Wybrane wyniki pomiarów strumieni turbulencyjnych netto gazów cieplarnianych (pary wodnej, dwutlenku węgla i metanu) w centrum Łodzi w latach 2013–2015

• Authors: Pawlak Włodzimierz

Title variants

EN

Selected results of the greenhouse gases turbulent net fluxes (water vapor, carbon dioxide and methane) measurements in the center of Łódź in the period 2013–2015

• Languages of publication: PL

Abstracts

PL

W pracy dokonano analizy czasowej zmienności turbulencyjnych strumieni netto trzech gazów cieplarnianych (pary wodnej, dwutlenku węgla i metanu) w centrum Łodzi w okresie od lipca 2013 do sierpnia 2015 roku. Z przeprowadzonych pomiarów wynika, że w sezonowej i dobowej zmienności strumieni badanych gazów można zaobserwować zarówno podobieństwa, jak i różnice. Wszystkie mierzone strumienie turbulencyjne charakteryzowały się wyraźną zmiennością roczną. W przypadku strumienia pary wodnej maksimum obserwowane było w lecie, podczas gdy maksymalne wartości strumieni dwutlenku węgla i metanu pojawiały się w zimie. Ponadto strumienie cechowały się wyraźną zmiennością dobową, w przypadku pary wodnej najwyraźniej widoczną w lecie, a w przypadku pozostałych gazów w zimie. Ponieważ dwutlenek węgla i metan na terenach zurbanizowanych pochodzi głównie z emisji antropogenicznych, strumienie tych gazów odznaczały się również zmiennością tygodniową – wartości strumieni w weekendy były, zwłaszcza w przypadku dwutlenku węgla, wyraźnie niższe. Zmienność taka nie została zaobserwowana w przypadku strumienia pary wodnej.

EN

study analyzes the temporal variability of net turbulent fluxes of three greenhouse gases (water vapor, carbon dioxide and methane) in the Łódź center between July 2013 and August 2015. The results of the measurements show that there are both similarities and differences in the seasonal and diurnal variability of the fluxes of these gases. All the measured net turbulent fluxes have been characterized by a clear annual variability. In the case of water vapor, the flux maximum was observed in summer, while the maximum value of the flow of carbon dioxide and methane appeared in winter. Furthermore, all fluxes were characterized by a distinct diurnal course, in the case of water vapor clearly visible in summer and for the other gases in winter. Since carbon dioxide and methane in urban areas come mainly from anthropogenic emissions, the fluxes of these gases were also characterized by a weekly variability. The fluxes at weekends were significantly lower, especially in the case of carbon dioxide. Such variability has not been observed in the case of the water vapor flux.

Keywords

PL

gazy cieplarniane; strumień turbulencyjny; teren zurbanizowany; centrum Łodzi

EN

greenhouse gases; turbulent flux; urban area; center of Łódź

• Publisher: Łódzkie Towarzystwo Naukowe, Stowarzyszenie
• Journal: Acta Geographica Lodziensia
• Year: 2016
• Volume: 104
• Pages: 87-99

Dates

published

2016

Contributors

author

Pawlak Włodzimierz

• Uniwersytet Łódzki, Wydział Nauk Geograficznych, Katedra Meteorologii i Klimatologii

