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Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen Michaël Sicard, Remote Sensing Lab., Universitat Politècnica de Catalunya

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Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

Co-autores y agradecimientos

[CSIC-IDAEA] Jorge Pey, Xavier Querol, Andres Alastuey[UIB] Jose Carlos Cerro[UPC] Diego Lange, Adolfo Comerón, Francesc Rocadenbosch,

Alvaro Muñoz, Constantino Muñoz, David García-Vízcaino, Alejandro Rodríguez, Jordi Bach, Xavier Bush

[UMH] Sandra Caballero[CSIC-IMEDEA] Antonio Tovar-Sanchez[U. Granada] Rafael Morales-Baquero[ENDESA] Carles Bujosa[CIEMAT] Begoña Artíñano[U. Granada/CEAMA] Lucas Alados-Arboledas[BSC] Sara Basart, Jose Maria Baldasano

Agradecimientos al Ministerio de Innovación y Ciencias para las acciones complementarias CGL2009-08031-E/CLI and CGL2011-13580-E/CLI.

Co-autores y agradecimientos

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01

Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

01. El proyecto ChArMEx

El proyecto ChArMEx

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Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

01. El proyecto ChArMEx

MISTRALS: Mediterranean Integrated STudies at Regional And Local Scale10 años de investigación multi-disciplinaria coordinada a nivel internacional para observar y entender el sistema Mediterráneo y pronosticar la habitabilidad de la región a 100 años vistaChArMEx: Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment • Uno de los 8 tópicos de MISTRALS iniciado en 2007 y respaldado a nivel internacional• Componente de MISTRALS sobre la química atmosférica, es decir sobre el ciclo de las

especies de vida corta (< algunas semanas) química y ópticamente activas en la atmosfera

MISTRALS y ChArMEx

http://mistrals-home.org/ChArMEx BioDivMeXAtmospheric pollution Biodiversity

MerMeX TerMeXMarine ecosystems Geodynamics risks and ressources

HyMex SicMeDWater cycle Agricultural ecosystems

PaleoMex SocMedHuman and paleo-climates Societies and environment

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01. El proyecto ChArMEx

Acumulación importante de partículas en la Cuenca Mediterránea

Porque el Mediterráneo?

Promedio anual del espesor óptico de los

aerosoles (AOD) observado por MODIS/AQUA

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01. El proyecto ChArMEx

Un laboratorio natural para estudiar:• La contribución del transporte de larga distancia sobre la calidad del aire local• El envejecimiento de masas de aire continental sobre la cuenca• El impacto de la química atmosférica sobre el clima regional• El impacto de la deposición sobre aguas pobres en nutrientes

Porque el Mediterráneo?

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02

Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

02. Objetivos / WPs de ChArMEx

Objetivos / WPs de ChArMEx

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02. Objetivos / WPs de ChArMEx

7 workpackages:

• Emisiones• Procesos atmosféricos de gases reactivos y de las partículas• Impacto del transporte vertical y de larga distancia sobre la calidad del aire• Balance radiativo e impacto climático• Deposición atmosférica

• Tendencias recientes y variabilidad de especies traza• Modelización del futuro de la química atmosférica del Mediterráneo

Organización de ChArMEx

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02. Objetivos / WPs de ChArMEx

ChArMEx - España

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

Madrid CIEMAT

Granada UGRCEAMA

Elche UMH

Mallorca UIBCSIC-IMEDEAENDESA

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02. Objetivos / WPs de ChArMEx

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC2010 2011 2012 2013 2014

Long Observing Period, en curso

Enhanced OP: principio 2011 - otoño 2013 (3 veranos)

I I I I

SOP eastern Med. 2015 ?

In-situ siteCan Llompart

Deposición, CáñarDeposición, Ses Salines

Special OPPre-campaña SOP1a

dustSOP1bSOA

+ Barcelona,Montseny

Cronología

SOP eastern Med. 2016 ?

