Budget
2,092 miljoner kronor
Delprojektledare
Camilla Andersson, SMHI (Tidigare delprojektledare: Valentin Foltescu och Ceci- lia Bennet.)
Övriga deltagare
Robert Bergström, Harri Kokkola, Hannele Korhonen, Kari Lehtinen, Manu Tho- mas, Lars Gidhagen, Michael Kahnert och Oskar Jönsson.
Mål
Ökad förståelse för hur naturliga och antropogena emissioner påverkar partikelan- tal, massa och kemiska komponenter. Delmål:
‐ att utveckla och utvärdera en tredimensionell kemi-transport modell med aerosoldynamik, fungerande på lokal till regional skala
‐ implementering av storleksfördelade partikelemissioner ‐ tester av olika nukleeringsscheman och parametriseringar
‐ koppling till beskrivning av sekundära organiska aerosoler från delprojekt WP 2.1
‐ utvärdering mot detaljerade partikelmätningar
‐ förbättrad beräkningseffektivitet och parallellisering av modellkoden ‐ utveckling av den aerosoldynamiska modellen med avseende på oxiderat
och reducerat kväve
Huvudresultat
En modell som beskriver aerosoldynamik (SALSA) har kopplats till en 3D kemisk transportmodell (MATCH). Storleksfördelade emissioner av partiklar används som input. Vegetations-emissioner av terpener (från WP 2.1) används för beräkning av sekundära organiska partiklar. Modellen har utvärderats mot relevant mätdata (MATCH-SALSA publikation ”part 1”) och känslighetstester avseende indata (ex. emissioner) och aerosolmikrofysisk beskrivning (ex. nukleering och våtuttvättning)
har testats (MATCH-SALSA publikation ”part 2”). MATCH-SALSA är flexibelt programmerad, så att användaren kan prioritera mellan beräkningstid och antal storleksklasser. SALSA har kopplats till jämviktsmodell med kvävepartitionering. Ytterligare behov finns av modellutveckling avseende avancerad beskrivning av semivolatila organiska aerosoler och storleksuppdelad kvävepartitionering.
I nedanstående tabell framgår den huvudsakliga förbättringen med MATCH- SALSA jämfört med tidigare MATCH-modell.
Process MATCH MATCH-SALSA
Storleksfördelning Primära partiklar: flexi- belt, Sekundära partik- lar: 1 klass.
Flexibelt antal nukleerings-, ait- ken-, ackumulerings- och grova klasser; löslighet hos partiklar; aktivering av molndroppskärnor Aerosoldynamik storleksberoende depo-
sition
Olika beskrivningar av nukleering, kondensering, koagulering, till- växt, storleks- och löslighetsbero- ende våtuttvättning och torrdepo- sition, möjlighet till koppling mellan aktiverade storleksklasser och våtuttvättning
Partikelantal Ingen beskrivning Partikelantal i flexibelt antal stor- leksintervall.
Partikelmassa/ kemiska kompo- nenter
Primära partiklar: EC, OC, damm, havssalt Sekundära partiklar: sulfat, nitrat, ammonium
Primära partiklar: EC, OM, damm, havssalt
Sekundära partiklar: sulfat, nitrat, ammonium, sekundära organiska aerosoler
Resultatens betydelse för nationellt och internationellt
miljövårdsarbete
SALSA innebär förbättrade möjligheter till fördjupade studier av:
‐ En mer fullständig kartläggning av PM10 och PM2.5, samt partikelantal då MATCH-SALSA innehåller fler kemiska partikelkomponenter än tidigare, och beskriver partikelantal och aerosoldynamik. Detta är användbart för hälsorelaterade studier samt för en förbättrad kunskap om den relativa vik- ten av naturliga vs antropogena källor.
‐ Effekter av olika utsläppsscenarier och klimatförändringar på partikel- massa och antal kan studeras. Beräkningar kan ge stöd till miljömålsutvär- dering och politiska/lagstiftande ställningstaganden. Den mer fysikaliska modellen kan minska osäkerheten om klimatförändringars effekter på luft- kvalitet.
‐ Kopplingen till moln genom aktivering av molndroppskärnor i modellen kan användas för ökad kunskap om mänsklig påverkan på klimatet. ‐ Sotets livstid och transportförlopp kan beskrivas bättre vilket har betydelse
för nationellt och internationellt arbete inom området kortlivade klimatpå- verkande luftföroreningar (SLCF).
Extern finansiering
Projekt som har bidragit till SCARP WP 2.2 med relevant ny kunskap är AGES och ”Data assimilation and radiative forcing of aerosols with heterogenous chemi- cal composition and complex internal structure”, Roadside, MACCII (FORMAS), SIMAIR utvecklingsprojekt (NV/TRV/EM), CLEO (NV). I referenslistan anges relevanta publikationer i särskild sektion.
Referenser
Andersson, C. & Engardt, M., 2010. European ozone in a future climate — the importance of changes in dry deposition and isoprene emissions. Journal of Geo- physical Research 115, D02303, doi:10.1029/2008JD011690.
