Trzy lata pomiarów jakości powietrza na balonie widokowym w Krakowie

Mirosław Zimnoch i Jakub Bartyzel

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

Minęły trzy lata od uruchomienia pomiarów jakości powietrza na gondoli balonu widokowego. Przez ten okres udało się wykonać pomiary dla 353 dni, które obejmują ponad 6700 profili pionowych stężenia frakcji PM10 pyłu zawieszonego. Największą ilość lotów w ciągu jednego dnia udało się zarejestrować 11.09.2021 (68 profili pionowych). Pomiary prowadzone w ciągu całego roku pozwoliły na wgląd w strukturę pionową zanieczyszczenia nad Krakowem zarówno w okresach występowania wysokich stężeń, jak i w czasie dni kiedy jakość powietrza w Krakowie jest bardzo dobra. To, z kolei pozwoliło na klasyfikację typowych sytuacji obserwowanych w mieście. Generalnie można stwierdzić, że obserwowane niskie wartości stężenia PM₁₀ występujące przy powierzchni gruntu w większości przypadków gwarantują również dobrą jakość w wyższych warstwach atmosfery (typowy profil poniżej).

Zdarzają się jednak rzadko sytuacje, kiedy wyższe poziomy PM₁₀ występują na pewnej wysokości nad gruntem. Może to być powodowane zarejestrowaniem smugi zanieczyszczeń pochodzącej z punktowego źródła emisji (wykres poniżej – lewa strona), lub procesami unoszenia zanieczyszczeń zgromadzonych przy powierzchni poprzez ruchy konwekcyjne uruchamiane nagrzewaniem powierzchni terenu przez promieniowanie słoneczne obserwowane po wschodzie słońca (wykres poniżej – prawa strona).

W okresach występowania wyższych stężeń PM₁₀ bardzo często jakość powietrza poprawia się znacząco na wysokości około 100 m n.p.g, co odpowiada w przybliżeniu głębokości doliny Wisły w Krakowie (rys poniżej).

Jednak obserwowane są również przypadki utrzymywania wysokiego stężenia pyłów do maksymalnego pułapu balonu (wykres poniżej – lewa strona), lub stężenia PM10 stopniowo maleje z wysokością (wykres poniżej – prawa strona).

Zgromadzony obszerny materiał badawczy częściowo został już opublikowany w renomowanych czasopismach (Atmospheric Chemistry and Physics https://doi.org/10.5194/acp-21-12113-2021) i międzynarodowych konferencjach (European Geoscience Union General Assembly – https://doi.org/10.5194/egusphere-egu22-12270). Mimo to ilość pozyskanych danych sprawia, że są one cały czas analizowane i niedługo powstaną kolejne publikacje na ich podstawie. Planowana jest także budowa nowych czujników pomiarowych, które po 3 latach ciągłej pracy wymagają modernizacji i rozbudowy.

ZFS, AGH, Kraków 19.12.2022