NILUs aerosolmålinger

Mange av NILU-instrumentene her på Troll brukes til å undersøke aerosoler, det vil si svært små partikler som svever i lufta. Aerosoler spiller en viktig rolle for klimaet på mange områder så det er interessant å kjenne til aerosolsammensetningen i atmosfæren.

Spesielle hendelser, ikke minst fra menneskelig aktivitet, kan føre til typiske aerosolsammensetninger som er gjenkjennelige i målinger gjort på Troll. Sammenlignet med andre kontinenter har Antarktis svært lite lokal forurensing så forekomster av aerosoler som ikke “hører hjemme” her forteller oss derfor om hvordan luftbåren forurensing kan spre seg fra fjerne strøk og hit til Troll.

Vinteren 2007 ble det målt en sterk forekomst av aerosoler med en sammensetning typisk for brent biomasse [1].  Dette kunne ikke stamme fra lokal forurensing, noe som både vindretning og aerosolsammensetning indikerte.  En værsimulering ble kjørt i revers for å undersøke hvilke områder aerosolene kunne komme fra.  Sammen med satellittmålinger viste simuleringene at kilden sannsynligvis var skogbranner i Brazil, 11-12 dager før målingene på Troll.  Dette var første gang det ble påvist langtransport av partikler fra tropiske områder til Antarktis på vinterstid.  Den vanlige oppfatningen er at den  polare vortexen jeg skrev om i innlegget om BAS hindrer partikkeltransport inn på kontinentet vinterstid.

Referanser:

[1] M. Fiebig, C. R. Lunder og A Stohl: Tracing biomass burning aerosol from South America to Troll Research Station, Antarctica, Geophysical Research Letters, Vol. 36, july 2009

DMPS


DMPS-instrument

DMPS (Differential Mobility Particle Sizer) er et instrument som undersøker partiklenes størrelse. Partikler i prøvelufta gis en elektrisk ladning og sendes inn i et kammer med et kraftig elektrisk felt. Feltet fører til at partikkelstrømmen bøyes av. Partiklenes bane gjennom feltet avhenger både av partikkelstørrelse og feltstyrke. Det elektriske feltet kan derfor settes opp slik at bare partikler av en gitt størrelse treffer den lille utgangen av kammeret. Disse utvalgte partiklene sendes deretter videre til en enhet kalt CPC (Condensation Particle Counter). Her vil butanoldamp kondensere på partiklene slik at de kan detekteres og telles av en laser. Ved å variere det elektriske feltet vil man kunne få ut en fordeling av aerosolenes størrelse i prøvelufta.  Denne fordelingen kan brukes til å gjenkjenne kilden.


Fordeling av partikkelstørrelse fra 10nm til 1um, målt av DMPS over to forskjellige “sveip”

Nephelometer


Nephelometer

Nephelometeret er et annet partikkelinstrument som ser på luftens evne til å spre lys.  Prøvelufta sendes inn i et kammer og blir belyst av en lampe.  Tre lyssensorer (rød, grønn og blå) sitter på tvers av strålen fra lampa slik at disse bare fanger opp lyset som har blitt spredd av prøvelufta.  Det er partikler i lufta som sprer lyset.  Partikler med forskjellig størrelse vil spre lys i forskjellige bølgelengder forskjellig.  Tre sensorer gir derfor mulighet til å si noe om partikkelstørrelse i tillegg til mengden partikler.

Sotmeter


Sotmeter

NILU har også et sotmeter som undersøker sotmengden i lufta. Prøveluft presses gjennom et filter hvor sotpartikler fester seg. En lyskilde gjennomlyser filteret, både der prøvelufta har avsatt partikler og et rent område slik at forskjellen i gjennomlysning kan måles. Når sotinnholdet i lufta øker vil filteret bli mørkere og slippe gjennom mindre lys. Dette måles og registreres kontinuerlig.

PFR og himmelkamera


PFR montert på en soltracker

Mens de andre partikkelinstrumentene undersøker aerosoler i prøveluft tatt i stasjonshøyde så er PFR (Precision-Filter-Radiometer) et instrument som ser på partikkelinnhold i høyere lag av atmosfæren. Instrumentet er til enhver tid rettet mot sola og måler solstråling ved fire forskjellige bølgelengder. Solas stråling er noenlunde konstant så målte variasjoner kommer av aerosoler i lufta som sprer og absorberer noe av sollyset.  PFR minner derfor om nephelometeret i virkemåte.  Når aerosolinnholdet i atmosfæren øker vil vi se det direkte som mindre utslag på PFR-målingene. Skyer foran sola påvirker selvsagt resultatet så et himmelkamera tar bilder av hele himmelen hvert tiende minutt. Disse bildene brukes så under tolkningen av data fra PFR-instrumentet.


Himmelkamera og et typisk bilde av himmelen

Ny tur til Tor


Jeg er på scootertur. Foto: Per

Det å dra til Tor er alltid et høydepunkt men det er ekspedisjon
lang nok til at det ikke blir så mange turer likevel. Fredag
denne helga dro jeg på min andre tur, sammen med Per og Dag. Tre
snøscootere og en slede med et enormt lass. Vi tar alltid med oss
nok utstyr til å overleve i tilfelle vi blir overrasket av en storm før
vi kommer fram.


