Sofia Söderholm
Examensarbete vid Institutionen för geovetenskaper
ISSN 1650-6553 Nr 174
Copyright © Sofia Söderholm och Institutionen för geovetenskaper, Luft-, vatten-, och landskapslära, Uppsala Universitet.
Sammanfattning
Studie av koldioxidgradienter i havets ytskikt
Sofia Söderholm
Denna studie bygger på ett nyligen utvecklat instrument som har mätt
koldioxidkoncentrationer på tre olika djup i vattnet samt en nivå i luften. Då detta instrument var oprövat i vatten har en utvärdering av mätmetodens lämplighet för vattenmätningar
utförts. Syftet med mätningarna var att undersöka ytvattnets vertikala koldioxidgradient för att med hjälp av denna kunna beskriva flödet av koldioxid mellan hav och atmosfär bättre. Detta flöde är en viktig del av den globala kolcykeln och en djupare förståelse för koldioxidflödets beteende kan i framtiden bidra till mer noggranna klimatprognoser. Hur de beräknade flödena från profilinstrumentet påverkas av temperaturgradienterna i vattnets ytskikt har även det studerats. Mätningarna utfördes i vattnet utanför mätstationen på Östergarnsholm, öster om Gotland. En del av studien fokuserar på de horisontella koldioxidgradienterna i ytvattnet som erhållits genom fartygsdata.
Instrumentet som har använts vid mätningarna bygger på hydrofoba, luftgenomträngliga membran och förefaller fungera mycket väl i vatten. Vid vindhastigheter som inte är högre än 3 – 4 m/s kan tydliga koldioxidgradienter i vattnets ytskikt ses, men detta samband behöver verifieras med en större mängd mätdata. Temperaturgradienten i vattnets ytskikt har ingen större påverkan på vare sig koldioxidgradienten eller flödet av koldioxid och dess effekt kan försummas i detta fall. De horisontella koldioxidgradienterna påverkas huvudsakligen av temperaturen, den biologiska aktiviteten samt transport av vattenmasor. På en större skala kan tydliga effekter av temperaturen på koldioxidhalterna ses och på en mindre skala samt nära kuster och under våren är den biologiska aktiviteten dominerande.
Nyckelord: Koldioxidgradient, koldioxidflöde, temperaturgradient, hydrofoba luftgenomträngliga membran, transferhastighet, vindhastighet, biologisk aktivitet.
Abstract
A study regarding the carbon dioxide gradients in the
surface water.
Sofia Söderholm
This study is based on a recently developed instrument that measures the concentration of carbon dioxide at three different depths in the water and one level in the air. Since this instrument has not previously been used for measurements in water, an evaluation regarding the usefulness of the instruments for measurements in water was made. The purpose of the measurements was to study the vertical gradient of carbon dioxide in the surface water and to describe the vertical flux of carbon dioxide between the ocean and the atmosphere in an improved way. This flux is an important part of the global carbon cycle and a deeper understanding of the behavior of the air-sea exchange of carbon dioxide could contribute to more accurate forecasts of the future climate. The impact on the calculated carbon dioxide flux by the temperature gradients in the surface waters was also analyzed. The measurements were performed in the waters outside of the island of Östergarnsholm, east of Gotland. Part of the study focuses on the horizontal carbon dioxide in the surface water, which was obtained by ship data.
The instrument used when performing the measurements is based on hydrophobic,
air-permeable membranes and appears to function very well in water. During wind speeds below 3 – 4 m/s distinct carbon dioxide gradients can be seen for the investigated data, but more data is needed to quantify this gradient for different situations. The temperature gradient in the surface water doesn’t have a significant effect on the carbon dioxide gradient or the flow of carbon dioxide, and the effect of the temperature gradient can in this particular case be neglected. The horizontal gradients of carbon dioxide are mainly affected by temperature, biological activity and transportation of water mass. On a larger scale the effects of
temperature on the concentrations of carbon dioxide are visible and on a smaller scale along with the coastal areas and during springtime, the biological activity is the dominating influence.
Keywords: Gradient of carbon dioxide, flow of carbon dioxide, temperature gradient, hydrophobic airpermeable membranes , transfer velocity, wind speeds, biological activity.
Innehållsförteckning
1. Inledning
1
2. Teori
3
2.1. Beräkning av flöden
3
2.2. Beskrivning av mätplatsen Östergarnsholm
3
2.3. Beskrivning av instrumentet
4
2.4. Beskrivning av fartygsdata
5
2.5. Beskrivning av temperaturgradientens effekt på
6
koldioxidgradienten
2.6. Omräkning från ppm till μatm
7
3. Resultat
8
3.1. Horisontella koldioxidgradienter
8
3.2. Utvärdering av profilinstrumentet
11
3.3. Vertikala koldioxidgradienter
12
3.3.1. Atmosfäriska situationen
12
3.3.2. Vertikala koldioxidgradienternas utseende
15
3.3.3. Temperaturgradienter
16
3.4. Flöden
17
4. Diskussion
21
4.1. Horisontella koldioxidgradienter
21
4.2. Utvärdering av profilinstrumentet
21
4.3. Vertikala koldioxidgradienter
22
4.3.1. Vertikala koldioxidgradienternas utseende
22
4.3.2. Temperaturgradienter
23
4.4. Flöden
23
4.5. Vindhastighetens betydelse
24
5. Slutsatser
26
Tack till
27
Referenslista
28
1.
Inledning
Under de senaste 150 åren har man kunnat se en global uppvärmning av atmosfären, detta efter att industrialiseringen påbörjats i stora delar av världen. Enligt IPCC:s
(Intergovernmental Panel on Climate Change) senaste rapport ”Climate Change 2007” är det mycket troligt (sannolikheten större än 90 %) att uppvärmningen av troposfären samt
avkylningen av stratosfären beror på den ökade mängden växthusgaser (där koldioxiden är den viktigaste antropogena gasen) i atmosfären och minskandet av ozon i stratosfären. Det är även troligt (sannolikheten större än 66 %) att den ökade nivån växthusgaser har bidragit till större temperaturökning än vad som kan observeras. Detta på grund av att vulkanisk aktivitet samt ökad mängd aerosoler i sin tur bidragit till viss avkylning av troposfären (Pachauri et al., 2007).
Sedan början av 1800-talet har atmosfärens koldioxidnivå ökat med närmare 50 procent på grund av mänsklig aktivitet, såsom skövling av skog och förbränning av fossila bränslen. Detta tros vara en av de bidragande faktorerna, om inte huvudorsaken, till den
temperaturökning som nu blivit påtaglig (Luhr et al., 2005).
För att förstå och förutse framtida förändringar i den globala kolcykeln krävs inledningsvis en förståelse för hur detta system fungerar idag. Historiskt sett har det förekommit variationer hos koldioxidhalterna i atmosfären av storleken 100 ppm (miljondelar) under de senaste 420 000 åren då klimatet skiftat mellan glacialer och interglacialer (se Figur 1).
Däremot kan ses en anmärkningsvärd stabilitet hos de atmosfäriska halterna koldioxid under de sista 11 000 åren innan den industriella erans början, med variationer mindre än 20 ppm (Field och Raupach, 2004).
Typiska värden för atmosfärens koldioxidhalt under interglacialer har historiskt sett varit cirka 280 ppm och för glacialer 180 ppm (se Figur 1) jämfört med dagens
koldioxidkoncentrationer på omkring 370 ppm. De senaste 200 åren har människan
introducerat ungefärligen 400 petagram kol i atmosfären och delar av detta har absorberats av haven.(Field och Raupach, 2004).
Havsvattnet tar upp ungefär 30 procent av de mänskliga utsläppen av koldioxid och är därmed den allra viktigaste kolsänkan på jorden (Bernes och Holmgren, 2007). Årligen rör det sig om 1.9 petagram kol som absorberas av haven, men denna siffra är ett genomsnitt av havens upptag av koldioxid då det även finns stora områden som avger koldioxid till atmosfären. Detta sker främst vid ekvatorn. Flödet mellan hav och atmosfär sker med hjälp av molekylär diffusion då det uppstår en skillnad i koldioxidhaltens partiella tryck mellan havets ytskikt och atmosfären (Field och Raupach, 2004).
För att kunna bestämma hur stort flödet mellan hav och atmosfär är bör man känna till
skillnaden i koncentration mellan hav och atmosfär då gradienten bestämmer både storlek och riktning på flödet. Koncentrationerna som används för att bestämma gradienten mellan hav och atmosfär är vanligtvis uppmätta flera meter över och under havsytan, men antas ändå motsvara ytvärdena (McGillis och Wanninkhof, 2006).
