La estación de investigación atmosférica Mace Head se encuentra en la costa oeste de Irlanda en Carna, y es una de las estaciones de registro de mercurio más antiguas del mundo. [1] La ubicación de las estaciones es muy importante ya que está lejos de las ciudades vecinas para garantizar que no haya contaminantes que interfieran con las grabaciones, y su ubicación también es muy importante ya que es ideal para estudiar la atmósfera en las condiciones del hemisferio norte y de Europa . [1] La estación tiene el doble estatus de ser una Vigilancia de la Atmósfera Global de la Organización Meteorológica Mundial (OMM).(OMG) y un supersitio del Programa Europeo de Seguimiento y Evaluación (EMEP). [2] Mace Head investiga y monitorea el clima y la composición atmosférica, enfocándose en las interacciones aerosol-nube y lecturas de mercurio .
Estación de investigación atmosférica Mace Head | |
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Irlanda | |
Estación de investigación atmosférica Mace Head Ubicación de la estación de investigación atmosférica Mace Head en Irlanda | |
Coordenadas: 53 ° 20′00 ″ N 9 ° 54′00 ″ W / 53.333333333333336 ° N 9.9 ° WCoordenadas : 53 ° 20′00 ″ N 9 ° 54′00 ″ W / 53.333333333333336 ° N 9.9 ° W | |
País | Irlanda |
Región | Carna, Condado de Galway |
Establecido | 1987 |
Estado | Operacional |
Gerente de estación | Mr Gerry España |
Zona horaria | UTC + 1 |
Lluvia anual | 1200 mm |
Temperatura promedio del aire | 10 grados centígrados |
Temperatura del mar | 10 grados Celsius en invierno, 15 grados Celsius en verano |
Infraestructura e instalaciones | Éstas incluyen:
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Sitio web | www |
Acerca de
La Estación de Investigación Atmosférica Mace Head se estableció en 1987 y todavía está en funcionamiento. [3] El director actual de la emisora es el Sr. Gerry España, que ha ocupado este cargo durante los últimos 20 años. [4] La estación PI / Contacto es el profesor Simon O'Doherty, que dirige la medición de trazas de gas en la Universidad de Bristol, y la estación CO-PI es el profesor Peter Simmonds. [3] Mace Head está financiado por el Departamento de Negocios, Energía y Estrategia Industrial del Reino Unido (BEIS) y la NASA . [3]
La estación tiene el doble estatus de ser una estación de Vigilancia de la Atmósfera Global (OMG) de la Organización Meteorológica Mundial (OMM) y un supersitio del Programa Europeo de Monitoreo y Evaluación (EMEP). [2] Es operado tanto por la Escuela de Física de la Universidad Nacional de Irlanda en Galway como por el Centro del Instituto Ryan de Estudios de Contaminación del Aire y Clima de la Universidad. [2]
La Escuela de Física de la Universidad Nacional de Irlanda en Galway ha operado en Mace Head durante 50 años, y Mace Head Station es una de las estaciones de vigilancia de la atmósfera global más importantes del hemisferio norte. [3]
Con financiación de proyectos de investigación, es el personal de NUIG; los estudiantes y becarios posdoctorales que son responsables de la operación y mantenimiento de los equipos en la estación de Mace Head. [3] El NUIG proporciona los costos utilizados para consumibles como filtros, así como el transporte de muestras de análisis químico al laboratorio de Glasnevin, Dublín. [3]
Localización
La Estación de Investigación Atmosférica de Mace Head se encuentra en la costa oeste de Irlanda en Carna, Condado de Galway . [1] Esta estación del hemisferio norte tiene exposición occidental al Océano Atlántico Norte , con coordenadas de 53 ° 20 'N y 9 ° 54' W. [3] Este es un sector limpio de 180 grados a 300 grados, y es aproximadamente El 60% del aire que mide el sitio llega por este sector limpio. [5] Tiene una zona horaria UTC + 1 o GMT + 1 , con 1200 mm de precipitación anual, una temperatura media del aire de 10 ° C y una temperatura del mar de 10 ° C en invierno y 15 ° C en verano. [3] Turberas y humedales rodean la estación, y su ubicación es de aproximadamente 90 m de la costa. [3]
Para reducir los contaminantes que influyen e interfieren con las mediciones tomadas en el sitio, Mace Head está estratégicamente ubicado aproximadamente a 88 km al oeste de la ciudad de Galway . [3] De manera similar, el sector limpio que rodea el sitio también incluye tres pequeñas islas cercanas cercanas, pero están deshabitadas y, por lo tanto, no influyen en las mediciones tomadas en el sitio. [3] Además, las principales rutas marítimas del Atlántico están a más de 150 km y los corredores aéreos transatlánticos a más de 80 km , lo que garantiza lecturas más limpias. [6]
