BADANIA AEROZOLU MIEJSKIEGO KOLWAS M. STACEWICZ T. ZWOŹDZIAK A. Bankowa.pl

Monografia prezentująca wyniki wielokierunkowych badań aerozolu atmosferycznego w dużych ośrodkach miejskich (Warszawie i Wrocławiu) zebrane w latach 2002-2005 przez zespoły z Instytutu Fizyki PAN w Warszawie, Instytutu Inżynierii Ochrony Środowiska Politechniki Wrocławskiej oraz z Instytutu Fizyki Doświadczalnej Uniwersytetu Warszawskiego.

Badania, finansowane przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego, obejmowały m.in. pomiary pyłów prowadzone za pomocą aparatury naziemnej, sondaże zdalne za pomocą lidarów oraz eksperymenty laboratoryjne nad rozpraszaniem światła przez pojedyncze krople aerozolu.

Pierwsza część monografii omawia metody opisu i charakteryzowania aerozolu atmosferycznego, druga - podstawowe techniki eksperymentalne stosowane w takich badaniach, a trzecia analizuje wyniki badań laboratoryjnych oraz wyniki zorganizowanych w ramach tego projektu kampanii pomiarowych.

W pracy przedstawiono również oryginalną aparaturę, która powstała do tych badań - pułapkę Paula wraz z komorą do chwytania i badania własności pojedynczych kropli aerozolu oraz lidary: wieloczęstotliwościowy (do wyznaczania rozkładów rozmiarów cząstek aerozolu) i ramanowski, a także fizyczne podstawy działania zastosowanych przyrządów.

Spis treści

Przedmowa 11

Wstęp . 13

Część I Aerozol miejski – modelowanie

Rozdział 1. Specyfika aerozolu miejskiego. 19

Literatura .. 22

Rozdział 2. Modele aerozolowe – funkcje rozkładu rozmiarów cząstek aerozolu .. 24

