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Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMExdesde 2009: un resumenMichaël Sicard, Remote Sensing Lab., Universitat Politècnica de Catalunya
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
Co-autores y agradecimientos
[CSIC-IDAEA] Jorge Pey, Xavier Querol, Andres Alastuey[UIB] Jose Carlos Cerro[UPC] Diego Lange, Adolfo Comerón, Francesc Rocadenbosch,
Alvaro Muñoz, Constantino Muñoz, David García-Vízcaino, Alejandro Rodríguez, Jordi Bach, Xavier Bush
[UMH] Sandra Caballero[CSIC-IMEDEA] Antonio Tovar-Sanchez[U. Granada] Rafael Morales-Baquero[ENDESA] Carles Bujosa[CIEMAT] Begoña Artíñano[U. Granada/CEAMA] Lucas Alados-Arboledas[BSC] Sara Basart, Jose Maria Baldasano
Agradecimientos al Ministerio de Innovación y Ciencias para las acciones complementarias CGL2009-08031-E/CLI and CGL2011-13580-E/CLI.
Co-autores y agradecimientos
01
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
01. El proyecto ChArMEx
El proyecto ChArMEx
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
01. El proyecto ChArMEx
MISTRALS: Mediterranean Integrated STudies at Regional And Local Scale10 años de investigación multi-disciplinaria coordinada a nivel internacional para observar y entender el sistema Mediterráneo y pronosticar la habitabilidad de la región a 100 años vistaChArMEx: Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment • Uno de los 8 tópicos de MISTRALS iniciado en 2007 y respaldado a nivel internacional• Componente de MISTRALS sobre la química atmosférica, es decir sobre el ciclo de las
especies de vida corta (< algunas semanas) química y ópticamente activas en la atmosfera
MISTRALS y ChArMEx
http://mistrals-home.org/ChArMEx BioDivMeXAtmospheric pollution Biodiversity
MerMeX TerMeXMarine ecosystems Geodynamics risks and ressources
HyMex SicMeDWater cycle Agricultural ecosystems
PaleoMex SocMedHuman and paleo-climates Societies and environment
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
01. El proyecto ChArMEx
Acumulación importante de partículas en la Cuenca Mediterránea
Porque el Mediterráneo?
Promedio anual del espesor óptico de los
aerosoles (AOD) observado por MODIS/AQUA
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
01. El proyecto ChArMEx
Un laboratorio natural para estudiar:• La contribución del transporte de larga distancia sobre la calidad del aire local• El envejecimiento de masas de aire continental sobre la cuenca• El impacto de la química atmosférica sobre el clima regional• El impacto de la deposición sobre aguas pobres en nutrientes
Porque el Mediterráneo?
02
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
02. Objetivos / WPs de ChArMEx
Objetivos / WPs de ChArMEx
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
02. Objetivos / WPs de ChArMEx
7 workpackages:
• Emisiones• Procesos atmosféricos de gases reactivos y de las partículas• Impacto del transporte vertical y de larga distancia sobre la calidad del aire• Balance radiativo e impacto climático• Deposición atmosférica
• Tendencias recientes y variabilidad de especies traza• Modelización del futuro de la química atmosférica del Mediterráneo
Organización de ChArMEx
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
02. Objetivos / WPs de ChArMEx
ChArMEx - España
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
Madrid CIEMAT
Granada UGRCEAMA
Elche UMH
Mallorca UIBCSIC-IMEDEAENDESA
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
02. Objetivos / WPs de ChArMEx
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC2010 2011 2012 2013 2014
Long Observing Period, en curso
Enhanced OP: principio 2011 - otoño 2013 (3 veranos)
I I I I
SOP eastern Med. 2015 ?
In-situ siteCan Llompart
Deposición, CáñarDeposición, Ses Salines
Special OPPre-campaña SOP1a
dustSOP1bSOA
+ Barcelona,Montseny
Cronología
SOP eastern Med. 2016 ?
