Zeitschrift für Physikalische Chemie und Biophysik
Offener Zugang

Abstrakt

Nächtliche Vertikalprofile der Ozonkonzentration, erfasst durch ein unbemanntes Luftfahrzeug, und die Durchmischung der nächtlichen Grenzschicht in einer städtischen Region im Zentrum Amazoniens

Patricia Guimaraes Jianhuai Ye Carla Batista Rafael Barbosa Igor Ribeiro Adan Medeiros Rodrigo Souza Scot Martin

Die nächtliche Grenzschicht wurde in einem von tropischem Wald umgebenen Stadtgebiet in Zentralamazonien während der Regenzeit sowie der Übergangszeit von der Regen- zur Trockenzeit mithilfe eines unbemannten Luftfahrzeugs (UAV) vom Typ Hubschrauber untersucht. Mithilfe eingebetteter Sensoren im UAV wurden 57 vertikale Profile der Ozonkonzentration, der potentiellen Temperatur und der spezifischen Luftfeuchtigkeit von der Oberfläche bis in 500 m Höhe mit hoher vertikaler und zeitlicher Auflösung erfasst. Plötzliche Änderungen der Ozonkonzentration mit der Höhe dienten als Stellvertreter für die Höhe der nächtlichen Grenzschicht (NBL) im Fall einer normalen, ungestörten, geschichteten Nachtatmosphäre und entsprachen 40 % der Profile. Die mittlere Höhe der Grenzschicht betrug 350 m. Eine sich turbulent vermischende nächtliche Grenzschicht machte 28 % der Profile aus, und die mittlere Höhe der Grenzschicht betrug 310 m. Die restlichen 32 % der Profile entsprachen komplexen Atmosphären ohne klare Grenzschichthöhen. Das Auftreten der drei verschiedenen Fälle korrelierte gut mit der relativen Wolkenbedeckung. Die Ergebnisse zeigen, dass das in chemischen Transportmodellen weit verbreitete Standardmodell für die Nachtzeit nur 40 % der Zeit zutrifft, was auf neue Herausforderungen bei der Modellierung der regionalen Nachtchemie hindeutet. Die Grenzschichthöhen waren auch etwas höher als zuvor über Wald- und Weideflächen in Amazonien beobachtet, was auf den wichtigen Effekt der städtischen Wärmeinsel hinweist.