Literatura .. 27

Rozdział 3. Rozpraszanie światła na pojedynczej cząstce . 28

3.1. Rozpraszanie światła .. 28

3.2. Opis rozpraszania fali elektromagnetycznej na cząstce kulistej o dowolnym rozmiarze (teoria Miego) . 29

3.2.1. Przybliżenie dalekiego pola . .. . 36

3.2.2. Obliczenia numeryczne rozkładu natężeń i przekrojów czynnych. 39

3.2.3. Całkowite przekroje czynne na ekstynkcję i rozpraszanie . . 40

3.3. Rozpraszanie Rayleigha . .. . 41

Literatura . .. 42

Rozdział 4. Własności optyczne aerozoli atmosferycznych .. . 44

Literatura . . 50

Rozdział 5. Strumień aktyniczny .. . . 51

Literatura . . .. . . 55

Część II Metody badania aerozolu miejskiego

Rozdział 6. Pomiary punktowe . .. . 57

6.1. Naziemne pomiary punktowe typu off-site . .. . 59

6.1.1. Pasywny pobór próbki 59

6.1.2. Dynamiczny pobór próbki .. 60

6.1.2.1. Próbniki filtracyjne .. 60

6.1.2.2. Próbniki z osadzaniem elektrostatycznym .. 64

6.1.2.3. Próbniki z gradientem temperatury . 64

6.1.2.4. Impindżery .. . 64

6.1.3. Próbniki z podziałem cząstek na frakcje wielkościowe. 65

6.1.3.1. Próbniki wyposażone w zadaszoną czerpnię. 65

6.1.3.2. Impaktory. . 66

6.1.3.3. Cyklony .. 68

6.1.4. Analiza pobranych próbek. . 68

6.2. Naziemne pomiary punktowe typu on-site. . . 68

6.2.1. Pomiary stężenia pyłu . .. . 69

6.2.1.1. Pyłomierz beta . . .. 69

6.2.1.2. TEOM (mikrowaga) . .. 69

6.2.1.3. Czujniki piezoelektryczne . 70

6.2.2. Liczniki cząstek . 71

6.2.2.1. Liczniki kondensacyjne . 71

6.2.2.2. Liczniki optyczne . 71

6.2.3. Przyrządy do wyznaczania rozkładu rozmiarów cząstek

aerozolu 72

6.2.4. Przyrządy do wydzielania frakcji pyłu o określonych

rozmiarach 72

6.2.5. Przyrządy do pomiaru właściwości optycznych aerozolu . 73

6.2.6. Przyrządy do analizy chemicznej aerozolu 73

Literatura 74

Rozdział 7. Pomiary zdalne 75

7.1. Metody pasywne 76

7.1.1. Badania całkowitego współczynnika ekstynkcji aerozolu(spektrofotometr słoneczny) 76

7.1.2. Metody satelitarne 78

7.2. Aktywne zdalne metody badania atmosfery . . 80

7.2.1. Sodar 80

7.2.2. Lidar . 81

Spis treści 9

7.2.2.1. Lidar aerozolowy jednoczęstotliwościowy 81

7.2.2.2. Lidar ramanowski .. 84

7.2.2.3. Polaryzacja sygnału lidarowego. 87

7.2.2.4. Przykłady wyników 88

7.2.2.5. Lidar wieloczęstotliwościowy .. 89

Literatura . . 92

Część III Badania aerozolu miejskiego – wyniki

Rozdział 8. Metody laboratoryjne badania pojedynczych kropel. . 95

8.1. Wstęp 95

8.2. Wytwarzanie i pułapkowanie pojedynczych kropel. 98

8.2.1. Pułapka elektrodynamiczna 98

8.2.2. Komora klimatyczna . 99

8.2.3. Wtryskiwacz kropel . 100

8.2.4. Układ optyczny . 101

8.3. Metody analizy obrazów rozproszeniowych .. 102

8.3.1. Metoda fourierowska 102

8.3.2. Metoda “biblioteczna” (dopasowanie bezgradientowe) . 103

8.4. Analiza wyników eksperymentalnych dla kropli czystej wody . 104

8.4.1. Model parowania naładowanej kropli . 104

8.4.2. Metoda wyznaczania współczynników ?C i ?T, wilgotności wokół kropli oraz oszacowania ładunku zgromadzonego na kropli. 107

8.4.3. Warunki eksperymentu dla czystej wody . 108

8.4.4. Wyniki eksperymentu . . . 109

8.5. Analiza wyników eksperymentalnych dla kropli wody z inkluzjami . 110

8.5.1. Warunki i przebieg eksperymentu 110

8.5.2. Metoda znajdowania ewolucji promienia i efektywnego współczynnika załamania . 111

8.5.3. Teoria efektywnego współczynnika załamania . 113

8.5.4. Wyniki eksperymentu 114

8.6. Podsumowanie i wnioski . 115

Literatura 116

Rozdział 9. Naziemne badania punktowe 117

9.1. Wstęp . 117

9.2. Aparatura do pomiarów punktowych 119

9.3. Model transferu promieniowania ultrafioletowego 119

9.4. Analiza ilościowa i jakościowa pyłów zawieszonych PM10 i PM2,5 w atmosferze 120

9.5. Analiza epizodów zanieczyszczenia powietrza . 125

9.6. Analiza własności optycznych aerozolu miejskiego na przykładzie Wrocławia 130

9.7. Podsumowanie . 139

Literatura . 140

Rozdział 10. Aparatura lidarowa 141

10.1. Wieloczęstotliwościowy lidar do badania aerozolu

atmosferycznego 142

10.1.1. Nadajnik lidaru . 142

10.1.2. Odbiornik lidaru 145

10.2. Zintegrowany lidar do badania aerozolu atmosferycznego(Teramobile Profiler) . 147

Literatura. 148

Rozdział 11. Kampanie lidarowe .. 149

11.1. Zdalne badania aerozolu nad Wrocławiem. 149

11.2. Zdalne badania aerozolu nad Warszawą 150

11.2.1. Pomiary wykonane w dniach 13–14 kwietnia 2005 r152

11.2.1.1. Wyniki uzyskane za pomocą pyroheliometru 153

11.2.1.2. Wyniki uzyskane za pomocą lidaru Teramobile Profiler . 154

11.2.2. Badania wykonane za pomocą lidaru wieloczęstotliwościowego . 159

11.3. Podsumowanie . .. 161

Literatura .. 161

Wykaz symboli 163

Skorowidz . 167

139 stron, oprawa miękka

Po otrzymaniu zamówienia poinformujemy pocztą e-mail lub telefonicznie,
czy wybrany tytuł polskojęzyczny lub anglojęzyczny jest aktualnie na półce księgarni.