Analyzing over four years of ground-based measurements of XCO2 and XCO over Thessaloniki, Greece using FTIR spectroscopy
Creators: name: Πάνου, Θωμάς Κωνσταντίνου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2023
Subjects: FTIR, Thessaloniki
EM27/SUN, COCCON, CAMs
XCO2, XCO, ΔXCO2, ΔXCO

description: The issue of atmospheric pollution in urban centers has become a growing concern in recent years. The increasing levels of greenhouse gases in the atmosphere are a major contributor to atmospheric pollution, and it is imperative to monitor these gases. This study presents the measurements of column-averaged dry-air mole fractions of carbon dioxide (XCO2) and carbon monoxide (XCO) in Thessaloniki, Greece. The measurements were taken in Thessaloniki using the Bruker EM27/SUN instrument, developed by Bruker and KIT and has been part of the Collaborative Carbon Column Observing Network (COCCON) since 2018. COCCON is a global network of stations around the globe and serves as an important supplement to the high-resolution Bruker IFS125 spectrometer used in the Total Carbon Column Observing Network (TCCON) and provide an increased density of column-averaged greenhouse gas observations. In this work, over a four-year analysis of column-averaged dry-air mole fractions of XCO2 and XCO is presented, focusing on diurnal and seasonal cycles as well as on the comparison between them. The hourly timeseries show the expected seasonal cycle of XCO2 with a spring maximum and late summer minimum due to photosynthesis activity, while XCO2 presents a daily maximum of ppm and a daily minimum of ppm. The seasonal co-variability between XCO2 and XCO reveal an interesting correlation especially during winter ( for 2022) and spring ( ) period, when anthropogenic emission sources occur. Finally, a comparative analysis between carbon monoxide (CO) and the hydroxyl radical (OH) is been conducted, utilizing data acquired from the Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS). Our investigation unveiled temporal covariation patterns of these two key atmospheric species by examining the CO/OH ratio.
description: Το θέμα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης στα αστικά κέντρα χρήζει αυξανόμενης ανησυχίας τα τελευταία χρόνια. Τα αυξανόμενα επίπεδα των αερίων του θερμοκηπίου στην ατμόσφαιρα αποτελούν σημαντικό παράγοντα της ατμοσφαιρικής ρύπανσης, και είναι απαραίτητο τα αέρια αυτά να τίθενται υπό παρακολούθηση. Η παρούσα μελέτη παρουσιάζει τις μετρήσεις των μέσων μοριακών κλασμάτων στηλών αέρα, των διοξειδίων του άνθρακα (XCO2) και του μονοξειδίου του άνθρακα (XCO) στη Θεσσαλονίκη. Οι μετρήσεις πραγματοποιήθηκαν στη Θεσσαλονίκη χρησιμοποιώντας το όργανο Bruker EM27/SUN, που αναπτύχθηκε από την Bruker και το KIT και αποτελεί μέρος του Διεθνούς Δικτύου Παρατήρησης Στήλης Διοξειδίου του Άνθρακα (COCCON) από το 2018. Το COCCON είναι ένα παγκόσμιο δίκτυο σταθμών παγκοσμίως και λειτουργεί ως σημαντική συμπληρωματική πηγή παρατήρησης των μέσων μοριακών κλασμάτων αερίων του θερμοκηπίου. Στην παρούσα εργασία, παρουσιάζεται μια σχεδόν πενταετής ανάλυση των μέσων μοριακών κλασμάτων αέρα του XCO2 και του XCO, επικεντρώνοντας στους ημερήσιους και εποχιακούς κύκλους, καθώς και στη σύγκριση μεταξύ τους. Οι ωριαίες χρονοσειρές δείχνουν τον αναμενόμενο εποχιακό κύκλο του XCO2 με μέγιστο την άνοιξη και ελάχιστο το καλοκαίρι λόγω της φωτοσύνθεσης, ενώ το XCO2 παρουσιάζει μέγιστο τιμής 419.987 ± 2.286 ppm και ελάχιστο τιμής 405.001 ± 3.067 ppm. Η εποχιακή συμμεταβλητότητα μεταξύ του XCO2 και του XCO αποκαλύπτει μια ενδιαφέρουσα συσχέτιση, ιδίως κατά την χειμερινή (R2=0.841 για το 2022) και την ανοιξιάτικη περίοδο (R2=0.437 για το 2022), όταν πραγματοποιούνται ανθρωπογενείς εκπομπών. Τέλος, πραγματοποιήθηκε συγκριτική ανάλυση μεταξύ του μονοξειδίου του άνθρακα (CO) και της ρίζας του υδροξυλίου (OH), χρησιμοποιώντας δεδομένα από το δίκτυο CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) Η έρευνά αποκάλυψε συγκεκριμένα μοτίβα συμμεταβλητότητας κατά τη διάρκεια του χρόνου αυτών των δύο κύριων ατμοσφαιρικών ειδών, εξετάζοντας τον λόγο CO/OH.