Detta arbete syftar till att undersöka utseendet hos ytvattnets vertikala koldioxidgradient samt studera under vilka atmosfäriska förhållanden den uppstår. Detta för att se hur väl
approximationen som vanligen används stämmer, nämligen att koldioxidhalten vid några meters djup motsvarar koldioxidhalten precis vid ytan. Förhoppningsvis kan resultat från sådana undersökningar i framtiden bidra till noggrannare klimatprognoser.
Studien bygger på mätningar med ett nyligen utvecklat instrument som använder sig av hydrofoba, luftgenomträngliga membran som antar samma koncentration koldioxid som det omgivande mediet (Gut et al., 1998). Dessa membran placerades under mätningarna på tre olika djup i vattnet samt på en nivå i luften. Tidigare har instrumentet endast använts till att mäta koldioxidgradienter i marken och är oprövat i vatten. En del av detta arbete blir således att göra en mindre utvärdering av hur väl denna mätmetod fungerar i vatten.
Mätplatsen var belägen strax sydost om Östergarnsholm, en liten ö öster om Gotland, där meteorologisk forskning bedrivs kontinuerligt i den 30 m höga masten. Det har visat sig att denna plats kan sägas vara representativ för Östersjön då vågfältet är i princip opåverkat av kusten och de grundare vattnen vid vindriktningar mellan 80° och 120° (Rutgersson et al., 2008) och därför lämpar sig väl för den här sortens mätningar.
2.
Teori
2.1. Beräkning av flöden
För att beräkna koldioxidflödet mellan hav och atmosfär används följande ekvation:
Där F är koldioxidflödet och K0 är löslighetsparametern i vattnet som är en funktion av
salthalten samt temperaturen. Transferhastigheten k ser ut enligt ekvation 2 och pCO2hav samt
pCO2atm är de partiella trycken koldioxid i havet samt i atmosfären. För att beräkna k
användes ett kvadratiskt samband med vindhastigheten på 10 meters höjd som
rekommenderas då variationen hos vindhastigheten ej är för stor (Wanninkhof, 1992).
Sc betecknar Schmidt-talet som ger den kinetiska viskositeten förorsakat av havsvatten för diffusionskoefficienten för den betraktade gasen. För koldioxid vid temperaturen 20 °C används värdet 660 (Rutgersson et al., 2008).
Tidigare studier har visat att vinden är den dominerande parametern för att styra
transferhastigheten av olika gaser mellan hav och atmosfär (gäller dock inte platser med väldigt svaga vindar i kombination med mycket stark instrålning, t.ex. vid lägre breddgrader), McGillis et al., (2004). Men även andra faktorer påverkar flödet såsom turbulens nära ytan, gränsskiktets stabilitet samt mängden bubblor i vattnet (Wanninkhof, 1992). Att använda vindhastigheten för att räkna ut transferhastigheten är det som vanligen används och kommer att användas även i detta arbete.
2.2. Beskrivning av mätplatsen Östergarnsholm
Östergarnsholm är en relativt platt liten ö öster om Gotland, cirka 2 x 2 km stor. En mätstation med en 30 m hög mast på öns sydspets upprättades här 1995 och sedan dess har
meteorologisk forskning bedrivs kontinuerligt på denna plats. Det är lämpligt att studera förhållandena i Östersjön här då vågfältet är i princip opåverkat av kusten och av grundare vatten vid vindriktningar mellan 80° och 210°. Vid studier av koldioxidkoncentrationer i ytvattnet utanför Östergarnsholm kan data från perioder med vindriktning mellan 50° och 220° användas under större delen av året. Men under sommarmånaderna då den biologiska aktiviteten är som störst kan eventuellt en påverkan från denna ses hos
koldioxidkoncentrationerna vid vindriktningarna 50° - 80° samt 160° - 220° (Rutgersson et al., 2008).
temperaturdata från masten har använts för beräkningar i detta arbete har värdena hämtats från 7-meters nivån.
Profilinstrumentets mätplats var belägen strax sydost om Östergarnsholm. Båten som instrumentet monterats vid förankrades uppskattningsvis inom en radie av en kilometer från öns sydspets.
2.3. Beskrivning av instrumentet
Profilinstrumentet som användes vid denna mätexpedition var uppbyggt kring
luftgenomträngliga, hydrofoba polypropylenemembran. Mätmetoden med porösa membran bygger på diffusion och fungerar väl för alla spårgaser (gaser som utgör mindre än 1% av volymen av jordens atmosfär) Gut et al., (1998). Luften inuti membranen antar samma koncentration av den undersökta gasen som det omgivande mediet och denna luft pumpas därefter vidare till en analysator.
Figur 2. Profilinstrumentet fastmonterat på en roddbåt som förankrades vid mätplatsen.
För att membranen skulle hållas horisontella samt på konstant djup i vattnet fästes dessa på en aluminiumstege som hölls upprätt med hjälp av ett tungt järnspett fastsatt längst ned. Två flytkuddar höll konstruktionen flytande samt nivåerna på jämn höjd över respektive under vattenytan.
Väl förankrat inne i båten fanns även de bilbatterier som drev instrumentet samt lådor innehållandes pumpar, ventiler och en analysator av modellen Li-840. Då mätningar utfördes pumpades luft genom membranen på alla nivåerna kontinuerligt, men analysatorn mätte på en nivå åt gången under 30 minuter för att därefter byta till nästa nivå. Ett vattentätt skynke skyddade lådorna mot stänkande vatten då det inte var önskvärt att få in för stora mängder fukt i systemet.
Termistorer fästes på alla fyra nivåerna (se Figur 3) och mätte, till skillnad från membranen, kontinuerligt temperaturen på dessa nivåer. Temperaturgradienten blev därmed enkel att undersöka.
Hela systemet testades noggrant i Norunda utanför Uppsala, bland annat för läckage, innan instrumentet transporterades till mätplatsen utanför Gotland. Då instrumentet transporterats tillbaka igen efter att
mätningarna avslutats utfördes kalibreringar Figur 3. Mätnivåernas placering i vattnet och luften. av analysatorn som då (den 16:e september 2008) fortfarande såg stabil ut. Li-840 är normalt mycket stabil och man kan därför utgå från att den visade rätt även under mätningarna utanför Gotland enligt Patrik Vestin.
2.4. Beskrivning av fartygsdata
Vid undersökningen av de horisontella koldioxidgradienterna användes data uppsamlat av lastfartyget Finnpartner under år 2005. Finnpartner går mellan Helsingfors och Travemünde och följer farleder öster eller väster om Gotland enligt Figur 4. Varannan dag passerades Gotlands östra alternativt västra kust och koldioxidhalten mättes en gång per minut med hjälp av en IR CO2 analysator av modellen LICOR CO2 Analyzer 6262 (Rutgersson et al., 2008;
Schneider et al,. 2006).
Figur 4. Fartyget Finnpartners farleder i Östersjön. Figur efter Bernd Schneider dock något omarbetad.
2.5. Beskrivning av temperaturgradientens effekt på koldioxidgradienten
Vid beräkningar av flödet mellan atmosfär och hav används vanligtvis
koldioxidkoncentrationer uppmätta flera meter ovanför och under vattenytan och ingen hänsyn tas till de temperaturgradienter som uppstår nära ytan. Koldioxidhalten är starkt beroende av temperaturen (McGillis och Wanninkhof, 2006) då koldioxidens
Där pCO2 är koldioxidens partiella tryck i havet och T är temperaturen.
2.6. Omräkning från ppm till µatm
De uppmätta koldioxidkoncentrationerna (i ppm) räknas om till partialtryck enligt:
3.
Resultat
3.1. Horisontella koldioxidgradienter
Även de horisontella koldioxidgradienterna har studerats, dock inte vid samma tidpunkt som de vertikala. Fartyget Finnpartner har färdats både utanför Gotlands östra samt västra kust och har mätt koldioxidhalterna längs farlederna.
Hur koldioxidhalten samt temperaturen varierar efter denna rutt har ritats upp mot longitud för en mätserie under var tredje månad år 2005. Se Figur 4 - 7. De ljusare partierna i figurerna visar när Gotland passeras.
Figur 5. Koldioxidhalt (svarta och grå prickar) Figur 6. Koldioxidhalt (svarta och grå och temperatur×50 [multiplicerat med] (grå linje) prickar) och temperatur×25 (grå mot longitud längs Finnpartners östra farled den linje) mot longitud längs
17:e – 19:e januari 2005. Finnpartners östra farled den 20:e – 22:a april 2005.