03
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
03. WP1: Emisiones y “source apportionment”
WP1: Emisiones y “source apportionment”
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
03. WP1: Emisiones y “source apportionment”
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
• Establecer un inventario completo de los aerosoles que se pueden encontrar en la cuenca Mediterránea
• Instalación de “super sites” y “secondary sites” de medidas in-situ alrededor de la cuenca
Objetivos del WP1
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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
Can Llompart(2010-2012)
Cap Es Pinar (July-Aug. 2013)
Barcelona
Montseny
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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
• NO, NO2, SO2, O3, PM10, T, P, viento, precipitación (ya existentes)• OPC → concentraciones en tiempo real de PM10, PM2,5 y PM1,• 2 muestreadores secuenciales HV para colectar PM10 y PM1 sobre filtros de cuarzo
de micro-fibra,• 1 colector automático de deposición seca/húmeda,• 1 contador de partículas ultra-finas (5-1000 nm) para la concentración en numero,• 1 fotómetro de absorción multi-angulo (MAAP) → concentración de BC,• Dosímetros pasivos → concentración de NH3
Can Llompart (2010-2013)
2010-2012: > 450 muestras colectadas, ~400 analizadas
0
20
40
60
80
100
Jan-10 May-10 Aug-10 Dec-10 Apr-11 Aug-11 Dec-11 Apr-12 Aug-12 Dec-12
PM10
(µg
m-3
)
201016µg/m3
201117 µg/m3
201218 µg/m3
Composición:23 % orgánicos17 % polvo mineral14 % SO4
2-
10 % sal marina5 % nitratos5 % amonio
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
03. WP1: Emisiones y “source apportionment”
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
0
20000
40000
60000
80000
100000
120000
140000
0500
100015002000250030003500400045005000
15/03/2011 20/03/2011 25/03/2011 30/03/2011 04/04/2011 09/04/2011
N (c
m-3
)
BC
(ng
m-3
)
BC N(5-1000)
Summer 2011 campaign (Can Llompart)
0
10
20
30
40
50
60
PM (µ
g m
-3)
PM1-10
0
500
1000
1500
2000
2500
3000
01/07/2011 13/07/2011 25/07/2011 06/08/2011 18/08/2011 30/08/2011 11/09/2011
BC (n
g m
-3)
BC
Spring 2011 campaign (Can Llompart)
Can Llompart (2010-2013)
04
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
04. WP4: Balance radiativo y impacto climático
WP4: Balance radiativo y impacto climático
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
04. WP4: Balance radiativo y impacto climático
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
• Determinar las propiedades químicas y ópticas representativas del “aerosol Mediterráneo”
• Determinar la mezcla de dichos aerosoles y su impacto sobre las propiedades de absorción
• Forzamiento radiativo directo de los aerosoles (SW y LW) a escala local y regional + heating rates
→ Impacto climático para el pasado, el presente y el futuro (2030-2070)
Objetivos del WP4
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
04. WP4: Balance radiativo y impacto climático
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
Granada(SOP 2012 and 2013)
Barcelona(SOP 2012 and 2013)
Can Llompart, Mallorca(SOP 2012)
Cap d’en Font, Menorca(SOP 2013)
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
04. WP4: Balance radiativo y impacto climático
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
• SOP 2012: Pre-campaña ChArMEx (calidad del aire)• Caracterización de los procesos dinámicos en la cuenca• Intercambios PBL – Troposfera libre• Envejecimiento, mezcla
• SOP 2013: Campaña WP4 (aspectos radiativos)• Propiedades de absorción de los aerosoles• Medición y cálculos de forzamientos radiativos• Modelización del clima regional a nivel de un evento observado
Campañas de medidas realizadas en el WP4
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
04. WP4: Balance radiativo y impacto climático
Spaceborne lidar CALIOP, 26 June 2006, night time
African dust
(CALIOP data from NASA)
D dayD+1D+2
Italy Sicily AfricaEastern Europe
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
04. WP4: Balance radiativo y impacto climático
3 Julio 2012
4 Julio 2012
05
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
05. WP5: Deposición
WP5: Deposición
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
05. WP5: Deposición
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
