Center za raziskave atmosfere

O centru


Atmosfera, skupno ime za relativno tanek plašč mešanice plinov in suspenzije majhnih trdnih delcev – aerosolov, je ključno okolje za vzdrževanje življenja na Zemlji. Center za raziskave atmosfere se osredotoča na študij fizikalnih procesov v troposferi z uporabo tehnik daljinskega zaznavanja in in-situ meritev ter nadgradnjo meritev z modeliranjem atmosferskih pojavov. Raziskovalna dejavnost zajema študij v zraku suspendiranih drobnih kapljic in delcev (aerosolov), določanje njihovih izvorov, razširjanja ter vpliva na optične lastnosti ozračja, študij vertikalnih atmosferskih struktur ter študij vpliva atmosferskih pojavov na astrofizikalna opazovanja. Center svojo dejavnost izvaja v središču Univerze v Novi Gorici v Ajdovščini, na atmosferskem observatoriju Otlica ter v okviru mednarodnih raziskovalnih kolaboracij Pierre Auger in Cherenkov Telescope Array.

Lidarske raziskave


Daljinsko zaznavanje časovne dinamike porazdelitve aerosolov v ozračju z uporabo lidarja omogoča sledenje tako regionalnemu gibanju zračnih mas kot tudi lokalnim procesom in strukturam znotraj prizemne mejne plasti. Center za raziskave atmosfere trenutno uporablja dva lidarska sistema za daljinsko zaznavanje mikroskopskih delcev v atmosferi. Mobilni elastično-fluorescentni lidar pregleduje ozračje s sprotnim spreminjanjem azimuta in zenitnega kota ter ločuje aerosole biološkega izvora od nebioloških, stacionarni sistem v Ajdovščini (polarizacijski Ramanski lidar, ki smo ga dogradili avgusta 2017) pa omogoča karakterizacijo lastnosti aerosolov kot so njihova oblika in velikost.
S komplementarnimi meritvami vsebnosti črnega ogljika raziskujemo fizične in optične lastnosti prisotnih aerosolov in dinamiko njihove prostorske porazdelitve, ter jih karakteriziramo glede na njihov izvor. Značilnosti fizikalno-kemijskih lastnosti aerosolov iz različnih izvorov preučujemo z mikroskopsko karakterizacijo delcev zajetih z vzorčenjem in tako sklepali na njihov vpliv na optične lastnosti ozračja.

Raziskave burje


Burja je pojav, ki nastane na zavetrni strani gorskih verig, kjer zaradi toka hladnega zraka čez oviro nastanejo močni pobočni vetrovi. Povezan je s prisotnostjo toplih zračnih mas v nižinah jugozahodne Slovenije in stabilnih hladnih zračnih mas nad osrednjo Slovenijo, ki se ob gorski pregradi prelivajo v dolino. Razgiban relief jugozahodne Slovenije, ki se v manj kot 30 kilometrih od morske obale dvigne do Kraške planote, pade v Vipavsko dolino in se nato spet dvigne v planoto Trnovskega gozda, omogoča razvoj burje v Vipavski dolini, katere poglavitna značilnost so močni sunki. V Ajdovščini od februarja 2015 dalje izvajamo meritve vetra s sekundno časovno ločljivostjo, ki so ključne za raziskave pojava burje. Dogajanje v troposferi ob pojavu burje od leta 2016 dalje redno opazujemo tudi z uporabo lidarja.
V letu 2017 smo se osredotočili na karakterizacijo različnih tipov vetrovnih pojavov v Vipavski dolini ter na študij pripadajočih vertikalnih atmosferskih struktur, ter v reviji Journal of Quantitative Spectroscopy and Radiative Transfer objavili članek z naslovom Lidar measurements of Bora wind effects on aerosol loading, kjer prvič v Sloveniji karakteriziramo pojav Kelvin – Helmholzovih valov v atmosferi. Na podlagi opravljenih raziskav je septembra 2017 uspešno zagovorila disertacijo z naslovom Lastnosti zračnega toka ob prehodu čez orografsko oviro naša sodelavka dr. Maruška Mole. Poleg eksperimentalne karakterizacije burje smo se lotili tudi študija procesov v atmosferski planetarni mejni plasti na majhnih velikostnih skalah z uporabo numeričnih simulacij in modeliranja (CFD) z visoko ločljivostjo, s poudarkom na modeliranju vpliva ekstremnih vetrov na zgradbe in druge strukture.
Del raziskav je namenjen analizi izmerjenih vertikalnih vetrovnih profilov (s pomočjo merilnih stolpov in radiosond), ki bo podlaga za določitev njihovega najprimernejšega empiričnega opisa, potrebnega tako pri numeričnem modeliranju kot za splošno razumevanje atmosferskih lastnosti.

Uporabne in razvojne raziskave

Observatorij na Otlici je vključen v državno mrežo meteoroloških in ekoloških postaj, ki deluje pod okriljem Agencije RS za okolje (ARSO) ter v evropsko mrežo virtualnih alpskih observatorijev (VAO).

Na njem nepretrgano potekajo nekatere standardne meritve (temperatura, vlaga, smer in hitrost vetra, koncentracija ozona, gostota svetlobnega toka), ki so ves čas dostopne na spletnem portalu ARSO in CRA. V sodelovanju z ARSO redno beležimo tudi podatke smeri in hitrosti vetra z ultrazvočnim anemometrom z visoko časovno resolucijo ter omogočamo opazovanje prihoda vremenskih front s spletno kamero, nameščeno na observatoriju. Poleg tega imamo na observatoriju nameščen še aethalometer za meritve koncentracij črnega ogljika (v sodelovanju z Aerosol d.o.o.), monitor svetlobnega onesnaženja (v sodelovanju z Universidad Compultense de Madrid) in tri pasivne naprave (GRIPS interferometer in dve FAIM IR kameri) za raziskave pojavov v stratosferi, okoli 90 km nad površjem, povezanih s klimatskimi spremembami (v sodelovanju z Centrom za opazovanje zemlje Nemške vesoljske agencije – DLR). Meteorološka dejavnost, ki jo opravlja Center za raziskave atmosfere, je sofinancirana iz sredstev raziskovalnega programa ARRS P1-0385 Daljinsko zaznavanje atmosferskih lastnosti, infrastrukturno pa je delno podprta s sredstvi I0-0033 Infrastrukturnega programa Univerze v Novi Gorici.