Figur 7. Koldioxidhalt (svarta och grå prickar) Figur 8. Koldioxidhalt (svarta och grå och temperatur×5 (grå linje) mot longitud prickar) och temperatur×20 (grå längs Finnpartners östra farled den linje) mot longitud längs
Variationen av koldioxidhalten i rummet förefaller vara årstidsbetonad med höga halter i söder (till vänster i figurerna) under våren och sommaren och relativt höga halter i norr (till höger i figurerna) och mellersta delarna av området under hösten. En kraftig säsongsvariation kan ses där koldioxidhalternas maximum vintertid uppnår värden nära 600 μatm (Figur 5) och sommartid värden ner till 150 μatm (Figur 7). Under alla årstiderna håller sig värdena inom ett spann strax över 200 ppm i området.
Temperaturkurvorna för vattnet i Figur 5, 7 och 8 har variationer som ofta är spegelvända jämfört med kurvorna för koldioxidhalterna. Vid de flesta lokala maxvärdena för
koldioxiderna kan ett samtida lokalt temperaturminima ses och omvänt. I Figur 6 däremot följer temperaturkurvan inte detta mönster, från 17.5 grads longitud till 25 grads longitud ser värdena på temperaturen snarare ut att följa koldioxidkoncentrationens lägre uppmätta värden. Då fartyget Finnpartner passerar Gotland befinner sig den östra och västra farleden sig som längst ifrån varandra, då fartyget går öster alternativt väster om ön (se Figur 4). En jämförelse i koldioxidhalter har gjorts mellan dessa två rutter vid Gotlandspassagen för var tredje månad med hjälp av två mätserier som ligger nära varandra i tid. Se Figur 9 - 12. Även
temperaturerna i vattnet längs de båda farlederna kan ses i figurerna.
Figur 9. Koldioxidhalt och temperatur×70 mot Figur 10. Koldioxidhalt och temperatur×20 longitud längs östra (svart, 10:e – 12:e februari) mot longitud längs östra (svart, och västra (grå, 20:e – 22:a februari) farleden år 14:e – 16:e maj) och västra (grå, 2005 då Gotland passeras. Heldragna, tunna 16:e – 18:e maj) farleden år 2005 linjer visar temperaturen, prickar visar då Gotland passeras. Heldragna, koldioxidhalter. tunna linjer visar temperaturen,
Figur 11. Koldioxidhalt och temperatur×20 mot Figur 12. Koldioxidhalt och temperatur×40 longitud längs östra (svart, 18:e – 20:e mot longitud längs östra (svart, augusti) och västra (grå, 24:e – 26:e augusti) 18:e – 20:e november) och farleden i år 2005 då Gotland passeras. västra (grå, 20:e – 22:a
Heldragna, tunna linjer visar temperaturen, november) farleden år 2005 då prickar visar koldioxidhalter. Gotland passeras. Heldragna, tunna linjer visar temperaturen, prickar visar koldioxidhalter
Den lättast urskiljbara trenden är betydligt högre värden i söder (till vänster i figurerna) längst den östra farleden samt en relativt jämn kurva längs den västra farleden. Skillnaden i
koldioxidhalt mellan Gotlands östra och västra sida är som störst under vinterhalvåret, se Figur 9 och 12, då även koldioxidhalterna har sina högsta värden. Under sommarhalvåret är halterna koldioxid betydligt lägre och skillnaden mellan östra och västra sidan är då också som minst, se Figur 11.
Värt att notera är även de betydligt högre halterna koldioxid som förekommer strax före eller efter 18.4 ° longitud längs den östra farleden oavsett årstid. Inget liknande kan urskiljas längs den västra farleden under någon av årstiderna. Vid en jämförelse av farlederna mellan 18.0 ° och 18.6 ° longitud i Figur 10, 11 och 12 kan man se att halterna koldioxid når högre och lägre värden ungefär samtidigt men att halterna hos den östra farleden är av avsevärt större storlek samt att skillnaden i koldioxidkoncentration är betydligt mer markant än hos den västra farleden.
3.2. Utvärdering av profilinstrumentet
Vid testmätningar i Herrviks hamn på östra Gotland visar det sig att det tar strax under en halvtimme för koldioxidhalterna att stabilisera sig vid mätning på en viss nivå. Tidigare då denna mätmetod har använts för att mäta koldioxidgradienter i porös, luftfylld mark har denna jämvikt uppnåtts på betydligt kortare tid (Vestin, 2008).
I Figur 13 har koldioxidhalten plottats för tiden 10.15 den 1:a september till och med 08.45 den 2:a september
Figur 13. Uppmätta koldioxidhalter söder om Östergarnsholm 1:a samt 2:a september 2008. Tiden på x – axeln började räknas från och med kl. 00 den 1:a september och kl. 24 markerar därmed brytningen mellan den 1:a och 2:a september. Nivå 61 (ljust grått), nivå 62 (svart), nivå 63 (mörkt grå) och nivå 64 (mellangrå).
Nivå 61 som mäter koldioxidhalten i luften hinner i nästan varje fall stabilisera sig på ganska kort tid under de 30 minuter som mätningarna på nivån fortgår (se Figur 13). Enda
undantagen är strax innan kl 16 då det skedde ett batteribyte och systemet startades om samt den sista mätserien på denna nivå som mättes vid kl 7 den 2:a september (timme 31 i figuren) där mätdata verkar följa en naturlig höjning av halten koldioxid.
En nästan konstant skillnad av storleken 11 – 12 hPa av atmosfärstrycket kan ses mellan profilinstrumentets och mastens mätningar vid en jämförelse. Profilinstrumentet är korrigerat för att stämma överens med trycket uppmätt i masten.
3.3. Vertikala koldioxidgradienter
3.3.1. Atmosfäriska situationen
Då mätningarna söder om Östergarnsholm startades på morgonen den 1:a september 2008 var det enligt Figur 14 låga vindhastigheter. Längre fram på dagen kan vindarna ses öka från mellan 1 - 4 m/s på morgonen den 1:a till sitt maximum på strax över 8 m/s samma kväll runt klockan 22.5. Därefter försvagas vindarna något till den 2:a september för att sedan vid timme 32.5 sakta öka igen.
Figur 14. Vindens hastighet och riktning den 1:a (0 - 24 h) och 2:a (24 - 48 h) september 2008. De horisontella linjerna i den undre figuren visar vindriktningarna 80° samt 210°.
Till att börja med är vindarna nästintill nordliga under natten i Figur 14 för att därefter bli västnordvästliga under morgontimmarna den 1:a september. Under förmiddagen råder sydliga vindar enligt figuren som sakta övergår i sydsydvästliga under andra dygnet. Vid klockan åtta på morgonen den 2:a september (timme 32 i figuren) är vindarna västliga för att sedan övergå än en gång i sydsydvästliga vindar.
De högsta vindhastigheterna kan ses sammanfalla med den tidsperiod då det blåser sydliga, enligt Figur 14, vindar från öppet hav. Mellan timme 32 och 40.5 då det råder västliga vindar som passerar över Gotland innan de når fram till Östergarnsholmsmasten har
allra svagast. Dessa hade då passerat både Gotlands norra delar samt Östergarnsholm innan de nådde fram till masten.
Figur 15. Globalstrålningen den 1:a (0 - 24 h) och 2:a (24 - 48 h) september 2008.
Globalstrålningen i Figur 15 visar att det var något soligare det första dygnet med ett
maximum runt klockan 12 mitt på dagen. Det mer taggiga utseendet hos kurvan mellan timma 30 och 41 tyder på en ökande molnmängd under det andra dygnet. Högsta intensiteten hos globalstrålningen under andra dygnet uppnåddes först vid klockan 14 (timme 38 i figuren) enligt Figur 15.
I Figur 16 kan ses de rådande temperaturförhållandena på tre nivåer i havets ytligaste skikt samt 30 meter upp i atmosfären på fem nivåer för var fjärde timma under perioden då profilinstrumentet befann sig söder om Östergarnsholm.
Temperaturmätningarna från den översta nivån hos profilinstrumentet (luften) har tagits bort i Figur 16 då den verkar ha påverkats även av andra, okända, faktorer och kommer på grund av detta inte användas. Vid en jämförelse av globalstrålningen i Figur 15 samt luftnivåns
temperatur kan konstateras att detta problem troligen är strålningsbetingat.