• Determinación de la deposición de los aerosoles lejos de sus fuentes• Balance másico del material particulado atmosférico• Efecto en el fitoplancton• Aumento de la concentración de metales disueltos
Objetivos del WP5
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
05. WP5: Deposición
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
Cáñar, Sierra Nevada(desde Agosto 2012)
Ses Salines, Mallorca(desde Enero 2012)
Can Llompart, Mallorca(Septiembre 2010-2012)
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
05. WP5: Deposición
Red de medida de deposición de aerosoles de ChArMEx con 7 colectores CARAGA (Collecteur Automatique de Retombées Atmosphériques à Grande Autonomie)→ Flujo de deposición semanal del contenido atmosferico insoluble total
Red CARAGA
Medenine(Spring 2013)
Lampedusa
Ses Salines, Majorca
Frioul Isl.(MOOSE)
Ersa, Cape Corsica
Cáñar,Sierra Nevada
Le Casset (EMEP/MERA)
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
05. WP5: Deposición
Resultados preliminares en Cañar (Septiembre 2012 – Enero 2013)
Especiación de la componente inorgánica en Can Llompart (Sept. 2010-2012)
0 100 200 300 400 500 600
6 - 9 - 2010 20 - 9 - 10
4 - 10 - 10 18 - 10 - 10
1 - 11 - 10 15 - 11 - 10
29 - 11 - 10 17 - 12 - 10
27 - 12 - 10 18 - 1 - 11
31 - 1 - 11 25 - 2 - 11
9 - 3 - 11 22 - 3 - 11
12 - 4 - 11 27 - 4 - 11
12 - 5 - 11 2 - 6 - 11
17 - 6 - 11 14 - 7 - 11
1 - 8 - 11 9 - 9 - 11
21 - 9 - 11 4 - 10 - 11
25 - 10 - 11 21 - 11 - 11
3 - 1 - 12
Insoluble Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ SO4
2- NO3- Cl-
650 1410 6/
9/10
20
/9/1
0 4/
10/1
0 18
/10/
10
1/11
/10
15/1
1/10
29
/11/
10
17/1
2/10
27
/12/
10
18/1
/11
31/1
/11
25/2
/11
9/3/
11
22/3
/11
12/4
/11
27/4
/11
12/5
/11
2/6/
11
17/6
/11
14/7
/11
1/8/
11
9/9/
11
21/9
/11
4/10
/11
4/10
/11
21/1
1/11
3/
12/1
1
06
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
06. Conclusiones
Conclusiones
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
06. Conclusiones
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
• EN CURSO:• Trabajo de análisis de las medidas de Can Llompart (2010 – 2012)• Trabajo de análisis de las campañas 2012 y 2013
• FUTURO:• Medidas en la Cuenca Mediterránea este en 2015-2016
• La cuenca Mediterránea sigue siendo un “hot spot” en las proyecciones de clima futuro → el interés en conocer mejor los procesos atmosféricos y dinámicos en esta región permanece
• Financiación nacional española esta agotada
Conclusiones
Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen
06. Conclusiones
Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC
M. Sicard, S. Bertolín, M. Mallet, P. Dubuisson, and A. Comerón, “Estimation of mineral dust long-wave radiative forcing: sensitivity study to particle properties and application to real cases in the region of Barcelona”, Atmos. Chem. Phys., 14, 9213-9231, 2014
Y. Wang et al., “Assimilation of lidar signals: application to aerosol forecasting in the western Mediterranean basin”, Atmos. Chem. Phys., 14, 12031-12053, 2014
…F. Dulac et al., “An update on ChArMEx (the Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) activities and plans for aerosol
studies in the Mediterranean region”, European Aerosol Conference, Granada, Spain, L. Alados Arboledas and F. J. Olmo Reyes (Eds.) , 2 – 7 September 2012
J. Pey, C. Bujosa, S. Caballero, X. Querol, A. Alastuey, M Sicard, B. Artíñano, “Two years of measurements at a regional background site in the Balearics: first results” , European Aerosol Conference, Granada, Spain, L. Alados Arboledas and F. J. Olmo Reyes (Eds.) , 2 – 7 September 2012
F. Dulac et al., “The summer 2012 Saharan dust season in the western Mediterranean with focus on the intense event of late June during the Pre-ChArMEx campaign” , European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 7 - 12 April 2013
J. C. Cerro, J. Pey, C. Bujosa, S. Caballero, A. Alastuey, M Sicard, B. Artíñano, X. Querol, “Regional background aerosols overthe Balearic Islands over the last 3 years: ground-based concentrations, atmospheric deposition and sources”, EuropeanGeosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 7 - 12 April 2013
S. Basart, M. Sicard, J. M. Baldasano, D. Lange and A. Comerón, “Optical characteristics of biomass burning and desert dustover the Western Mediterranean during summer: a case study”, European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 7 - 12 April 2013
…
Lista (incompleta) de comunicaciones