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03

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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”

WP1: Emisiones y “source apportionment”

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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

• Establecer un inventario completo de los aerosoles que se pueden encontrar en la cuenca Mediterránea

• Instalación de “super sites” y “secondary sites” de medidas in-situ alrededor de la cuenca

Objetivos del WP1

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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

Can Llompart(2010-2012)

Cap Es Pinar (July-Aug. 2013)

Barcelona

Montseny

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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

• NO, NO2, SO2, O3, PM10, T, P, viento, precipitación (ya existentes)• OPC → concentraciones en tiempo real de PM10, PM2,5 y PM1,• 2 muestreadores secuenciales HV para colectar PM10 y PM1 sobre filtros de cuarzo

de micro-fibra,• 1 colector automático de deposición seca/húmeda,• 1 contador de partículas ultra-finas (5-1000 nm) para la concentración en numero,• 1 fotómetro de absorción multi-angulo (MAAP) → concentración de BC,• Dosímetros pasivos → concentración de NH3

Can Llompart (2010-2013)

2010-2012: > 450 muestras colectadas, ~400 analizadas

0

20

40

60

80

100

Jan-10 May-10 Aug-10 Dec-10 Apr-11 Aug-11 Dec-11 Apr-12 Aug-12 Dec-12

PM10

(µg

m-3

)

201016µg/m3

201117 µg/m3

201218 µg/m3

Composición:23 % orgánicos17 % polvo mineral14 % SO4

2-

10 % sal marina5 % nitratos5 % amonio

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03. WP1: Emisiones y “source apportionment”

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

0

20000

40000

60000

80000

100000

120000

140000

0500

100015002000250030003500400045005000

15/03/2011 20/03/2011 25/03/2011 30/03/2011 04/04/2011 09/04/2011

N (c

m-3

)

BC

(ng

m-3

)

BC N(5-1000)

Summer 2011 campaign (Can Llompart)

0

10

20

30

40

50

60

PM (µ

g m

-3)

PM1-10

0

500

1000

1500

2000

2500

3000

01/07/2011 13/07/2011 25/07/2011 06/08/2011 18/08/2011 30/08/2011 11/09/2011

BC (n

g m

-3)

BC

Spring 2011 campaign (Can Llompart)

Can Llompart (2010-2013)

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04

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04. WP4: Balance radiativo y impacto climático

WP4: Balance radiativo y impacto climático

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04. WP4: Balance radiativo y impacto climático

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

• Determinar las propiedades químicas y ópticas representativas del “aerosol Mediterráneo”

• Determinar la mezcla de dichos aerosoles y su impacto sobre las propiedades de absorción

• Forzamiento radiativo directo de los aerosoles (SW y LW) a escala local y regional + heating rates

→ Impacto climático para el pasado, el presente y el futuro (2030-2070)

Objetivos del WP4

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04. WP4: Balance radiativo y impacto climático

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

Granada(SOP 2012 and 2013)

Barcelona(SOP 2012 and 2013)

Can Llompart, Mallorca(SOP 2012)

Cap d’en Font, Menorca(SOP 2013)

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04. WP4: Balance radiativo y impacto climático

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

• SOP 2012: Pre-campaña ChArMEx (calidad del aire)• Caracterización de los procesos dinámicos en la cuenca• Intercambios PBL – Troposfera libre• Envejecimiento, mezcla

• SOP 2013: Campaña WP4 (aspectos radiativos)• Propiedades de absorción de los aerosoles• Medición y cálculos de forzamientos radiativos• Modelización del clima regional a nivel de un evento observado

Campañas de medidas realizadas en el WP4

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04. WP4: Balance radiativo y impacto climático

Spaceborne lidar CALIOP, 26 June 2006, night time

African dust

(CALIOP data from NASA)

D dayD+1D+2

Italy Sicily AfricaEastern Europe

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04. WP4: Balance radiativo y impacto climático

3 Julio 2012

4 Julio 2012

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05

Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

05. WP5: Deposición

WP5: Deposición

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05. WP5: Deposición

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

• Determinación de la deposición de los aerosoles lejos de sus fuentes• Balance másico del material particulado atmosférico• Efecto en el fitoplancton• Aumento de la concentración de metales disueltos

Objetivos del WP5

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05. WP5: Deposición

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

Cáñar, Sierra Nevada(desde Agosto 2012)

Ses Salines, Mallorca(desde Enero 2012)

Can Llompart, Mallorca(Septiembre 2010-2012)

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05. WP5: Deposición

Red de medida de deposición de aerosoles de ChArMEx con 7 colectores CARAGA (Collecteur Automatique de Retombées Atmosphériques à Grande Autonomie)→ Flujo de deposición semanal del contenido atmosferico insoluble total

Red CARAGA

Medenine(Spring 2013)

Lampedusa

Ses Salines, Majorca

Frioul Isl.(MOOSE)

