is Íslenska en English

Lokaverkefni (Doktors) Háskóli Íslands > Verkfræði- og náttúruvísindasvið > Doktorsritgerðir - Verkfræði- og náttúruvísindasvið >

Vinsamlegast notið þetta auðkenni þegar þið vitnið til verksins eða tengið í það: http://hdl.handle.net/1946/19910

Titill: 
  • Titill er á ensku Variability, origin and physical characteristics of dust aerosol in Iceland
  • Uppruni, breytileiki og eiginleikar ryks í andrúmslofti yfir Íslandi
Námsstig: 
  • Doktors
Útdráttur: 
  • Útdráttur er á ensku

    Emissions of particulate matter from the natural sources account for a significant part of the total particulate air pollution. Less industrialized and inhibited regions, such as deserts, can contribute remarkably to air pollution. Iceland is a good example of such areas. The trends in long-term dust activity in Iceland and results from the pioneer field experiments on dust atmospheric and snow measurements are presented in this thesis. Long-term dust frequency in Iceland is based on the meteorological data from 30 weather stations in period 1949-2011. Dust day frequency in Iceland is similar to the major desert areas of the world (Mongolia, Iran, USA, China). Frequent volcanic eruptions with the re-suspension of volcanic materials and dust haze increase the number of dust events fourfold, resulting in 135 dust days annually. The Sea Level Pressure oscillation controlled whether dust events occurred in NE or in southern part of Iceland. The Arctic dust events (NE Iceland) were typically warm and during summer/autumn (May-September) while the Sub-Arctic dust events (S Iceland) were mainly cold and during winter/spring (March-May). A total of 32 severe dust storms (visibility < 500 m) was observed. Dust deposition of 31 – 40 million tons influences areas of > 500,000 km2, while some dust plumes are spanning > 1000 km at times. These results confirm that Icelandic dust sources are the most active in the Arctic/sub-Arctic region. Dust is also distributed over glaciers (about 4.5 million t annually) and oceans (6 – 14 million t annually). Our measurements show that Icelandic dust deposited on snow lowers the snow albedo and reduces the snow density as much as Black Carbon, the most powerful absorbing aerosol. The dust has a marked influence on Icelandic ecosystems. The oceanic deposition of the iron-rich dust can potentially affect the primary productivity in oceans around Iceland, especially in spring and late summer. The investigations of physical properties of volcanic dust reveal major differences in mineralogy, geochemical compositions, shapes, sizes and colour, compared to the crustal mineral dust. Icelandic dust is of volcanic origin, dark in colour with sharp-tipped shards and large bubbles. About 80 % of the particulate matter is volcanic glass rich in heavy metals, such iron and titanium. Suspended dust measured at the glacial dust source consists of extreme numbers of close-to-ultrafine particles with a similar numbers as reported during the active eruptions. However, giant Icelandic particles (50 – 100 µm), can travel long distances. Suspended grains > 2 mm were captured during the severe dust storm after the Eyjafjallajokull eruption in 2010, when the aeolian transport exceeded 11 t of materials over one meter wide transect. This places Icelandic dust storms among the most extreme wind erosion events recorded on Earth. First experiments on optical properties of volcanic dust in the laboratory show that Icelandic dust has same or lower spectral reflectance than Black Carbon. This indicates that climate forcing of Icelandic volcanic dust is different to that concluded for mineral dust in climate change predictions. Icelandic volcanic dust tends to act as a positive climate forcing agent, both directly and indirectly. The high frequency, severity and year-round activity of volcanic dust emissions suggest that Icelandic dust contributes to Arctic warming. Iceland is not only a substantial source for local air pollution; it has likely long-term effects on the Arctic and European air pollution.

  • Stór hluti rykframleiðslu veraldar kemur frá náttúrulegum rykuppsprettum. Mörg strjálbýl svæði jarðar og eyðimerkur gefa fra sér mikið ryk. Ísland er á meðal slíkra svæða. Í þessari
    ritgerð er greint frá þróun rykmengunar í Íslandi út frá rannsókn á langtímagögnum frá veðurmælingum og gerð er grein fyrir tilraunum til að mæla rykmengun í andrúmslofti og áhrif ryks á snjó. Birt eru fyrstu gögn um tíðni og virkni rykstorma á Íslandi sem og upplýsingar um smásjáreiginleika rykefna, fjölda og massa örefna (particular matter). Einnig er rykframleiðsla frá Íslandi ákörðuð magnbundið, sem og áfok á land, sjó og jökla.
    Gefin eru dæmi um mjög aflmikla vindrofsatburði. Langtímamælingar eru byggðar á verðumælingum á veðurstöðvum 1949-2011. Tíðni fokatburða svipar til tíðni þeirra á helstu eyðimerkursvæðum jarðar, t.d. Mongólíu, Íran, USA og Kína. Eldgos og gerð fokefnanna eykur tíðnina fjórfalt og leiðir til 135 rykdaga á landinu á ári. Rykframleiðslan nemur 31-40 milljónum tonna sem falla á >500 000 km2 hvert ár, en sumir strókarnir ná
    >1000 km burt frá landinu. Niðurstöðurnar sýna að landið er virkasta ryksvæðið á arktískum svæðum jarðar. Um 4,5 milljón falla jökla en 6-14 milljón t á sjó við landið. Rannsóknirnar sýna að rykið, sem er dökkleitt, minnkar endurgeislun af snjó meira en sót (black carbon), sem annars hefur talið mikivirkasta efnið við að draga í sig sólarljós. Rykið er járnríkt og kann að hafa mikil áhrif á frumframleiðni í sjó og lífríki hans. Rannsóknir á eðliseiginleikum ryksins sýna að það er afar frábrugðið ryki frá meginlöndunum er varðar efnasamsetningu, lögun, stærð og lit. Um 80% ryksins er dökkt basaltgler sem inniheldur mikið af málmum á borð við járn og títaníum. Ryk frá jökuljöðrum inniheldur mikið af mjög fínum efnum sem svipar til rykmengunar frá eldgosum. En þó bersta einnig afar stór
    korn (50-100 micrometrar) langar leiðir. Gjóskukorn stærri en 2 mm berast með vindi en vindrof flutti > 11 t efnis yfir eins m breiða línu í miklum stormi á Skógaheiði eftir gosið.
    Þetta er trúlega einn mesti sandstormur sem hefur verið mældur á jörðinni. Íslenskt ryk hefur svipaða endurkastseiginleika og sót, sem kann að gera rykið að jákvæð loftslagsbreyta, öfugt við annað ryk. Líklegt er að ryk frá Íslandi auki á hlýnum arktískra svæða vegna mikillar tíðni og virkni rykstorma á Íslandi Rykið veldur ekki aðeins loftmengun á Íslandi heldur hefur líklega áhrif á loftæði á arktískum svæðum og í Evrópu.

Athugasemdir: 
  • Ritgerðin er skrifuð við Háskóla íslands og Landbúnaðarháskóla Íslands
Samþykkt: 
  • 13.10.2014
URI: 
  • http://hdl.handle.net/1946/19910


Skrár
Skráarnafn Stærð AðgangurLýsingSkráartegund 
Pavla Dagsson Dust in Iceland.pdf3.06 MBOpinnHeildartextiPDFSkoða/Opna
dissertation_papers_Pavla_DW.pdf24.67 MBOpinnViðaukiPDFSkoða/Opna