Svaga temperaturgradienter kan ses i vattnet vid timme 10 i Figur 16. Vid de övriga
tidpunkterna är skillnaderna i temperatur hos vattnets nivåer såpass små att en gradient är svår att urskilja. Luftens temperaturer överstiger vattnets endast vid timme 18 samt 34 och
indikerar då stabil skiktning. Detta är även de enda gångerna då luftens temperaturkurva pekar mot värdena på vattnets temperatur.
Vindriktningen verkar inte påverka temperaturkurvornas utseende nämnvärt. Då
profilinstrumentet placerats sydost om Östergarnsholmsmasten under mätperioden är det önskvärt att se på fall med sydostlig vindriktning. Det närmaste denna vindriktning som kan ses i Figur 16 är vid timme 10 den 1:a september då den rådande vindriktningen är
sydsydostlig. Men temperaturen hos de nedre luftnivåerna vid timme 10 verkar inte påverkas av de varmare temperaturerna i vattnet trots detta. Däremot kan det förväntade utseende hos kurvorna ses hos temperaturerna vid timme 18 då det blåste sydliga vindar, samt vid timme 34 de det rådde västliga vindar.
3.3.2. Vertikala koldioxidgradienternas utseende
De uppmätta koldioxidhalterna har nedan plottats i Figur 17 för de fem sista mätvärdena i slutet av varje nivås mätserier på 30 minuter under de två dygnen då mätningarna ägde rum. Tiden mellan varje mätvärde var 20 sekunder och halterna i Figur 17 visar därmed
medelvärdet av koldioxidhalterna av den sista minuten och tjugo sekunderarna för varje mätserie.
Figur 17. Vertikala koldioxidgradienternas utseende under mätningarna söder om Östergarnsholm den 1:a (innan kl 24 i figuren) och 2:a (efter kl 24 i figuren) september 2008. Värdena är tagna från slutet av varje mätserie på en halvtimme då halterna koldioxid är så gott som stabila (bortsett från nivå 62). Nivå 61 (ljusgrå), nivå 62 (svart), nivå 63 (ofyllda) och nivå 64 (mellangrå).
Under första delen av mätningarna, på förmiddagen och eftermiddagen den 1 september, sjunker koldioxidhalten i vattnet markant (se Figur 17) medan halten i luften är relativt konstant. Runt klockan 13 börjar värdena i vattnet åter stiga tills det sker en mindre
stabilisering under kvällen vid klockan 22. Därefter ökar värdena ca 20 ppm under följande 10 timmar (jämfört med stigningen på nästan 60 ppm under 7 timmar precis innan).
32 timmar efter att mätningarna startat i Figur 17 (klockan 8 på morgonen den 2:a september) vänder den stigande trenden och koldioxidhalterna sjunker än en gång. I luften däremot ökar koldioxidhalten efter timme 30 (klockan 6 på morgonen den 2:a september).
3.3.3. Temperaturgradienter
Vanligtvis antas ytskiktet i vattnet vara så pass väl omblandat att mätvärdena från några meters djup kan användas som ytvärden. Men risken finns att ett fel införs vid detta antagande, särskilt vid låga vindhastigheter samt stark instrålning sommartid då temperaturgradienter i ytskiktet lätt uppstår (Rutgersson et al., 2008).
Skillnaden i temperatur mellan nivå 62 och nivå 64 under perioden då profilinstrumentet befann sig söder om Östergarnsholm kan ses i Figur 18. Differenserna uppnådde som mest värden strax under 0.2 °C och var under större delen av tiden betydligt mindre med värden mellan -0.02 och 0.02 °C.
Figur 18. Temperaturdifferensen mellan nivå 62 och nivå 64 från kl 08.30 den 1:a september till och med kl 09.00 den 2:a september 2008.
För att se hur stor påverkan temperaturgradienterna har på det beräknade koldioxidflödet jämfördes de beräknade flödena vid två olika temperaturer för samma vattennivå.
Figur 19. Flödet mellan nivå 63 samt atmosfären beräknat för två olika fall med hjälp av temperaturen på nivå 63 (heldragen linje) samt temperaturen på nivå 63 plus 10 °C (prickad linje).
3.4 Flöden
Flödena av koldioxid mellan hav och atmosfär har beräknats med hjälp av ekvation (1) samt profilinstrumentets uppmätta koldioxidkoncentrationer, temperaturer samt tryck och trycket från Östergarnsholmsmasten och kan ses i Figur 20 och 21. I Figur 20 visas även det
uppmätta koldioxidflödet från masten.
Vid en jämförelse av det beräknade koldioxidflödet där pCO2hav från nivå 64 i vattnet har
använts med de uppmätta koldioxidflödet från masten, se Figur 20, kan ses att värdena hos båda serierna sjunker mellan timme 10.5 den 1:a september till och med något innan klockan 17 samma dygn. Därefter stiger de båda kurvorna igen och de uppmätta flödena från masten når sitt högsta värde vid klockan 3 på natten den 2:a september (timme 27 i figuren) medan det beräknade flödet når en maxpunkt (men ej sitt högsta värde) vid samma tid. Värt att notera mellan klockan 24 och 4 (timme 24 – 28 i figuren) är att mätningarna från masten ger
Tydligt är i Figur 20 att dessa samtidiga mätserier har liknande trend även då variationerna hos de beräknade flödena sker i betydligt mindre skala. Det beräknade flödet ligger dessutom konstant på negativa värden, vilket inte gäller för mastens uppmätta flöde.
Figur 20. Jämförelse mellan flödena uppmätta i Östergarnsholmsmasten (streckad linje) och de beräknade med hjälp av profilinstrumentets data (heldragen linje) från mätningarna söder om Östergarnsholm den 1:a (timme 7 - 24 i figuren) och 2:a (timme 24 - 38 i figuren) september 2008.
I Figur 21 jämförs de beräknade flödena med pCO2hav från de tre olika vattennivåerna. Under
det första dygnets mätningar (timme 9.5 - 24 i figuren) ses värdet på flödet hos alla tre nivåerna sjunka från värden mellan 0 – ( - 1) mol/m2år ner till (- 6) – (- 7) mol/m2år. Den översta nivån visar upp de största variationerna under detta dygn då den plötsligt ökar igen från (- 8) mol/m2år upp till (- 2.5) mol/m2år för att därefter raskt sjunka ned till (- 6) mol/m2år. De undre nivåerna sjunker betydligt stadigare.
Gemensamt för alla nivåer under de två dagarna är att de utan undantag visar upp nedåtriktade flöden. Det är tydligt att värdet på flödena hos de olika nivåerna följer samma trend även då den översta nivån uppvisar något ostadigare värden.
Figur 21. Beräknade flöden efter profilinstrumentets data för de tre vattennivåerna från mätningarna söder om Östergarnsholm den 1:a (dygn 1 i figuren) och 2:a (dygn 2 i figuren) september 2008. Nivå 62 (prickad), nivå 63 (streckprickad) och nivå 64 (heldragen linje).
Figur 22. Flödet av koldioxid (streckad linje) samt globalstrålningen dividerat med 20 (svarta prickar) från Östergarnsholmsmasten den 1:a (timme 0 – 24 i figuren) och 2:a (timme 24 – 48 i figuren) september 2008.
4.
Diskussion
4.1 Horisontella koldioxidgradienter
I Figur 5 till 8 kan ses hur koldioxidens löslighetsförmåga påverkas av vattnets temperatur. Under vinterhalvåret uppnås koldioxidhalter med värden strax under 600 µatm och de lägsta värdena på 400 ppm(se Figur 5) och under sommarmånaderna ligger koldioxidhalternas maxvärden på inte mer än 375 µatm (se Figur 7) och minvärden på 150 ppm. Vid en jämförelse med temperaturerna som blivit registrerade längs farlederna kan ses att koldioxidhalternas maxvärden och toppar nästan i varje fall sammanfaller med lokala temperaturminima. Så är fallet för alla figurer förutom Figur 6 som uppvisar direkt motsatt beteende.