Ersa, Cape Corsica

Cáñar,Sierra Nevada

Le Casset (EMEP/MERA)

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05. WP5: Deposición

Resultados preliminares en Cañar (Septiembre 2012 – Enero 2013)

Especiación de la componente inorgánica en Can Llompart (Sept. 2010-2012)

0 100 200 300 400 500 600

6 - 9 - 2010 20 - 9 - 10

4 - 10 - 10 18 - 10 - 10

1 - 11 - 10 15 - 11 - 10

29 - 11 - 10 17 - 12 - 10

27 - 12 - 10 18 - 1 - 11

31 - 1 - 11 25 - 2 - 11

9 - 3 - 11 22 - 3 - 11

12 - 4 - 11 27 - 4 - 11

12 - 5 - 11 2 - 6 - 11

17 - 6 - 11 14 - 7 - 11

1 - 8 - 11 9 - 9 - 11

21 - 9 - 11 4 - 10 - 11

25 - 10 - 11 21 - 11 - 11

3 - 1 - 12

Insoluble Ca2+ Mg2+ K+ NH4+ Na+ SO4

2- NO3- Cl-

650 1410 6/

9/10

20

/9/1

0 4/

10/1

0 18

/10/

10

1/11

/10

15/1

1/10

29

/11/

10

17/1

2/10

27

/12/

10

18/1

/11

31/1

/11

25/2

/11

9/3/

11

22/3

/11

12/4

/11

27/4

/11

12/5

/11

2/6/

11

17/6

/11

14/7

/11

1/8/

11

9/9/

11

21/9

/11

4/10

/11

4/10

/11

21/1

1/11

3/

12/1

1

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06

Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

06. Conclusiones

Conclusiones

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Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

06. Conclusiones

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

• EN CURSO:• Trabajo de análisis de las medidas de Can Llompart (2010 – 2012)• Trabajo de análisis de las campañas 2012 y 2013

• FUTURO:• Medidas en la Cuenca Mediterránea este en 2015-2016

• La cuenca Mediterránea sigue siendo un “hot spot” en las proyecciones de clima futuro → el interés en conocer mejor los procesos atmosféricos y dinámicos en esta región permanece

• Financiación nacional española esta agotada

Conclusiones

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Actividades españolas en el marco del proyecto ChArMEx desde 2009: un resumen

06. Conclusiones

Barcelona UPCCSIC-IDAEABSC

M. Sicard, S. Bertolín, M. Mallet, P. Dubuisson, and A. Comerón, “Estimation of mineral dust long-wave radiative forcing: sensitivity study to particle properties and application to real cases in the region of Barcelona”, Atmos. Chem. Phys., 14, 9213-9231, 2014

Y. Wang et al., “Assimilation of lidar signals: application to aerosol forecasting in the western Mediterranean basin”, Atmos. Chem. Phys., 14, 12031-12053, 2014

…F. Dulac et al., “An update on ChArMEx (the Chemistry-Aerosol Mediterranean Experiment) activities and plans for aerosol

studies in the Mediterranean region”, European Aerosol Conference, Granada, Spain, L. Alados Arboledas and F. J. Olmo Reyes (Eds.) , 2 – 7 September 2012

J. Pey, C. Bujosa, S. Caballero, X. Querol, A. Alastuey, M Sicard, B. Artíñano, “Two years of measurements at a regional background site in the Balearics: first results” , European Aerosol Conference, Granada, Spain, L. Alados Arboledas and F. J. Olmo Reyes (Eds.) , 2 – 7 September 2012

F. Dulac et al., “The summer 2012 Saharan dust season in the western Mediterranean with focus on the intense event of late June during the Pre-ChArMEx campaign” , European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 7 - 12 April 2013

J. C. Cerro, J. Pey, C. Bujosa, S. Caballero, A. Alastuey, M Sicard, B. Artíñano, X. Querol, “Regional background aerosols overthe Balearic Islands over the last 3 years: ground-based concentrations, atmospheric deposition and sources”, EuropeanGeosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 7 - 12 April 2013

S. Basart, M. Sicard, J. M. Baldasano, D. Lange and A. Comerón, “Optical characteristics of biomass burning and desert dustover the Western Mediterranean during summer: a case study”, European Geosciences Union General Assembly, Vienna, Austria, 7 - 12 April 2013

Lista (incompleta) de comunicaciones