BLACK CARBON AEROSOL AT THE BACKGROUND SITE IN THE COASTAL ZONE OF THE BALTIC SEA
J. Andriejauskienė^a, V. Ulevičius^a, M. Bizjak^b, N. Špirkauskaitė^a, and S. Byčenkienė^a
aInstitute of Physics, Savanorių 231, LT-02300 Vilnius, Lithuania
E-mail: jelena.andriejauskiene@email.lt
^bUniversity of Ljubljana, Kongresni trg. 12, SI-1000 Ljubljana, Slovenia

Received 10 March 2008; accepted 9 June 2008

Carbon particulate matter constitutes an important portion of the atmospheric aerosol and directly participates in the formation of the Earth’s radiation balance by influencing the global and regional climate. Continuous data (March, April, 2002) of 20-minute concentrations of airborne black carbon (BC) particles at the Preila Environmental Pollution Research Station (55^◦20′ N, 21^◦00′ E) have been used for the investigation of diurnal and weekday variation as well as the different air mass influence on BC transport. The measurement of BC mass concentration with the Aethalometer™, Model AE40 Spectrum, manufactured by Optotek, Slovenia was carried out. The origin of an air mass was detected by using air mass backward trajectories calculated by the Hybrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectories (HYSPLIT) model. Approximately 73% of BC measured concentrations were found in the range of a low value mode centered at ~0–1000 ng m^–3. The remaining concentrations were in a high-concentration mode at ~1000–3000 ng m^–3, probably indicating a direct impact of emissions from combustion activities. BC concentration in various air masses over that period varied from the average value of approximately 140 ng m^–3 to the maximum value of 2410 ng m^–3. The highest BC concentrations were associated with the prevailing southern transport air masses. Simultaneously, the daily concentration variation of black carbon and SO₂, NO₂, O₃ was measured and analysed. Total aerosol concentrations and size distributions were measured as well. The aerosol size distribution was plotted as contour plots for each day (as a function of time). Most studies were focused on the BC aerosol particle size distribution and modal aerosol concentration. For each event, the growth rate was calculated graphically from the contour plots (“banana–plots”) and was analysed for the possible nucleation events. Some aerosol measurements were carried out at an urban site in order to evaluate the BC concentration of the freshly emitted traffic aerosols.

Keywords: black carbon aerosol, mass concentration, size distribution, variations, air mass backward trajectories

JUODOSIOS ANGLIES AEROZOLIO DALELĖS FONINĖJE VIETOVĖJE BALTIJOS JŪROS PAKRANTĖJE
J. Andriejauskienė^a, V. Ulevičius^a, M. Bizjak^b, N. Špirkauskaitė^a, S. Byčenkienė^a
aFizikos institutas, Vilnius, Lietuva
^bLiublijanos universitetas, Liublijana, Slovėnija

Atmosferoje aerozolio dalelės, sudarytos iš juodosios anglies (dar vadinamos elementine anglimi) ar organinės anglies, tiesiogiai veikia Žemės energinį balansą, sugerdamos ar atspindėdamos Saulės spinduliuotę ir tuo pačiu veikdamos tiek globalinį, tiek regioninį klimatą. Pateikti juodosios anglies aerozolio dalelių koncentracijų kaitos 2002 m. kovo–balandžio mėnesiais Preilos aplinkos užterštumo tyrimų stotyje tyrimai. Juodosios anglies aerozolio dalelių koncentracijos matavimai buvo atliekami etalometru A-40 Spectrum (Slovėnija). Tuo pačiu metu optiniu dalelių skaitikliu (LAS-15A, Fizikos institutas, Lietuva) ir diferencinio dalelių judrumo skaitikliu (ELAS-5Mc, Fizikos institutas, Lietuva) matuota aerozolio dalelių (0,3–10 µm) skaitinė koncentracija ir jų dydžių (10–200 nm) spektras. Taip pat buvo matuotos NO₂, SO₂ ir O₃ koncentracijos. Taikant HYSPLIT-4 modelio metodiką skaičiuotos 24 val. atgalinės oro masių pernašos į Preilos stotį trajektorijos, nustatant oro masių priešistorę. Apie 73 % išmatuotų juodosios anglies aerozolio dalelių koncentracijų tiriamuoju laikotarpiu buvo 0–1000 ng m^–3 ribose ir tik 27 % buvo didesnės – 1000–3000 ng m^–3. Nustatyta, kad didžiausia juodosios anglies aerozolio dalelių koncentracija (2410 ng m^–3) Preiloje buvo vyraujant pietinių ir pietvakarinių krypčių oro masių pernašai. Mažiausia jų koncentracija (140 ng m^–3) buvo, kai oro masės slinko nuo Atlanto vandenyno per Baltijos jūrą ar virš Skandinavijos (Š ir ŠV krypčių). Analizė parodė, kad juodosios anglies aerozolio koncentracija buvo didesnė balandžio (960 ng m^–3) nei kovo (720 ng m^–3) mėn. Paros metu didesnės koncentracijos stebėtos 8–11 ir 19–22 val. Nustatytas teigiamas koreliacijos ryšys tarp juodosios anglies ir SO₂ bei NO₂ koncentracijų kaitos, atitinkamai 0,44 ir 0,43, ir neigiamas su ozonu kovo (–0,30) ir balandžio (–0,55) mėn. Juodosios anglies aerozolio dalelių dydžių pasiskirstymo analizė ir foninėje stotyje (Preila), ir Vilniaus–Klaipėdos magistralėje („švieži“ transporto kuro produktų išmetimai) parodė, kad dominuoja mažiausių dydžių frakcijos.