertikale opløsninger. Sensor-udstyrede UAV'er blev brugt til at indsamle in situ vertikal information af meteorologiske og kemiske data i den lavere atmosfære i dagtimerne over Rio Negro-floden i det centrale Amazonas. Virkningerne af atmosfærisk recirkulation knyttet til flodvindene på luftkvaliteten af ​​nærliggende menneskelige befolkninger blev overvejet.

Modelleringskomponent

For at understøtte fortolkningen af ​​disse observationer, denne undersøgelse inkluderer en modelleringskomponent til at koble feltobservationer af flodvinde og kemi med finskala modelleringsanalyser ved hjælp af en stor hvirvelsimulering (LES). Denne model er udviklet af Meteorology and Air Quality Group ved Wageningen University &Research. Det er også en vigtig komponent i Ruisdael-observatoriet.

LES-simuleringerne undersøgte virkningerne af flodvinde på spredning af luftforurening. LES-simuleringen gengiver eksplicit turbulensen og atmosfæriske cirkulationer af Amazonflodens vinde. Simuleringerne fangede hovedtrækkene i flodvinde observeret ved UAV-sensing.

Denne undersøgelse viser behovet for at kombinere metoder til måling (droner) og høj-detaljeret modellering (LES). Implikationen af ​​denne undersøgelse er, at luftrecirkulation induceret af flodvinde bremser spredningen af ​​luftforurening. Det ændrer også den rumlige fordeling og kemi af luftforurenende stoffer, og kan øge risikoen for, at mennesker udsættes for luftforurening i flodregionen. Resultaterne understreger behovet for at forstå virkningerne af flodvinde på luftforurening. Det fremhæver, at strategier og politikker til håndtering af luftforurening i Amazonia bør inkorporere virkningerne af flodvinde for effektiv afbødning og kontrol af forurening. Der udføres yderligere forskning med NWO-projektet Cloudroots.