Koldioxidkoncentrationerna beror i huvudsak av tre parametrar, temperaturen, transport av vattenmassor samt den biologiska aktiviteten (förutom t.ex. utbyte med atmosfären). Denna biologiska aktivitet består av plankton som utgörs av alger och vissa bakterier som förbrukar koldioxid vilket senare återbördas till havet då planktonen dör (Field och Raupach, 2004). Under våren och försommaren är den biologiska aktiviteten som allra störst och den är även större vid grundare vatten nära kusterna där, till exempel, mänskliga utsläpp har sitt avlopp och tillför näringsämnen till denna aktivitet. Koldioxidhalternas variation i Figur 6 har med stor sannolikhet påverkats mer av den biologiska aktiviteten jämfört med koldioxidhalterna i de andra figurerna, vilket gör att påverkan från temperaturen i Figur 6 ej blir lika synbar. I Figur 9 till 12 kunde ses betydligt högre koldioxidhalter längs den östra farleden jämfört med den västra mellan 18° och 18.6° longitud samt en kraftig ökning av halten koldioxid längs östra farleden med ett maxvärde strax före eller efter 18.4° longitud. Efter en jämförelse med de temperaturer som blivit uppmätta utefter dessa farleder kan dessa uteslutas som förklaring till kurvornas utseende. Endast östra farleden i Figur 11 samt Figur 12 visar upp ett starkt temperaturberoende med kurvor nästan spegelvända mot temperaturkurvorna. I Figur 9 och 10 däremot kan maxvärdena längs östra farleden ej förklaras med lokala
temperaturminima då temperaturen i den första figuren är 4.3 °C både vid 18.0 ° och 18.5 ° longitud och i den andra figuren har temperaturen höjts från 9.2 °C vid 18 ° longitud till 9.3 °C vid 18.3 ° longitud.
4.2 Utvärdering av profilinstrumentet
Koldioxidhalten hos den översta vattennivån hinner inte stabilisera sig under de 30
minuterarna som mätningarna pågår på denna nivå enligt Figur 13. Eventuellt kan det bero på stor nedblandning av luft så pass nära ytan men det kan även bero på att koldioxidhalten har analyserats i luften under den föregående mätperioden och att instrumentets omställning därefter till att mäta i vatten tar längre tid än väntat. Detta på grund av att det kan finnas kvar luft med högre koncentration koldioxid i slangarna och i själva analysatorn.
En möjlig lösning är att mäta som vanligt men med skillnaden att när mätningen på nedersta vattennivån (nivå 64) är avslutad fortsätta mäta på nivån ovanför (nivå 63) och så vidare uppåt, istället för att börja om på luftnivån igen. På så sätt hamnar inte längre översta vattennivån efter luftnivån vid vartenda nivåbyte.
Man skulle även kunna mäta längre tid på översta vattennivån, till exempel under en hel timme istället för en halvtimme, så att koldioxidhalten hinner stabilisera sig trots stor omblandning. Ett problem som skulle kunna uppstå då är ifall det går att programmera instrumentet till att mäta olika lång tid på de olika nivåerna så som det fungerar nu. Med en timmes mätning på varje nivå blir det dessutom svårare att jämföra nivåerna med varandra eftersom det hinner passera så pass lång tid innan en mätsession över alla nivåerna är fullbordad. De naturliga fluktuationerna kan då i större utsträckning störa resultatet och det blir svårare att få en bild av gradienternas utseende.
Ett tredje alternativ skulle kunna vara att sänka denna nivå något, till exempelvis 0.5 m under vattenytan, ifall omblandningen högre upp än så visar sig vara så pass stor att koldioxidhalten inte stabiliserar sig oberoende av hur lång tid mätningen får pågå. Men det är även önskvärt att denna nivå befinner sig så nära ytan som möjligt då ytan ur flödessynpunkt är en mycket intressant mätnivå.
Till sist skulle man även kunna utföra mätningar endast på vattennivåerna och avstå från att mäta i luften med samma instrument, förutsatt att det är instrumentets omställning mellan de olika medierna som är det verkliga problemet.
4.3 Vertikala koldioxidgradienter
4.3.1. Vertikala koldioxidgradienternas utseende
nivån befinner sig på störst avstånd från ytan och borde därför uppvisa de lägsta halterna koldioxid.
Detta utseende kan mycket väl ses i Figur 17 i början av mätperioden mellan klockan 08.30 och 13.30. Vid en jämförelse med Figur 14 kan man se att denna tidsperiod sammanfaller med de lägsta vindhastigheterna som vid 08.30 endast är av storleken cirka 0.5 m/s för att sedan öka upp till cirka 6 m/s vid 13.30.
När vindhastigheterna efter detta ökar till upp emot 9 m/s vid klockan 22.00 ökar
omblandningen i vattnets ytskikt och gradienterna minskar. Vindhastigheten minskar något i slutet av mätperioden och når återigen värden under 4 m/s vid 08.30 på morgonen den 2:a september (timme 32.5 i Figur 14 samt 17), men detta hinner inte påverka
koldioxidgradienterna nämnvärt då vinden en och en halv timme senare (vid timme 34 i figurerna) ökat till över 6 m/s på nytt.
4.3.2. Temperaturgradienter
Under de dagar då profilinstrumentet befann sig strax sydost om Östergarnsholms sydspets uppgick de största temperaturskillnaderna enligt Figur 18 mellan översta och understa
vattennivån till endast strax under 0,2 °C. Enligt Figur 19 genererade en temperaturskillnad på 10 °C som mest en förändring i flödet av storleken 0.2 mol/m2år. En temperaturskillnad som är mindre än en femtiondel av 10 °C kan då antas ge en ännu mindre förändring i flödet och temperaturgradientens inverkan på flödet kan därmed försummas då det borde röra sig om mycket små tal jämfört med de naturliga variationerna.
Enligt ekvation (3) borde en skillnad i koldioxidhalt av storleken 0.037 – 0.053 µatm/°C uppstå till följd av temperaturvariationer i ytvattnet. Då den största temperaturskillnaden mellan nivåerna var mindre än 0.2 °C enligt Figur 18 under den aktuella mätperioden ger detta på sin höjd att en skillnad i koldioxidhalten av storleken 0.016 µatm mellan översta och understa nivån skulle kunna ha uppstått. Detta bör jämföras med skillnaden i koldioxidhalt mellan översta och understa nivån som är mellan cirka 2 och 20 µatm enligt Figur 19. Mellan de två undre nivåerna är den största skillnaden 1 – 10 µatm. Det är då tydligt att
temperaturgradienternas påverkan på de koldioxidgradienter som uppmätts måste vara försvinnande liten. Att koldioxidgradienterna skulle uppstå på grund av dessa
temperaturskillnader kan därmed uteslutas i detta fall.
4.4. Flöden
globalstrålningen och det uppmätta flödet är förskjutet i tiden, antagligen på grund av avkylning och uppvärmning av ytvattnet som i sin tur påverkar den biologiska aktiviteten. Vid en jämförelse med vindhastigheten i Figur 14 kan man se att tidpunkterna för
mastflödenas maxvärden i Figur 20 infaller både då vindhastigheten ökar samt minskar samt vid låga värden på vindhastigheten och höga. Detsamma gäller för flödenas lokala
minpunkter.
Det uppmätta koldioxidflödet i Östergarnsholmsmasten i Figur 20 beror mest sannolikt av en kombination av globalstrålningen och vindhastigheten. Till exempel kan de största
nedåtriktade flödena i Figur 22 ses då vindhastigheterna är höga under dagtid, det vill säga i kombination med stor globalstrålning.
De stora uppåtriktade flödena som kan ses i Figur 22 klockan 2 till 5 den 1:a september samt klockan 0 – 03.5 (timme 24 – 27.5 i figuren) den 2:a september beror antagligen på
ytprocesser som sker så pass nära ytan att de ej kan ses i mätningarna med profilinstrumentet då detta inte mäter närmare ytan än -0.3 meter. Avkylning mycket nära ytan under natten kan leda till molekylära utbyten som inte kan beskrivas med hjälp av koldioxidgradienterna och flöden som går mot gradienterna kan då uppstå.
I Figur 21 uppvisar flödeskurvorna i princip samma trend som kan ses hos de vertikala
koldioxidgradienterna i Figur 17. Dessa beräknade flöden är uträknade enligt ekvation (1) och (2) där vindens hastighet samt skillnaden i koldioxidhalt mellan luft- och vattennivåerna är de dominerande parametrarna. Då flödena är konstant negativa i Figur 21 visar detta att
koldioxid oavbrutet tas upp av vattnet på alla tre nivåerna från luften. De beräknade
koldioxidflödena har nedåtriktade värden utan undantag till följd av ekvation (1) där termen (pCOhav - pCOatm) under denna mätperiod alltid antar negativt värde. Som tidigare kunnat ses
antar luftens koldioxidhalter under den aktuella perioden konstant högre värden än
vattennivåernas koldioxidhalter. Flödets beroende av vindhastigheten i ekvation (1) och (2) är kvadratiskt och en mindre ändring i vindhastighet kan därmed ge en relativt stor effekt på flödet.