References

• Aubinet Marc, Timo Vesala, Dario Papale. 2012. Eddy Covariance. A Practical Guide to Measurement and Data Analysis. Dordrecht-Heidelberg-London-New York: Springer.
• Burba George, Dan Anderson. 2010. A Brief Practical Guide to Eddy Covariance Flux Measurements: Principles and Workflow Examples for Scientific and Industrial Applications. LI-COR Biosciences, Lincoln, USA, Hardbound and Softbound Editions.
• Christen Andreas. 2014. „Atmospheric measurement techniques to quantify greenhouse gas emissions from cities”. Urban Climate 10: 241-260.
• Ciais Philippe, Christopher Sabine, Govindasamy Bala, Laurent Bopp, Victor Brovkin, Josep Canadell, Abha Chhabra, Ruth DeFries, James Galloway, Martin Heimann, Christopher Jones, Corinne Le Quéré, Ranga B. Myneni, Shilong Piao, Peter Thornton. 2013. Carbon and Other Biogeochemical Cycles. W: Thomas F. Stocker, Dahe Qin, Gian-Kasper Plattner, Melinda M.B. Tignor, Simon K. Allen, Judith Boschung, Al-exander Nauels, Yu Xia, Vincent Bex, Pauline M. Midgley (red.) Climate Change 2013 The Physical Sci-ence Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 465-570. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press.
• Foken Thomas. 2008. Micrometeorology. Berlin: Springer.
• Fortuniak Krzysztof. 2003. Miejska wyspa ciepła. Podstawy energetyczne, studia eksperymentalne, modele nu-meryczne i statystyczne. Łódź: Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego.
• Fortuniak Krzysztof. 2010. Radiacyjne i turbulencyjne składniki bilansu cieplnego terenów zurbanizowanych na przykładzie Łodzi. Łódź: Wydawnictwo Uniwersytetu Łódzkiego.
• Fortuniak Krzysztof, Włodzimierz Pawlak. 2015. „Selected spectral characteristics of turbulence over an urban-ized area in the centre of Łódź, Poland”. Boundary-Layer Meteorology 154 (1): 137-156.
• Fortuniak Krzysztof, Włodzimierz Pawlak, Mariusz Siedlecki. 2013. “Integral turbulence statistics over a central european city centre”. Boundary-Layer Meteorology 146 (2): 257-276.
• Gioli Beniamino, Piero Toscano, Emanuele Lugato, Alessandro Matese, Franco Miglietta, Alessandro Zaldei, Francesco P. Vaccari. 2012. „Methane and carbon dioxide fluxes and source partitioning in urban areas: The case study of Florence, Italy”. Environmental Pollution 164: 125-131.
• Grimmond Christine Susan B., Timothy R. Oke. 1991. „An evapotranspiration-interception model for urban areas”. Water Resources Research 27 (7): 1739-1755.
• Hartmann Dennis L., Albert M.G. Klein Tank, Matilde Rusticucci, Lisa V. Alexander, Stefan Brönnimann, Yassine Abdul-Rahman Charabi, Frank J. Dentener, Edward J. Dlugokencky, David R. Easterling, Alexey Kaplan, Brian J. Soden, Peter W. Thorne, Martin Wild, Panmao Zhai. 2013. Observations: At¬mosphere and Surface. W: Thomas F. Stocker, Dahe Qin, Gian-Kasper Plattner, Melinda M.B. Tignor, Simon K. Allen, Judith Boschung, Alexander Nauels, Yu Xia, Vincent Bex, Pauline M. Midgley (red.) Climate Change 2013 The Physical Science Basis. Working Group I Contribution to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change, 159-254. Cambridge, United Kingdom and New York, NY, USA: Cambridge University Press.
• Järvi Leena, Christine Susan B. Grimmond, Maija Taka, Annika Nordbo, Heikki Setälä, Ian B. Strachan. 2014. „Development of the surface urban energy and water balance scheme (SUEWS) for cold climate cities”. Geoscientific Model Development 7: 1691-1711.
• Kłysik Kazimierz. 1998. „Charakterystyka powierzchni miejskiej Łodzi z klimatologicznego punktu widzenia”. Acta Universitatis Lodziensis, Folia Geographica Physica 3: 173-185.
• Kuc Tadeusz, Kazimierz Rozanski, Miroslaw Zimnoch, Jaroslaw M. Necki, Adam Korus. 2003. „Anthropogenic emissions of CO2 and CH4 in an urban environment”. Applied Energy 75 (3-4): 193-203.
• Lee Xuhui, William Massman, Beverly Law (red.). 2005. Handbook of Micrometeorology – A Guide for Surface Flux Measurement and Analysis. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
• LI-7700 Open Path CH4 Analyzer. Instruction Manual. Li-cor Biosciences, www.licor.com