La ubicación de Mace Head lo convierte en un sitio ideal para medir los gases biogénicos marinos, la producción y química de aerosoles y el transporte a larga distancia de la contaminación del aire . [7] También es ideal para estudiar la atmósfera en las condiciones del hemisferio norte, así como las condiciones europeas durante los vientos del este. [1]
Hay numerosas instalaciones en el sitio que se utilizan para registrar y analizar datos. Estas instalaciones constan de una torre meteorológica de 10 m , una torre de aluminio sin ascensor y un laboratorio de contenedores de carga, y tres edificios de laboratorio; uno a 300 m de la orilla y dos a 90 m de la orilla. [8]
Historia
Las investigaciones y operaciones comenzaron durante 1978 a 1983 en Adrigole , ubicado a pocos kilómetros de Mace Head. [9] Sin embargo, esto se cerró y las operaciones se trasladaron oficialmente al sitio de Mace Head en 1987. [9] Fue a partir de 1987 que comenzaron las mediciones de cloroformo , metano y tricloro trifluoroetano , y en 1995 comenzaron el monóxido de carbono y el hidrógeno . [9] En octubre de 1994, la red del Experimento Avanzado de Gases Atmosféricos Globales (AGAGE) instaló su primer espectrómetro de masas de cromatografía de gases automatizado . [9] Más tarde fue reemplazado por el Agilent 5973 MS en 1998, y en diciembre de 2004 se retiró y se instaló el sistema de espectrometría de masas de cromatografía de gases Medusa (Medusa-GCMS). [9]
Declaración de misión y temas de investigación
La estación Mace Head tiene numerosos objetivos y temas de investigación, como el monitoreo del cambio climático , la composición atmosférica, las interacciones aerosol-nube, la calidad del aire, el intercambio atmósfera-océano e interacciones clima-ecosistema. [10] Su declaración de misión establece que su objetivo es monitorear las tendencias del cambio de composición atmosférica, monitorear las variables climáticas y la contaminación del aire, e investigar la composición atmosférica y su impacto en el cambio climático. [11] Mace Head también quiere promover la educación dentro de los temas del clima, la contaminación del aire y la atmósfera. [11]
Instrumentos
Mace Head utiliza una variedad de instrumentos para registrar sus hallazgos. Algunos de estos instrumentos incluyen un ceilómetro y un lidar doppler , ambos utilizados para detectar nubes y aerosoles , un radar de nubes, un radiómetro de microondas y un medidor de partículas de movilidad de nanoescaneo. [2] Mace Head también tiene un sistema de espectrometría de masas de cromatografía de gases (Medusa-GCMS), que se instaló en diciembre de 2004 y mide las especies de gases traza. [3]
Mace Head también tiene un analizador automático de fluorescencia atómica (AFS) y un analizador automático de absorción atómica (AAS), ambos utilizados para medir mediciones de mercurio resueltas en el tiempo . [12] También hay un espectrómetro de anillo de cavidad (CRDS) que se utiliza para medir el dióxido de carbono y el metano. [13] También hay un cromatógrafo de gases-detector de captura de electrones (GC-ECD) para medir el hexafluoruro de azufre y el óxido nitroso, y un cromatofrafo-detector múltiple de gases (GC-MD) para medir el monóxido de carbono y el hidrógeno. [14]
Mediciones y registros
Mace Head es famoso por su investigación de la química atmosférica, ya que miden numerosos elementos meteorológicos como la velocidad y dirección del viento, la temperatura, la lluvia y la humedad. [8] También registran y miden los gases de efecto invernadero, los niveles de UV y la radiación solar. [7] Mace Head comenzó a medir el ozono desde 1988, el cloroformo , el metano y el tricloro trifluoroetano en 1897, y el monóxido de carbono y el hidrógeno comenzaron en 1995. [9]
Mark Lunt midió el clorofluorobarbon (CFC) y Jurgita Ovadnevaite informó sobre las interacciones entre aerosoles y nubes y el clima en Mace Head, específicamente los principales avances en aerosoles de sal marina. [15] Las observaciones de metilcloroformo en Mace Head también han sido útiles para comprender la eliminación de metano de la atmósfera, que es causada por las tendencias en las concentraciones atmosféricas de radicales hidroxilo. [15]
Si bien Mace Head mide numerosas composiciones atmosféricas, se centra principalmente en las mediciones de aerosoles y lecturas de mercurio, pero también observa y mide tormentas y vientos fuertes.