De sjunkande värdena i Figur 17 kan på grund av de konstant nedåtriktade flödena inte förklaras med att koldioxid avges till luften. Men då dessa dalande värden sammanfaller med den mest intensiva instrålningen enligt Figur 15 skulle sänkan kunna förklaras med biologisk aktivitet i vattnet. Denna aktivitet är vanligtvis som kraftigast vid stark instrålning och skulle därför kunna förklara koldioxidhaltsminskningen i Figur 17.
Även då förklaringen ovan är den mest troliga, skulle det också kunna vara så att en transport av koldioxid sker nedåt mot djupare vatten. Detta är vanligast inom områden i haven med stor downwelling och lägre temperaturer i vattnet där koldioxid kontinuerligt pumpas ned mot djupen. (Field och Raupach, 2004)
4.5. Vindhastighetens betydelse
Enligt Figur 17 och 14 har vindens hastighet stor inverkan på de vertikala
Skillnaden i koldioxid mellan mätnivåerna i vattnet blir då mindre och koldioxidhalterna antar högre värden än tidigare.
5.
Slutsatser
Koldioxidkoncentrationerna i havet utanför Gotland östra kust har undersökts på tre olika nivåer i vattnet samt en nivå i luften för att få fram koldioxidgradientens utseende i ytvattnet. Då dessa mätningar utfördes med ett nyligen utvecklat instrument tidigare oprövat i vatten har även en utvärdering av hur väl denna mätmetod fungerar i vatten utförts. Utifrån de uppmätta koldioxidhalterna har flödet av koldioxid mellan hav och atmosfär kunnat beräknas och jämföras med Östergarnsholmsmastens uppmätta flöden. Hur de beräknade flödena från profilinstrumentet påverkas av temperaturgradienterna i vattnets ytskikt har även det studerats. Slutligen har de horisontella koldioxidgradienterna i Östersjön undersökts med hjälp av fartygsdata.
Mätmetoden med hydrofoba, luftgenomträngliga membran förefaller fungera mycket väl även i vatten. Enda problemet som uppstår är övergången från mätningar i luften till mätningar i vattnet, men detta är nödvändigtvis inte ett problem hos instrumentet utan kan även ha uppstått på grund av andra faktorer såsom kraftig omblandning i ytvattnet.
Då vindhastigheten inte är större än cirka 3 - 4 m/s kan tydliga gradienter av
storleksordningen 8 - 10 ppm ses mellan 0.3 - 3.1 meters djup i vattnets ytskikt. Trots detta kan inget konstateras definitivt då det ej finns tillgång till några större mängder mätdata och fler mätningar skulle behöva utföras för att kunna beskriva gradienterna mer noggrant under olika förhållanden.
Det uppmätta flödets variationer beror mest sannolikt av en kombination av globalstrålningen (som påverkar den biologiska aktiviteten) och vindhastigheten. Varken det beräknade koldioxidflödet eller de vertikala koldioxidgradienternas
utseende påverkas nämnvärt av temperaturgradienterna då de är förhållandevis små. Eventuellt skulle temperaturgradienternas effekt vara större ifall mätningarna utförts en sommardag med stark instrålning och låga vindhastigheter, men i detta fall kan dess effekt försummas.
Tack till
Anna Rutgersson som lät mig följa med på denna mätexpedition (äventyr) under sommaren och gjorde detta examensarbete möjligt, samt för stort engagemang, all tid och oändligt många goda råd.
Patrik Vestin som förklarat för mig hur profilinstrumentet fungerar samt tålmodigt svarat på mina frågor.
Bernd Schneider för fartygsdata från Finnpartner.
Hans Bergström för hjälp med Figur 1 i inledningen samt mastdata.
Referenslista
Bernes, C., Holmgren, P., Meteorologernas väderbok, Medströms Bokförlag, Värnamo, 2007. Field, C.B., Raupach, M.R., The Global Carbon Cycle, Island Press, Washington, 2004.
Gut, A., et al., A new membrane tube technique (METT) for continuous gas measurements in soils, Plant and Soil 198, s 79 – 88, 1998.
Luhr et al., Jorden – illustrerat uppslagsverk, Globeförlaget, Leo, Kina, 2005.
McGillis, W.R., et al., Air-sea CO2 exchange in the equatorial Pacific, Journal of Geophysical
Research, Vol. 109, C08S02, doi:10.1029/2003JC002256, 2004.
McGillis, W.R., Wanninkhof, R., Aqueous CO2 gradients for air-sea flux estimates, Marine
Chemistry 98, s 100 – 108, 2006.
Pachauri, R.K., Reisinger, A. et al, Climate Change 2007 Synthesis Report, IPCC, Valencia, Spain, 2007.
http://www.ipcc.ch/ipccreports/ar4-syr.htm
Rutgersson, A., et al., The annual cycle of carbon dioxide and parameters influencing the air- sea carbon exchange in the Baltic Proper, J. Mar. Syst. (2008),
doi:10.1016/j.jmarsys.2008.02.005.
Schneider, B., et al., Identification and quantification of plankton bloom events in the Baltic Sea by continuous pCO2 and chlorophyll a measurements on a cargo ship, J. Mar. Syst.
59, s 238 – 248, 2006.
Vestin, P., A Gradient-Based Approach for Estimating Soil Surface CO2 Efflux in Forest
Ecosystems, Department of Physics, Lund University, 2008.
Tidigare utgivna publikationer i serien ISSN 1650-6553
Nr 1 Geomorphological mapping and hazard assessment of alpine areas in Vorarlberg, Austria, Marcus Gustavsson
Nr 2 Verification of the Turbulence Index used at SMHI, Stefan Bergman
Nr 3 Forecasting the next day’s maximum and minimum temperature in Vancouver, Canada by using artificial neural network models, Magnus Nilsson
Nr 4 The tectonic history of the Skyttorp-Vattholma fault zone, south-central Sweden,
Anna Victoria Engström
Nr 5 Investigation on Surface energy fluxes and their relationship to synoptic weather patterns on Storglaciären, northern Sweden, Yvonne Kramer
Nr 6 Förekomst och utlakning av bly från Tudors industriområde i Nol, Anna Bohlin
Nr 7 Partial Melting in Granulite Gneisses from Hornslandet, SE Central Sweden,
Sofia Carlsson
Nr 8 Högupplösande processering av seismiska data insamlade nära Gardermoens flygplats, Marie Larsson
Nr 9 Sedimentundersökning i Lillsjön och Vikern Gyttorp, Jan Sävås Nr 10 Integrering av MIFO och Grundvattenmodeller, Marit Brandt
Nr 11 GIS-baserad förstudie till MKB för behandling av förorenade jordmassor i
Stockholms respektive Södermanlands län, Borka Medjed-Hedlund
Nr 12 Groundwater Chemistry in the Area East of the Dead Sea, Jordan, Alice Nassar Nr 13 Bly i morän och vatten i delar av Småland, naturligt eller antropogent?,
Karin Luthbom
Nr 14 Metanflöde mellan väldränerad, subarktisk tundra och atmosfären -betydelsen av
markens vattenhalt och kemiska egenskaper, Gunilla Nordenmark
Nr 15 Effects of isothermal versus fluctuating temperature regimes on CO2 efflux from sub-arctic soils, Pär Eriksson
Nr 16 En dagvattenmodell för beräkning av avrinning och transport av kväve och fosfor i
Flatendiket i södra Stockholm, Sara-Sofia Hellström
Nr 17 Långsiktiga effekter av odlingsinriktning på förändringar i markens humusförråd
- en fallstudie, Helena Näslund
Nr 19 Humidity Structures in the Marine Atmospheric Boundary Layer, Andreas Svensson Nr 20 The Influence of Waves on the Heat Exchange over Sea, Erik Sahlée
Nr 21 Åska längs Sveriges kuster, Ulrika Andersson
Nr 22 En enkel modell för beräkning av tjäldjup, Johan Hansson
Nr 23 Modelling the Wind Climate in Mountain Valleys Using the MIUU Mesoscale
Model, Nikolaus Juuso
Nr 24 Evaluation of a New Lateral Boundary Condition in the MIUU Meso-Scale Model, Anna Jansson
Nr 25 Statistisk studie av sambandet mellan geostrofisk vind och temperatur i södra
Sverige, Jonas Höglund
Nr 26 A comparison of the temperature climate at two urban sites in Uppsala, Paulina Larsson
