Οπτικές ιδιότητες αιωρούμενων σωματιδίων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης με τη χρήση ακτινομετρικών μετρήσεων:
Creators: name: Μαυρογιαννίδης, Κωνσταντίνος Γεωργίου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2009
Subjects: Αιωρούμενα σωματίδια
Οπτικές ιδιότητες
Οπτικό βάθος
Συντελεστής Angstrom
Φωτόμετρο Cimel
Aerosols
Optical properties
Aot
Angstrom exponent
Photometer cimel

description: Το αντικείμενο της διπλωματικής αυτής εργασίας είναι η μελέτη των οπτικών ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματιδίων με την χρήση δεδομένων που λήφθηκαν από το δίκτυο μετρήσεων AERONET (AErosol RObotic NETwork) με τη βοήθεια του φασματοφωτομέτρου CIMEL. Η διατριβή επικεντρώνεται στην μελέτη των ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματιδίων στην περιοχή της Θεσσαλονίκης. Η πόλη της Θεσσαλονίκης εξάλλου θεωρείται η πιο μολυσμένη – από αιωρούμενα σωματίδια – πόλη της Ευρώπης. Η παρούσα εργασία χωρίζεται σε δυο μέρη. Το πρώτο αφορά το θεωρητικό σκέλος και απαρτίζεται από τα κεφάλαια 1 και 2, ενώ τα κεφάλαια 3, 4, 5 και 6 περιλαμβάνουν την επεξεργασία των μετρήσεων και την διεξαγωγή συμπερασμάτων. Στο 1ο κεφάλαιο, δίνονται κάποιες βασικές έννοιες των αιωρούμενων σωματιδίων, όπως η κατανομή του μεγέθους τους, οι οπτικές ιδιότητές τους, η σχέση τους με το ενεργειακό ισοζύγιο. Γίνεται κατάταξη των αεροζόλ στις διάφορες κατηγορίες ανάλογα µε βασικά τους χαρακτηριστικά (π.χ. μέγεθος – χημική σύσταση – πηγές εκπομπής). Επίσης υπάρχει μια σύντομη περιγραφή του σταθμού της Θεσσαλονίκης και του φωτομέτρου CIMEL. Το 2ο κεφάλαιο αναφέρεται στο δίκτυο μέτρησης AERONET. Έτσι, γίνεται περιγραφή του συστήματος μέτρησης, αναφορά στον τρόπο λειτουργίας του, στην βαθμονόμηση των οργάνων, στην μεταφορά των δεδομένων καθώς επίσης και στην επεξεργασία και την διανομή τους. Στο 3ο κεφαλαίο, παρουσιάζεται η στατιστική μελέτη του οπτικού βάθους, του συντελεστή Angstrom, και των υδρατμών για την περιοχή της Θεσσαλονίκης. Αρχικά μελετάται η χρονική διακύμανση των οπτικών ιδιοτήτων των αιωρούμενων σωματιδίων, στη συνέχεια οι κατανομές συχνότητας εμφάνισης οπτικού βάθους και του συντελεστή Angstrom καθώς και η σχέση ανάμεσα στις δύο παραμέτρους. Τέλος γίνεται σύγκριση των αποτελεσμάτων με αυτά από το σταθμό FORTH – AERONET της Κρήτης. Το 4ο κεφάλαιο έχει να κάνει με τη μελέτη του μεγέθους των σωματιδίων της περιοχής της Θεσσαλονίκης με τη χρήση του σχήματος του Gobbi. Με τη βοήθεια του σχήματος αυτού συσχετίσουμε το οπτικό βάθος (AOT) με τον συντελεστή Angstrom (α) και τη διαφορά του συντελεστή Angstrom (δα) και έτσι λαμβάνουμε χρήσιμα συμπεράσματα. Η συσχέτιση αυτή γίνεται για τη διάρκεια όλου του έτους, όπως επίσης και για κάθε εποχή χωριστά. Τα αποτελέσματα συγκρίνονται με αποτελέσματα άλλων πόλεων οι οποίες χαρακτηρίζονται από διαφορετικό τύπο αιωρούμενων σωματιδίων. Στο 5ο κεφάλαιο ασχολούμαστε με τη μετακίνηση αέριων μαζών και προσπαθούμε να προσδιορίσουμε την προέλευση των αιωρούμενων σωματιδίων τα οποία φτάνουν πάνω από την πόλη της Θεσσαλονίκης. Στην προσπάθεια αυτή χρησιμοποιήσαμε, για επαλήθευση, τα δεδομένα από το μοντέλο DREAM (Dust REgional Atmospheric Model του Earth Sciences Division) που ανήκει στο BSC (Barcelona Supercomputing Center). Στο 6ο κεφάλαιο, παρατίθενται τα κυριότερα συμπεράσματα τα οποία προέκυψαν από την επεξεργασία των μετρήσεων και την ανάλυση των αποτελεσμάτων.
description: The object of this paper is the study of the optical characteristics of air particles with the use of data that was received by the network of AERONET (AErosol RObotic NETwork) with the use of CIMEL phasmatophotometer. The focus in the study is in the region of Thessaloniki. The city of Thessaloniki is considered the most polluted – by aerosols – city in Europe. The present work is separated in two parts. The first part is the theoretical one and it is described in chapters 1 and 2, while chapters 3, 4, 5 and 6 include the analysis of the measurements and the conclusions. In chapter 1 are given some basics about aerosols, like their size distribution, their optical attributes and the relation with the energy balance. It is given an aerosol classification for the various categories proportionally with their basic characteristics (size, chemical constitution, sources of emission). Also there is a short description of the station of Thessaloniki and the CIMEL photometer. Chapter 2 is about the network of AERONET. It is described the system of measurements, the way of operation, the calibration of the organs, the transport of data as well as their analysis. Chapter 3 presents the statistical study of the aerosol optical thickness, the Angstrom exponent and the water vapor for the region. Initially it is studied the time fluctuation of the optical attributes of aerosols, then the distribution of the frequency of appearance of the optical thickness and Angstrom exponent as well as the relation between the two parameters. Finally it is given a comparison of the results with those from the station FORTH –AERONET which is located in Crete. Chapter 4 has to do with the study of the size of particles in the region of Thessaloniki with the use of the Gobbi diagram. Using this diagram it is developed a pattern between the optical thickness (AOT), the Angstrom exponent (α) and the Angstrom exponent difference (δα) and thus receive useful conclusions. This correlation is made annually as well as seasonally. The results are compared with those from other cities. Chapter 5 deals with the transfer of air masses and it is determined the origin of the aerosols which reach in the region. For the verification of this are used data from model DREAM (Dust REgional Atmospheric Model of Earth Sciences Division) which belongs to the BSC (Barcelona Supercomputing Center). In chapter 6 there are given the results and the conclusions from the analysis.