Luftspeiling

Nå er det tid for artige luftspeilinger. Jeg tror det har å
gjøre med at sola sublimerer snøen slik at damplaget rett over snøflata
danner et speil. Uansett er det artig å se på. Fjell ser ut
til å sveve i lufta og steiner beveger seg som om de var levende.

På Tor hadde det skjedd en del siden sist jeg var der. Øyvind,
Per, Dag og Britt var på en tur i juli og lagde blant annet en trapp
opp til døra på konteineren. Før hadde vi bare kjørerampe for
bygget var opprinnelig beregnet som beltevogngarasje. I tillegg
var mye søppel og gammelt rask fjernet og tatt med til Troll.

Dette var ingen jobbtur, vi koste oss og ferierte hele helga.
Forrige gang var jeg der i begynnelsen av mars. Det var rett før
fuglene dro så da fikk jeg med meg et voldsomt liv. Jeg rakk ikke
noen tur i mørketiden men fuglene har enda ikke kommet tilbake så
opplevelsen var likevel ganske forskjellig fra sist. Denne gangen
fikk jeg sett mer av området, det er utrolig flott og tydelig
forskjellig fra området rundt Troll.


Klar for tur. Foto: Per

Lørdag var satt av til tur. Vi tok på oss breutstyr og gikk ut
på “Hamarglovene”, et stort og flott brefall med sprekker verdige en
bre i Antarktis. Vi gikk en kort tur i et nokså udramatisk
område, men hadde fin utsikt mot de mer spektakulære delene av breen.


På Hamarglovene, innbinding i tau. Foto: Per


Vi gikk der det var veldig oversiktlig og lett å gå, men snøbruene var som sukker og tålte ikke vekt i det hele tatt. Foto: Per


Foto: Per


Tor på avreisedagen


Inne på Tor

NILU luftarkiv

I en måneds tid nå så har jeg produsert flytende nitrogen for NILU.  Vi har en innretning her som trekker ut N2 fra lufta og samler gassen på en beholder.  Denne beholderen er nedkjølt til -196 grader slik at nitrogengassen blir flytende.


Flytende nitrogen-generator. Blå luftkompressor sender luft inn i LN2-generator på veggen som filtrerer ut N2 og sender videre til cryostaten til høyre i bildet.

Hensikten med dette er å ta en stor luftprøve som skal inn i NILUs luftarkiv.  Dette gjør vi to ganger i året og prøven blir arkivert for å ha tilgjengelig historiske prøver for senere forskning.

Vanligvis tar man luftprøver med en pumpe men det gjør vi ikke med denne prøva.  Pumper kan forurense prøven så teknikken her er å kjøle ned en stålflaske ved å sette den i et bad med flytende nitrogen.  Lufta vil da kondenserer på innsiden av stålflaska.  Ved å holde flaska nedkjølt på denne måten i to timer får vi en brukbar mengde luft.

Vi tok denne prøven i forrige uke.  Vanligvis tas den på flyplassen med nordøstlig vind slik at lufta ikke er forurenset av stasjonen, men vi har hatt sørlig vind i lang tid nå.  Jeg og Øyvind kjørte derfor ut på Fjellimellombreen og tok prøven der.  Frisk og ren luft fra sydpolplatået, kraftig og retningsstabil slik at det var lett å unngå å forurense prøven med oss selv.


Jeg og Øyvind tar  luftprøve til NILUs luftarkiv.  Prøveflaske til venstre, flytende nitrogen i beholderen foran oss.

Bistasjon ved Fjellimellombreen

I motsetning til Jan Mayen, Ny-Ålesund eller andre plasser det er naturlig å sammenligne oss med så har ikke vi på Troll så mange plasser å dra til uten å fryse.  Vi har stort turterreng men må tilbake til Troll for å varme oss.  Tor er selvsagt et fantastisk tilbud men dit er det så langt at mye må klaffe for at man skal få seg en tur.

Vi har derfor satt opp vår egen bistasjon, vakkert plassert på «baksiden» av Grjotlifjellet.  Det er riktignok bare et telt men med parafinovn og feltsenger blir det riktig så komfortabelt etter en halvtimes fyring.  Det tar en time eller halvannen å gå dit til fots så det er et fint mål for en dagstur eller en overnattingstur når man vil komme seg litt vekk fra de andre.

Jeg, Dag og Britt satte opp teltet men det skulle bli jeg, Per og Britt som innviet det med første overnatting.  Temperaturer ned i -40 grader hindret oss ikke og jeg sov godt, til tross for at vi sluttet å fyre på kvelden.  Parafinovnen gjorde det dessuten mye lettere å stå opp på morgenen enn forrige telttur jeg var på.

Planen er å la teltet stå oppe en stund, forhåpentligvis blåser det ikke vekk i en storm.


I ferd med å sette opp teltet, BV206 i bakgrunnen.  Foto: Britt


Dag bygger snømur rundt teltet


Teltet er ferdig, Dag koser seg med en kopp kaffe


Britt


Klar for overnatting


Per lager frokost mens jeg har det bra i soveposen. Foto: Britt