Observatorul Atmosferic Roman in context european

Observatorul Atmosferic Roman in context european

Dr. Doina Nicolae

Institutul National de C-D pentru Optoelectronica

1 http://rado.inoe.ro 17-Dec-13

Lectii invatate despre atmosfera

• Atmosfera este un sistem TRIDIMENSIONAL si in continua schimbare • Caracterizarea calitatii aerului respirabil la un moment dat si intr-un

anumit loc se poate face prin masuratori la sol DAR

• Caracterizarea complexa si prognoza nu se poate face decat luand in considerare cele 3 dimensiuni spatiale si dimensiunea temporala – calitatea aerului la sol nu este afectata doar de sursele locale, ci si de

transportul pe distanta mare, la altitudine • cenusa vulcanica provenita de la eruptia Eyjafjallajökull a traversat intreaga Europa • particulele radioactive provenite de la centrala nucleara Fukushima au facut inconjurul

globului

– viata si sanatatea nu sunt afectate doar de aerul de la sol, ci si de procesele atmosferice de altitudine

• subtierea stratului de ozon care filtreaza radiatia UV creste riscul de imbolnavire pe termen lung

• cresterea concentratiilor gazelor cu efect de sera duce la intensificarea fenomeneleor meteorologice extreme (tornade, inundatii, secete prelungite)


Teledetectia

3

TELEDETECTIA PASIVA Imagistica satelitara

TELEDETECTIA ACTIVA Teledetectia laser (LIDAR)

OMI planetary

boundary layer (PBL)

SO2 for the week of

9–16 January, 2007

RCS from

Magurele super

site

multiwavelength

lidar

Aerosoli

http://rado.inoe.ro 17-Dec-13

Teledetectia activa in Romania

• Administratia Nationala de Meteorologie – doar informatii meteorologice

▪ 8 radare Doppler ▪ 3 puncte de radiosondaj (max. 2 sondaje pe zi)

• ROMATSA – informatii despre baza si altitudinea norilor,

vizibilitate – ceilometrele folosite nu permit detectia particulelor

sau gazelor

• Observatorul Atmosferic Roman – informatii de micrometeorologie si poluanti – creat in special in scopuri de cercetare, dar cu

posibilitati de monitorizare – are la baza tehnologii foarte noi, utilizate in regim

operational doar in tari avansate (Germania, USA, Franta): lidar, radiometru cu microunde, sodar, fotometru solar


Observatorul Atmosferic Roman - RADO

• Un parteneriat intre Norwegian Institute for Air Research si un consortiu din Romania: – Administratia Nationala de Meteorologie – 2 Institute de cercetare

• Institutul National de C-D pentru Optoelectronica • Institutul National de Fizica si Inginerie Nucleara “Horia Hulubei”

– 4 Universitati: • Universitatea din Bucuresti • Universitatea “Al. I. Cuza” din Iasi • Universitatea Babes Bolyai din Cluj • Universitatea “Politehnica” Timisoara

• 5 statii de masurare in tara: Magurele (super site), Baneasa, Iasi, Cluj, Timisoara • 1 centru de date

– datele colectate la statii – imagistica satelitara (EUMETCAST) – modelare regionala (MAP3D)

• Analiza datelor se face sinergetic:

– Date masurate ↔ Modele

– Date la sol ↔ Profile

– Teledetectie pasiva ↔ Teledetectie activa

• Este conectat la retelele internationale de profil: – EARLINET (European Aerosol Research LIdar NETwork – AERONET (AErosol RObotic NETwork – MWRNET (MicroWave Radiometer NETwork) – ACTRIS (Aerosols, Clouds and Trace gases Research InfraStructure Network)

Multiwavelength lidar Raman lidar Backscatter lidar


Perspectiva ACTRIS

ACTRIS catre ESFRI


ESFRI ENVIRONMENT

17-Dec-13 http://rado.inoe.ro 7


• Principalele tematici de cercetare – optimizarea / dezvoltarea de noi tehnologii, metode si algoritmi pentru teledetectie optica

– studii asupra calitatii aerului si influenta transportului de la distante mari

• masuratori zilnice de gaze si particulele din troposfera (profile sau in coloana de aer);

• influenta inaltimii stratului limita planetar, umiditatii si vantului asupra concentratiilor la sol

• identificarea si cuantificarea surselor si zonelor de reducere a poluantilor atmosferici;

• investigarea contributiei surselor distribuite asupra nivelului general de poluare, prin compararea datelor prognozate si masurate

– climatologia speciilor atmosferice cu durata scurta de viata

• proprietatile optice si microfizice ale aerosolilor troposferici (cenusa vulcanica, praf saharian, fum, urban), ozon si SO2, ca profile si in dinamica temporala

• investigarea proceselor fizice si chimice care controleaza bugetul ozonului troposferic in zone de latitudine medie;

• cercetari privind interactiile dintre gazele si aerosolii care controleaza calitatea aerului

– combinarea datelor de la sol cu masuratorile din spatiu (CALIPSO, MOPITT, Odin, SCISAT-1, ENVISAT) si din avion:

• intercomparare

• validare

• studii corelative

• campanii intensive


Cateva precizari privind sistemele LIDAR

• LIDAR = LIght Detection And Ranging = un radar care foloseste lumina – La propagarea luminii prin atmosfera se produc SIMULTAN

procese diverse: imprastiere de diverse tipuri, absorbtie, fluorescenta, etc.