Velocidades de tormenta y viento
Mace Head mide tormentas y vientos fuertes que pasan específicamente durante el invierno; temporada de tormentas. Una de esas tormentas medidas fue Storm Ali , la primera tormenta de la temporada 2018-2019. [16] La tormenta Ali llegó a las zonas del norte de las Islas Británicas el 19 de septiembre y trajo fuertes lluvias y fuertes vientos a Irlanda del Norte y Escocia occidental. [16] La ráfaga más alta registrada fue en Cairngorm Summit con 105 mph, y Mace Head capturó uno de los registros más altos a 90 mph. [16] La tormenta Ali impactó e interrumpió enormemente a Irlanda, causando cortes de energía, interrupciones en los viajes, daños a edificios y transporte, así como dos muertes. [dieciséis]
Storm Callum fue la tercera tormenta de la temporada 2018-2019, que afectó al Reino Unido durante los días 12 y 13 de octubre. [17] Callum trajo un clima ventoso, lluvias, cortes de energía, y dado que había mareas altas, los vientos causaron grandes olas, por lo que muchos diques cayeron y provocaron inundaciones costeras . Mace Head midió ráfagas de viento de 72 mph, con velocidades máximas de ráfaga de 86 mph en Capel Curig. [17]
Además, Storm Fionn también se midió en Mace Head. Fue nombrado por Met Eireann y fue la séptima tormenta del invierno 2018-2019. [18] Llegó a Irlanda el 16 de enero y fue observado y medido no solo en Mace Head, sino también en otros sitios como Sherkin Ireland, Valentia Observatory, St Mary's Airport y Aberdaron. La ráfaga más alta registrada se midió en Mace Head, con una velocidad del viento de 85 mph. [18] La tormenta Fionn no tuvo una interrupción tan significativa en Irlanda como la creó la tormenta Ali, y los únicos impactos fueron la interrupción del tráfico y las nevadas. [18]
Otras tormentas medidas en Mace Head incluyen, Storm Erik a 76 mph y Storm Jake a 83 mph. [19] [20]
Aerosoles
El modelado de la calidad del aire se utiliza para resaltar la relación entre las concentraciones atmosféricas, las emisiones, la meteorología y otros factores. [21] Estas mediciones atmosféricas son útiles para detallar las concentraciones de gases traza y varios aerosoles atmosféricos. [21]
Los aerosoles son partículas líquidas suspendidas en el aire que influyen en el clima al dispersar la luz y afectar a las nubes, por lo que actúan en oposición a los gases de efecto invernadero y provocan enfriamiento. [22] Los aerosoles naturales incluyen sulfatos , sales de amonio y sales marinas. [22] Mace Head tiene uno de los sitios de monitoreo de aerosoles más avanzados de Europa, proporcionando datos de cenizas importantes y vitales durante la erupción del volcán islandés durante abril y mayo. [21] El 14 º de abril de 2010 sierra del islandés Eyjafjallajökull volcán en erupción, la ceniza volcánica elevándose a 9 kilometros en el aire. [21] Las condiciones meteorológicas empeoraron en Europa central, y los contaminantes permanecieron durante los próximos 6 días. [21] El penacho de ceniza volcánica vertical tenía un pico de 3,5 km y fue interceptado Mace Head 33 veces durante un período de 6 semanas, con aproximadamente tres de estos eventos que duraron más de 12 horas de duración, mostrando así que es un penacho de ceniza increíblemente fuerte. . [21]
Mace Head utiliza un lidar de nubes Doppler y un ceilómetro para detectar nubes y aerosoles a unos quince metros sobre el nivel del suelo. Esta detección y muestreo de aerosoles se basa en la velocidad del viento, la dirección del viento, la humedad relativa y la presencia de lluvia. Para una recolección ideal de muestras, debe haber una velocidad del viento baja, <95% de humedad y sin lluvia presente. Además, se toman muestras más fiables durante varios días. [23]