Nr 27 Optiska djupet för atmosfäriska aerosolpartiklar över södra Sverige, Jonas Lilja Nr 28 The wind field in coastal areas, Niklas Sondell
Nr 29 A Receiver Function Analysis of the Swedish Crust, David Mawdsley Nr 30 Tjäldjupsberäkningar med temperatursummor, Malin Knutsson
Nr 31 Processing and Interpretation of Line 4 Seismic Reflection Data from Siljan
Ring Area, Daniela Justiniano Romero
Nr 32 Turning Ray Tomography along deep Reflection Seismic Line 4 from the Siljan
Ring Area, Anmar C. Dávila Chacón
Nr 33 Comparison of two small catchments in the Nopex research area by water balance
and modelling approaches, Ulrike Kummer
Nr 34 High resolution data processing of EnviroMT data, Tobias Donner
Nr 35 Paleoclimatic conditions during late Triassic to early Jurassic, northern North Sea:
evidence from clay mineralogy, Victoria Adestål
Nr 36 Controlled Source Magnetotellurics - The transition from near-field to far-field Hermann Walch
Nr 37 Soil respiration in sub-arctic soils – controlling factors and influence of global
change, Evelina Selander
Nr 38 Miljöeffekter av Triorganiska tennföreningar från antifoulingfärg – med avseende
Nr 39 Depth distribution of methanotroph activity at a mountain birch forest-tundra ecotone,
northern Sweden, Erik Melander
Nr 40 Methyl tert-Butyl Ether Contamination in Groundwater, Linda Ahlström
Nr 41 Geokemisk undersökning av vattnet i Västerhavet Med avseende på metallhalter och
129I, Anette Bergström
Nr 42 Fracture filling minerals and the extent of associated alteration into adjacent granitic
host rock, Erik Ogenhall
Nr 43 Bi-Se minerals from the Falun Copper mine, Helena Karlsson
Nr 44 Structures and Metamorphism in the Heidal-Glittertindarea, Scandinavian
Caledonides, Erik Malmqvist
Nr 45 Structure and isotope-age studies in Faddey Bay region of central Taymyr,
northern Siberia, Robert Eriksson
Nr 46 Stabilitetsindex – en stabil prognosmetod för åska?, Johan Sohlberg Nr 47 Stadsklimateffekter i Uppsala, Andreas Karelid
Nr 48 Snow or rain? - A matter of wet-bulb temperature, Arvid Olsen
Nr 49 Beräkning av turbulenta flöden enligt inertial dissipationsmetoden med mätdata från
en specialkonstruerad lättviktsanemometer samt jämförelse med turbulenta utbytesmetoden, Charlotta Nilsson
Nr 50 Inverkan av det interna gränsskiktets höjd på turbulensstrukturen i ytskiktet, Ulrika Hansson
Nr 51 Evaluation of the Inertial Dissipation Method over Land, Björn Carlsson
Nr 52 Lower Ordovician Acritarchs from Jilin Province, Northeast China, Sebastian Willman Nr 53 Methods for Estimating the Wind Climate Using the MIUU-model, Magnus Lindholm Nr 54 Mineralogical Evolution of Kaolinite Coated Blast Furnace Pellets, Kristine Zarins Nr 55 Crooked line first arrival refraction tomography near the Archean-Proterozoic in
Northern Sweden, Valentina Villoria
Nr 56 Processing and AVO Analyses of Marine Reflection Seismic Data from Vestfjorden,
Norway, Octavio García Moreno
Nr 57 Pre-stack migration of seismic data from the IBERSEIS seismic profile to image the
Nr 59 Tektoniskt kontrollerade mineraliseringar i Oldenfönstret, Jämtlands län, Gunnar Rauséus
Nr 60 Neoproterozoic Radiation of Acritarchs and Environmental Perturbations around the
Acraman Impact in Southern Australia, Mikael Axelsson
Nr 61 Chlorite weathering kinetics as a function of pH and grain size, Magdalena Lerczak and Karol Bajer
Nr 62 H2S Production and Sulphur Isotope Fractionation in Column Experiments with Sulphate - Reducing Bacteria, Stephan Wagner
Nr 63 Magnetotelluric Measurements in the Swedish Caledonides, Maria Jansdotter Carlsäter Nr 64 Identification of Potential Miombo Woodlands by Remote Sensing Analysis,
Ann Thorén
Nr 65 Modeling Phosphorus Transport and Retention in River Networks, Jörgen Rosberg Nr 66 The Importance of Gravity for Integrated Geophysical Studies of Aquifers,
Johan Jönberger
Nr 67 Studying the effect of climate change on the design of water supply reservoir, Gitte Berglöv
Nr 68 Source identification of nitrate in a Tertiary aquifer, western Spain: a stable-isotope
ap-proach, Anna Kjellin
Nr 69 Kartläggning av bly vid Hagelgruvan, Gyttorp, Ida Florberger
Nr 70 Morphometry and environmental controls of solifluction landforms in the Abisko area, northern
Sweden, Hanna Ridefelt
Nr 71 Trilobite biostratigraphy of the Tremadoc Bjørkåsholmen Formation on Öland, Sweden, Åsa Frisk
Nr 72 Skyddsområden för grundvattentäkter - granskning av hur de upprättats, Jill Fernqvist Nr 73 Ultramafic diatremes in middle Sweden, Johan Sjöberg
Nr 74 The effect of tannery waste on soil and groundwater in Erode district, Tamil Nadu, India
A Minor Field Study, Janette Jönsson
Nr 75 Impact of copper- and zinc contamination in groundwater and soil, Coimbatore urban
areas, Tamil Nadu, South India A Minor Field Study, Sofia Gröhn
Nr 78 Low-level jets - observationer från Näsudden på Gotland, Petra Johansson
Nr 79 Sprite observations over France in relation to their parent thunderstorm system, Lars Knutsson
Nr 80 Influence of fog on stratification and turbulent fluxes over the ocean, Linda Lennartsson Nr 81 Statistisk undersökning av prognosmetod för stratus efter snöfall, Elisabeth Grunditz Nr 82 An investigation of the surface fluxes and other parameters in the regional climate
model RCA1during ice conditions, Camilla Tisell
Nr 83 An investigation of the accuracy and long term trends of ERA-40 over the
Baltic Sea, Gabriella Nilsson
Nr 84 Sensitivity of conceptual hydrological models to precipitation data errors – a regional
study, Liselotte Tunemar
Nr 85 Spatial and temporal distribution of diagenetic modifications in Upper Paleocene
deep-water marine, turbiditic sandstones of the Faeroe/Shetland basin of the North Sea,
Marcos Axelsson
Nr 86 Crooked line first arrival refraction tomography in the Skellefte ore field, Northern
Sweden, Enrique Pedraza
Nr 87 Tektoniken som skulptör - en strukturgeologisk tolkning av Stockholmsområdet och
dess skärgård, Peter Dahlin
Nr 88 Predicting the fate of fertilisers and pesticides applied to a golf course in central
Sweden, using a GIS Tool, Cecilia Reinestam
Nr 89 Formation of Potassium Slag in Blast Furnace Pellets, Elin Eliasson
Nr 90 - Syns den globala uppvärmningen i den svenska snöstatistiken?Mattias Larsson Nr 91 Acid neutralization reactions in mine tailings from Kristineberg, Michal Petlicki och Ewa Teklinska
Nr 92 Ravinbildning i Naris ekologiska reservat, Costa Rica, Axel Lauridsen Vang Nr 93 Temporal variations in surface velocity and elevation of Nordenskiöldbreen,
Svalbard, Ann-Marie Berggren
Nr 94 Beskrivning av naturgeografin i tre av Uppsala läns naturreservat, Emelie Nilsson Nr 95 Water resources and water management in Mauritius, Per Berg
Nr 98 Calymenid trilobites (Arthropoda) from the Silurian of Gotland, Lena Söderkvist Nr 99 Development and validation of a new mass-consistent model using terrain-influenced
coordinates, Linus Magnusson
Nr 100 The Formation of Stratus in Rain, Wiebke Frey Nr 101 Estimation of gusty winds in RCA, Maria Nordström
Nr 102 Vädermärken och andra påståenden om vädret - sant eller falskt?, Erica Thiderström Nr 103 A comparison between Sharp Boundary inversion and Reduced Basis OCCAM
inversion for a 2-D RMT+CSTMT survey at Skediga, Sweden, Adriana Berbesi
Nr 104 Space and time evolution of crustal stress in the South Iceland Seismic Zone using
