Pomiary profili pionowych CO2 i metanu w atmosferze Krakowa z pokładu Krakowskiego Balonu Widokowego.

Mirosław Zimnoch1, Jakub Bartyzel, Alina Jasek1,2, Piotr Sekuła1,2

1 Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie, Wydział Fizyki i Informatyki Stosowanej, Zespół Fizyki Środowiska

2 Instytut Meteorologii i Gospodarki Wodnej – Państwowy Instytut Badawczy

W okresie od marca 2021 do stycznia 2022 prowadzone były raz w miesiącu dobowe pomiary profili pionowych stężenia atmosferycznego dwutlenku węgla i metanu. Badania prowadzone w ramach projektu CoCO2, koordynowanego przez Europejskie Centrum Średnioterminowych Prognoz Pogody (ECMWF), a realizowanego przez 25 instytucji z Europejskich w ramach programu HORIZON 2020, miały na celu dostarczenie trójwymiarowych danych rozkładu zawartości CO2 w atmosferze miejskiej mających na celu opracowanie globalnego systemu do weryfikacji emisji. Kampanie były prowadzone na pokładzie Krakowskiego Balonu Widokowego oraz za pomocą drona. W obu przypadkach platformy pomiarowe były wyposażone w precyzyjny laserowy analizator stężenia CO2 i CH4. W ramach prowadzonych kampanii udało się wykonać 269 lotów do ma. Wysokości 285 m n.p.g. zgrupowanych w 11 kampaniach dobowych. W trakcie każdego lotu poza pomiarami stężeń gazów śladowych, mierzone były również podstawowe parametry meteorologiczne, jak temperatura, wilgotność czy prędkość wiatru. Dzięki temu udało się pozyskać zestawy danych, określających zmienność czasowo-przestrzenną mierzonych parametrów, które można wykorzystać do weryfikacji prognoz symulowanych za pomocą modeli numerycznych atmosfery. Przykładowy zestaw wyników z wybranej kampanii przedstawiony jest na poniższych rysunkach.

Zdobyta wiedza o przestrzennym rozkładzie zawartości CO2 a miejskiej atmosferze umożliwi oszacowanie bilansu tego gazu śladowego dla miasta, który poza źródłami emisji pochodzącymi ze spalania emitowany i pochłaniany jest również przez miejską biosferę.

W trakcie wielu wykonywanych profili, w kilku przypadkach udało się zaobserwować piki CO2 występujące na wysokości między 200 a 250m n.p.g., które najprawdopodobniej pochodzą z jakiegoś punktowego źródła emisji związanego z przemysłem (rys poniżej).

Trwają prace nad zastosowaniem modeli numerycznych do identyfikacji tego źródła i oszacowania wielkości emisji.