Hay cinco parámetros principales que se miden de forma rutinaria en las estaciones de Vigilancia de la Atmósfera Global . Estos son la profundidad óptica, la absorción, la dispersión, la masa y la química de los aerosoles . [23] La masa y la química de los aerosoles aún no se han medido en Mace Head, pero se registrarán en los próximos años. [23]
El radar de nubes también se puede utilizar para detectar partículas de cenizas volcánicas despolarizantes y no esféricas . [2] Por lo tanto, Mace Head es perfecto para detectar columnas de aerosoles volcánicos que podrían usarse para alertar a lugares con volcanes cercanos, a saber, Irlanda y Europa , sobre posibles erupciones. [2]
Mercurio
La estación Mace Head ha estado registrando mercurio (Hg) desde 1995 y, por lo tanto, ha sido una de las estaciones de registro de mercurio más antiguas del mundo. [24] El registro y la recopilación de datos sobre el mercurio es vital, ya que es un contaminante ambiental global emitido tanto de forma natural como por fuentes artificiales.
La evidencia sugiere que las emisiones de mercurio de fuentes artificiales son tan grandes como las que se originan en fuentes naturales, por lo que es el mercurio emitido por el hombre el que está contribuyendo a un aumento de la exposición ambiental al mercurio . [12]
Las mediciones continuas y a largo plazo son necesarias, ya que detallan si una fluctuación es normal o algo inusual, lo que permite monitorear los niveles de fondo de mercurio gaseoso total . [24] Las mediciones continuas de mercurio se toman con una resolución de tiempo de 15 minutos y es una de las primeras estaciones en generar mediciones gaseosas totales con una resolución de tiempo tan alta. [25] Además, el monitoreo a largo plazo puede proporcionar evidencia directa de tendencias temporales, ya que el mercurio tiene un tiempo de residencia atmosférica de aproximadamente 1 año. [12] Las mediciones registradas en Mace Head muestran que los niveles de fondo de mercurio en el hemisferio norte son aproximadamente 1,7 ng / m 3 con una variación estacional de aproximadamente el 20%. [12]
Otras redes internacionales de investigación
Mace Head es una de las muchas redes de investigación internacionales, incluido el Experimento de química atmosférica / oceánica (AEROCE), el Experimento avanzado de gases atmosféricos mundiales (AGAGE), la Organización Meteorológica Mundial / Vigilancia de la atmósfera mundial (OMM / VAG), el Presupuesto de ozono sobre el Atlántico (BOA), la Investigación del Ozono Troposférico (TOR, un proyecto de EUROTRAC) y el Laboratorio de Diagnóstico y Monitoreo del Clima / Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (CMDL / NOAA). [1]
Hay cinco estaciones de monitoreo del Programa Europeo de Monitoreo y Evaluación (EMEP) en Irlanda, siendo Mace Head el sitio ubicado en el oeste de Irlanda. [26] Los cuatro sitios restantes son Malin Head Glenveagh en el norte, Valentia Observatory en el sur, Carnsore Point y Johnstown Castle en el este y Oak Park ubicado tierra adentro. [26] Cada uno de estos sitios EMEP tiene su análisis químico realizado por el Met Eireann en su Laboratorio de Dublín en Glasnevin. [26]
Referencias
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- ^ "GC-MD y GC-ECD" . Met Office . Consultado el 29 de mayo de 2019 .
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