• Loridan Thomas, Christine Susan B. Grimmond. 2012. „Characterization of energy flux portitioning in urban environments: links with surface seasonal proporties”. Journal of Applied Meteorology and Climatology 51 (2): 219-241.
• Lowry David, Craig W. Holmes, Nigel D. Rata, Phillip O’Brien, Euan G. Nisbet. 2001. „London methane emis-sions: Use of diurnal changes in concentration and δ13C to identify urban sources and verify inventories”. Journal of Geophysical Research 106: 7427-7448.
• Nicolini Giacomo, Simona Castaldi, Gerardo Fratini, Riccardo Valentini. 2013. „A literature overview of mi-crometeorological CH4 and N2O flux measurements in terrestrial ecosystems”. Atmospheric Environment 81: 311-319.
• Nordbo Annika, Leena Järvi, Sami Haapanala, Curtis R. Wood, Timo Vesala. 2012. „Fraction of natural area as main predictor of net CO2 emissions from cities”. Geophysical Research Letters 39: L20802, DOI:10.1029/2012GL053087.
• Offerle Brian, Christine Susan B. Grimmond, Krzysztof Fortuniak, Kazimierz Kłysik, Timothy R. Oke. 2006a. „Temporal variations in heat fluxes over a central European city centre”. Theoretical and Applied Clima¬tology 84: 103-115.
• Offerle Brian, Christine Susan B. Grimmond, Krzysztof Fortuniak, Włodzimierz Pawlak. 2006b. „Intra-urban differences of surface energy fluxes in a central European city”. Journal of Applied Meteorology and Climatology 45: 125-136.
• O’Shea Sebastian J., Grant Allen, Zoë L. Fleming, Stephane J.-B. Bauguitte, Carl J. Percival, Martin W. Gal-lagher, James Lee, Carole Helfter, Eiko Nemitz. 2012. „Area fluxes of carbon dioxide, methane, and car-bon monoxide derived from airborne measurements around Greater London: A case study during summer 2012”. Journal of Geophysical Research DOI: 10.1002/2013JD021269.
• Pawlak Włodzimierz, Krzysztof Fortuniak, Mariusz Siedlecki. 2011. „Carbon dioxide flux in the centre of Łódź, Poland – analysis of a 2-year eddy covariance measurement data set”. International Journal of Climatology 31 (2): 232-243.
• Phillips Nathan G., Robert Ackley, Eric R. Crosson, Adrian Down, Lucy R. Hutyra, Max Brondfield, Jonathan D. Karr, Kaiguang Zhao, Robert B. Jackson. 2013. „Mapping urban pipeline leaks: Methane leaks across Boston”. Environmental Pollution 173: 1-4.
• Schmid Hans P. 1994. „Source areas for scalars and scalar fluxes”. Boundary-Layer Meteorology 67 (3): 293-318.
• Siedlecki Mariusz, Krzysztof Fortuniak, Włodzimierz Pawlak. 2010. Dobowa zmienność turbulencyjnego stru-mienia netto pary wodnej w Łodzi. W: Ewa Bednorz, Leszek Kolendowicz (red.) Klimat Polski na tle klimatu Europy. Zmiany i ich konsekwencje, 177-188. Poznań: Bogucki Wydawnictwo Naukowe.
• Siedlecki Mariusz, Krzysztof Fortuniak, Włodzimierz Pawlak. 2012. „Porównanie wybranych metod określania parowania w Łodzi”. Przegląd Geofizyczny LVII (2): 211-221.
• Stull Rolland B. 1988. An introduction to boundary layer meteorology. Dordrecht: Kluwer Academic Publishers.
• Taha Haider. 1997. „Urban climates and heat islands: albedo, evapotranspiration, and anthropogenic heat”. Energy and Buildings 25: 99-103.
• Ward Helen C., Jonathan G. Evans, Christine Susan B. Grimmond. 2013. „Multi-season eddy covariance obser-vation of energy, water and carbon fluxes over a suburban area in Swindon, UK”. Atmospheric Chemistry and Physics 13 (9): 4645-4666.
• Webb Eric K., Graeme I. Pearman, Ray Leuning. 1980. „Correction of flux measurements for density effects due to heat and water vapor transfer”. Quarterly Journal of The Royal Meteorological Society 106 (447): 85-100.
• Wennberg Paul O., Wilton Mui, Debra Wunch, Eric A. Kort, Donald R. Blake, Elliot L. Atlas, Gregory W. Santoni, Steven C. Wofsy, Glenn S. Diskin, Seongeun Jeong, Marc L. Fischer. 2012. „On the sources of methane to the Los Angeles atmosphere”. Environmental Science & Technology 46 (17): 9282-9289.
• Zimnoch Miroslaw, Jolanta Godlowska, Jaroslaw M. Necki, Kazimierz Rozanski. 2010. „Assessing surface fluxes of CO2 and CH4 in urban environment: a reconnaissance study in Krakow, Southern Poland”. Tellus B 62 (5): 573-580.

Identifiers

ISSN

0065-1249