– Sistemele lidar pot avea aplicatii diverse, in functie de solutia constructiva si de fenomenul selectat : topografie, batimetrie, detectia norilor, detectia aerosolilor sau gazelor, masurarea temperaturii, umiditatii sau vantului ...

• Sisteme lidar pentru studiul atmosferei la RADO – LIDAR de retroimprastiere elastica (troposfera)

• Fenomen util: imprastiere elastica (Mie = pe aerosoli; Rayleigh = pe molecule)

• Proprietatile optice ale aerosolilor (profile verticale)

– LIDAR multi-canal (troposfera) • Fenomen util: imprastiere elastica + inelastica (Raman) • Proprietatile optice si microfizice ale aerosolilor (profile verticale)

– LIDAR DIAL (troposfera) • Fenomen util: absortia diferentiala + imprastierea elastica • Concentratia de gaz (ozon, dioxid de carbon etc.) (profile

verticale)

17-Dec-13 http://rado.inoe.ro

Fluxul de date in RADO

10

MASURATORI AUTOMATE

• In situ: AMS, APS, nefelometru, analizoare de gaz

• Coloana integrata: fotometru solar, DOAS • Teledetectie activa: radiometru cu

microunde, ceilometru

SCANAREA DATELOR

• Corectii de instrument • Excluderea datelor eronate • Mediere

DETECTIA EVENIMENTELOR

• episoade de poluare in stratul limita planetar • intruziuni de poluanti transportati in troposfera libera

CARACTERIZAREA EVENIMENTELOR

• Analiza retro-traiectoriilor • Caracterizarea microfizica a straturilor • Corelarea datelor

VALIDARE

• Interpretarea imaginilor satelitare • Interogarea retelelor internationale

MASURATORI SPECIALE

• Camere UV & IR – dinamica sursei / stratului limita planetar

• Lidare – stratificarea atmosferei, dinamica, proprietatile optice si geometrice ale straturilor

EVALUAREA IMPACTULUI

• Modelare la scara locala & regionala • Prognoza

TRIGERARE


Masuratori de teledetectie automate

Ceilometru Radiometru cu microunde

11

•Caracteristicile geometrice ale straturilor 0.2 ... 6 Km •Dinamica •Caracteristicile optice ale particulelor 0.2 ... 5Km

•Profilele verticale de umiditate si temperatura 0 ...10 Km •Dinamica parametrilor meteorologici


Masuratori de teledetectie ne-automate

Lidar pentru particule Lidar pentru ozon

12

•Caracteristicile geometrice ale straturilor 0.8 ... 15 Km •Dinamica •Caracteristicile optice si microfizice ale particulelor 0.8 ... 10Km

•Concentratia de ozon cu altitudinea: 0.8 ... 15 Km •Caracteristicile optice ale particulelor: 0.8 ... 10Km


Masuratori de teledetectie ne-automate

UVGasCam: SO2 (UV) Cyclops: thermal (IR)

13

Pene de poluant la centrala termoelectrica Rovinari


Imagistica satelitara: EUMETCAST

Inaltimea norilor Cenusa vulcanica

14

Inaltimea norilor deasupra Romaniei Cenusa vulcanica deasupra Islandei


Experienta in Programe Europene • EARLINET-ASOS (http://www.earlinet.org): FP6- Structuring the European

Research Area Specific Programme - Research Infrastructures Action, 025991 • DELICE (http://inoe.inoe.ro/DELICE ): DEveloping the emerging research

potential of Romanian LIdar CEntre, FP7-REGPOT-2008-1, 229907 • DELICAT (http://www.delicat-fp7.org): DEmonstration of LIdar based Clear Air

Turbulence detection, FP7-AAT-2008-RTD-1, 233801 • ACTRIS: Aerosols, Clouds and Trace gases Research InfraStructure Network,

FP7-INFRASTRUCTURES-2010-1, 262254

• RADO (http://inoe.inoe.ro/RADO): Romanian Atmospheric research 3D Observatory), Norway Grants STVES 115266

• ITaRS (http://itars.net): Initial Training for Atmospheric Remote Sensing, FP7 - PEOPLE - ITN , Proj. no. 289923

• CARESSE: Centre for Atmospheric REmote Sensing and Space Earth observation, STAR 55/2013

• NATALI: Neural network Aerosol Typing Algorithm based on LIdar data , ESA ITT 7557/2013


http://www.earlinet.org/

http://inoe.inoe.ro/DELICE

http://www.delicat-fp7.org/



http://inoe.inoe.ro/RADO

http://itars.net/


• RADO este cea mai importanta infrastructura de cercetare a aerului din Romania

• Detine expertiza si capacitati de monitoring unice in tara

• Are acoperire “aproape” nationala (ar mai fi necesare o statie la Brasov si una la Constanta)

• Este bine conectat la cercetarea internationala de profil

• Aplicatiile pe care le poate dezvolta sunt multiple, cu precadere in colaborare cu alte institutii romanesti: ANM, ROMATSA, ATMOSLAB

• Toate componentele RADO sunt deschise societatii: • acces trans-national la infrastructura pentru

cercetatorii din domeniu • training si acces la laboratoare pentru studentii la

master si doctorat • programe de instruire si de popularizare a stiintei

pentru elevi si studenti.


17-Dec-13 http://rado.inoe.ro 17

Observatorul Atmosferic Roman in context european

Documents

Transcript of Observatorul Atmosferic Roman in context european