Andersson, C., Bergström R. & Johansson, C., 2009. Population exposure and mortality due to regional background PM in Europe — long-term simulations of source region and shipping contributions Atmospheric Environment 43, 3614- 3620.
Andersson, C., 2009. Air pollution dependency on climate variability and source region – past, current and future air pollution scenarios over Europe. Doc- toral Thesis in Applied Environmental Science, Stockholm University.
Andersson, C., Bergström, R., Kokkola, H., Bennet, C., Korhonen, H., Lehtinen, K. & Thomas, M., 2012. The regional chemistry transport model, MATCH- SALSA – part 1: development and evaluation. Draft to be submitted to Geophysi- cal model development discussions.
Andersson, C., Bergström, R., Bennet, C., Kokkola, H., Korhonen, H., & Lehtinen, K., 2012. The regional chemistry transport model, MATCH-SALSA – part 2: model sensitivity. Draft to be submitted to Geophysical model development discussions.
Andersson, C., Bennet, C., Bergström, R., Tunved, P. & Kokkola, H. 2010. MATCH-SALSA – evaluation of an European scale Eulerian CTM with aerosol dynamics. Poster at the EUCAARI meeting, Helsinki 2010.
Andersson, C., Bergström, R., Thomas, M., Tunved, P., Kokkola, H. & Bennet, C. 2011. A new regional scale CTM with aerosol dynamics and cloud processing. Poster at the ACCENT + symposium, Urbino 2011.
Andersson, C., Bergström, R., Kokkola, H., Lehtinen, K., Thomas, M. & Ben- net, C. 2012. A new regional CTM with aerosol dynamics. Poster at the Urban Air Quality conference, Athens 2012.
Andersson, C., Bergström, R., Kokkola, H., Lehtinen, K., Thomas, M. & Ben- net, C. 2012. A new regional CTM with aerosol dynamics. Short paper for the Urban Air Quality conference proceedings, Athens 2012.
Bennet, C., 2009. The tropospheric aerosol – measurements and modelling. Case studies in Tanzania and Southeast Asia and Development of Models for Size Resolved Aerosol simulations on the regional scale. PhD thesis, Department of Sciences, University of Gothenburg.
Bennet, C., Bergström, R., Kokkola, H. (2009): Optimizing aerosol dynamics parameterisations for regional scale chemical transport modelling. Presented at ICCE 2009, Stockholm. 2009
Jönsson, O., 2011. Influemce of air mass origin and transport on air pollution concentration, composition and potential effects on mortality in the Stockholm region. Master Thesis at the department of thematic studies, Linköping University.
Jönsson, O., Andersson, C., Forsberg, B. & Johansson, C. 2012. Air pollution episodes in Stockholm regional background air due to European source regions and their effects on human population. Accepted to Boreal Environment Research, 2012.
Jönsson, O., Andersson, C., Forsberg, B. & Johansson, C. 2012. Health impacts and high air pollution episodes due to major source regions in Europe related to current emissions. Poster at the Urban Air Quality Conference, Athens 2012.
Jönsson, O., Andersson, C. & Johansson, C. 2012. Health impacts and high air pollution episodes due to major source regions in Europe related to current emis- sions. Short paper for the Urban Air Quality Conference proceedings, Athens 2012.
Thomas, M. A., M. Kahnert, H. Kokkola, C. Andersson, R. Bergström, C. Bennet, L. Robertson, U. Hansson, C. Jones & U. Willen, Indirect aerosol effects from Chemistry Transport model coupled to a Regional Climate model, EAC-2012, Granada, Spain.
Referenser med enbart extern finansiering av relevans för WP 2.2
Aan de Brugh, J. M. J., M. Schaap, E. Vignati, F. Dentener, M. Kahnert, M. Sofiev, V. Huijnen, and M. C. Krol, 2011. “The European aerosol budget in 2006”, Atmos. Chem. Phys. 11, 1117-.
Gidhagen, L., Johansson, H. and Omstedt, G., 2009. SIMAIR – Evaluation tool for meeting the EU directive on air pollution limits. Atmos Environ 43(5): 1029-1036. Gidhagen, L., Omstedt, G., Pershagen, G., Willers, S. and Bellander, T., 2012. High resolution modelling of residential outdoor particulate levels in Sweden. Submitted to J. of Exposure Science and Environmental Epidemiology.
Kahnert, M., T. Nousiainen, H. Lindqvist, and M. Ebert, 2012. “Optical proper- ties of light absorbing carbon aggregates mixed with sulfate: Assessment of differ- ent model geometries for climate forcing calculations”, Opt. Express 20, 10042- 10058.
Kahnert. M. 2010. Modelling the optical and radiative properties of freshly emitted light absorbing carbon within an atmospheric chemical transport model. Atmos.Chem. Phys. 10, 1403-1416.
Willers, S., Eriksson, C., Gidhagen, L., Nilsson, M.E., Pershagen, G. and Bel- lander, T., 2012. Particulate air pollution and respiratory health in Sweden: the ROADSIDE study. Submitted to European Respiratory Journal.