microearthquake focal mechanics, Mimmi Arvidsson
Nr 105 Carbon dioxide in the atmosphere: A study of mean levels and air-sea fluxes over the
Baltic Sea, Cristoffer Wittskog
Nr 106 Polarized Raman Spectroscopy on Minerals, María Ángeles Benito Saz
Nr 107 Faunal changes across the Ordovician – Silurian boundary beds, Osmundsberget
Quarry, Siljan District, Dalarna, Cecilia Larsson
Nr 108 Shrews (Soricidae: Mammalia) from the Pliocene of Hambach, NW Germany, Sandra Pettersson
Nr 109 Waveform Tomography in Small Scale Near Surface Investigations, Joseph Doetsch
Nr 110 Vegetation Classification and Mapping of Glacial Erosional and Depositional Features
Northeastern part of Isla Santa Inés, 530S and 720W, Chile, Jenny Ampiala
Nr 111 Recent berm ridge development inside a mesotidal estuary
The Guadalquivir River mouth case, Ulrika Åberg
Nr 112 Metodutveckling för extrahering av jod ur fasta material, Staffan Petré Nr 113 Släntstabilitet längs Ångermanälvens dalgång, Mia Eriksson
Nr 114 Validation of remote sensing snow cover analysis, Anna Geidne
Nr 115 The Silver Mineralogy of the Garpenberg Volcanogenic Sulphide Deposit, Bergslagen,
Central Sweden, Camilla Berggren
Nr 116 Satellite interferometry (InSAR) as a tool for detection of strain along
End-Glacial faults in Sweden, Anders Högrelius
Nr 118 Metamorphism in the Hornslandet Area, South - East Central Sweden, Karl-Johan Mattsson
Nr 119 Contaminated Land database - GIS as a tool for Contaminated Land Investigations, Robert Elfving
Nr 120 Geofysik vid miljöteknisk markundersökning, Andreas Leander
Nr 121 Precipitation of Metal Ions in a Reactive Barrier with the Help of Sulphate - Reducing
Bacteria, Andreas Karlhager
Nr 122 Sensitivity Analysis of the Mesoscale Air Pollution Model TAPM, David Hirdman Nr 123 Effects of Upwelling Events on the Atmosphere, Susanna Hagelin
Nr 124 The Accuracy of the Wind Stress over Ocean of the Rossby Centre Atmospheric
Model (RCA), Alexandra Ohlsson
Nr 125 Statistical Characteristics of Convective Storms in Darwin, Northern Australia, Andreas Vallgren
Nr 126 An Extrapolation Technique of Cloud Characteristics Using Tropical Cloud Regimes, Salomon Eliasson
Nr 127 Downscaling of Wind Fields Using NCEP-NCAR-Reanalysis Data and the Mesoscale
MIUU-Model, Mattias Larsson
Nr 128 Utveckling och Utvärdering av en Stokastisk Vädergenerator för Simulering av
Korrelerade Temperatur- och Nederbördsserier, för Tillämpningar på den Nordiska Elmarknaden, Johanna Svensson
Nr 129 Reprocessing of Reflection Seismic Data from the Skåne Area, Southern Sweden, Pedro Alfonzo Roque
Nr 130 Validation of the dynamical core of the Portable University Model of the Atmosphere
(PUMA), Johan Liakka
Nr 131 Links between ENSO and particulate matter pollution for the city of Christchurch, Anna Derneryd
Nr 132 Testing of a new geomorphologic legend in the Vattholma area, Uppland, Sweden,
Niels Nygaard
Nr 133 Återställandet av en utdikad våtmark, förstudie Skävresjön,
Lena Eriksson, Mattias Karlsson
Nr 134 A laboratory study on the diffusion rates of stable isotopes of water in
unventilated firn, Vasileios Gkinis
Nr 136 On the geothermal gradient and heat production in the inner core Peter Schmidt
Nr 137 Coupling of the Weather Research and Forecasting model (WRF) with the Community
Multiscale Air Quality model (CMAQ), and analysing the forecasted ozone and nitro-gen dioxide concentrations , Sara Johansson
Nr 138 Sikt i snöfall - En studie av siktförhållanden under perioder med snöfall, Jesper Blomster
Nr 139 Mineralogy of the hypozonal Svartliden gold deposit, northern Sweden, with emphasis
on the composition and paragenetic relations of electrum, Daniel Eklund
Nr 140 Kinematic analysis of ductile and brittle/ductile shear zones in Simpevarp and
Laxemar subarea, Emil Lundberg
Nr 141 Wind Climate Estimates-Validation of Modelled Wind Climate and Normal Year
Correction, Martin Högström
Nr 142 An Analysis of the Local Weather Around Longyearbyen and an Instrumental
Comparison, Charlotta Petersson
Nr 143 Flux Attenuation due to Sensor Displacement over Sea, Erik Nilsson
Nr 144 Undersökning av luftkvaliteten vid småskalig biobränsleförbränning i två kommuner
med modellsystemet VEDAIR, Stefan Andersson
Nr 145 CO2-Variation over the Baltic Sea, Gustav Åström
Nr 146 Hur mörkt blir det? Lena Nilsson
Nr 147 Master thesis in interpretation of controlled-source radiomagnetotelluric data from
Hallandsåsen, Martin Hjärten
Nr 148 A Structural and Ore Geological study of the Palaeoproterozoic Stratabound Sala
Zn-Pb-Ag deposit, Bergslagen, Sweden, Nils Jansson
Nr 149 Numerical exploration of radiative-dynamic interactions in cirrus, Stina Sjöström Nr 150 Modellering av flöden och syrgasförhållanden i Dannemorasjön och dess
tillrinnings-område, Seija Stenius
Nr 151 Characteristics of convective cloud cluster formation over Thailand through satellite
image analysis, Christian Rosander
Nr 152 Krossberg som ballast för betong - En studie av standardiserade kvalitetstestmetoder
för CE-märkning av betongballast, Kristina Wikström
Nr 154 A Sensitivity Analysis of Groundwater Suitability Mapping of the Three-Basin Area in
Maputo, Mozambique, Björn Holgersson
Nr 155 Using cloud resolving model simulations of tropical deep convection to study
turbulence in anvil cirrus, Lina Broman Beijar
Nr 156 Validation of the WAM model over the Baltic Sea, Caroline Berg
Nr 157 A Simple Method for Calculations of Wake Effects in Wind Farms with Influence of
Atmospheric Stability, Anna Lewinschal
Nr 158 The Behaviour of the Latent Heat Exchange Coefficient in the Stable Marine
Boundary Layer, Kristina Lindgren
Nr 159 Utveckling och utvärdering av statistiska metoder för att öka träffsäkerheten hos
lo-kala vindprognoser, Kristoffer Lager
Nr 160 A new Arthropod from the Early Cambrian Sirius Passet of North Greenland, Linda Lagebro
Nr 161 Linguliform Brachiopods from the terminal Cambrian to lower Ordovician Tiñu
section, Mexico, Barbro Bornsäter Mellbin
Nr 162 Linguliform brachiopods from the Upper Ordovician Dalby Limestone in the Lockne
and Tvären craters, Sweden, Giorgio Croce
Nr 163 Processing of shear waves from VSP data at the Forsmark site investigation, Gwendal Georges Salmon Chatelet
Nr 164 Mineralogy and Textures of the Silvergruvan and Stynsbo Prospects, Northern
Bergslagen Province, Central Sweden,Niklas Widenberg
Nr 165 Re-Processing of the DACIA-PLAN Reflection Seismic Dataset,Peter Agerberg Nr 166 Non-sorted stripe morphology, stratigraphy and environment at Mt. Låktatjåkka,
Swedish Lapland, including the application of 137Cs as an indicator of soil deformation
patterns,Jan-Erik Bergman
Nr 167 Mapping of Lower Cretaceous (Knurr Sandstone) turbidite lobes using Seismic
Stratigraphy and prospectivity along the southern Loppa High Margin, Hammerfest Basin, Barents Sea, Norway,Nauman Sattar 2008
Nr 168 A Note on Electomagnetic Field Theory and 1D Modeling of Synthetic CSAMT Data, Hannes Paul Hellsborn 2009
Nr 169 Åsgravsjöar – En hydrologisk undersökning,Robin Djursäter och Henrik Spångmyr 2009 Nr 170 Studie över signifikant våghöjds förändring beroende på vind, ’fetch’ och varaktighet,
Nr 172 Klimatologisk studie av cyklonbanor över Europa med koppling till snöförhållanden i
norra Sverige, Jakob Inghammar. May 2009
