Υπολογισμός της χρονικής καθυστέρησης (time lag) ανάμεσα στις μεταβολές του ύψους της τροπόπαυσης και τις συγκεντρώσεις του 7Be στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας, για περιοχές της Φινλανδίας

• Main Author: Ιωαννίδου, Ελευθερία Ιωάννη
• Format: Text
• Language: Greek
• Published: Aristotle University of Thessaloniki 2016
• Subjects: Βηρύλλιο - 7; Τροπόπαυση; Συντελεστές συσχέτισης; Beryllium - 7; Tropopause; Correlation coefficients; Rovaniemi; Ivalo
• Online Access: https://dx.doi.org/10.26262/heal.auth.ir.282746; https://ikee.lib.auth.gr/record/282746

Συγκεντρώσεις του φυσικού ραδιονουκλιδίου7Be, κοσμογενετικής προέλευσης, μετρήθηκαν σε δείγματα αέρα που είχαν συλλεχθεί καθ’ όλη τη διάρκεια του έτους 2009 από τρεις περιοχές της Φινλανδίας, Ivalo (68°64’N, 27°57’E), Rovaniemi (66°51’N, 25°68’E), Kotka (60°483184’N, 26°918078’E).Το 2009 ήταν ένα έτος ηλιακού ελαχίστου όσον αφορά την ηλιακή δραστηριότητα. Κατά τη διάρκεια ενός τέτοιου έτους οι συγκεντρώσεις του 7Beλαμβάνουν τη μέγιστη τιμή τους. Ο ρυθμός παραγωγής του 7Beεξαρτάται από τη ροή της κοσμικής ακτινοβολίας. Επιπλέον, οι συγκεντρώσεις του, είναι γνωστό ότι διαμορφώνονται από μεγάλης κλίμακας ατμοσφαιρικά φαινόμενα (όπως NAOκαι ENSO).Σύμφωνα με τις γνώσεις μας, στα μέσα γεωγραφικά πλάτη υπάρχει μία ισχυρή θετική συσχέτιση μεταξύ των εποχιακών μεταβολών του ύψους της τροπόπαυσης και των επιφανειακών συγκεντρώσεων του 7Beστον αέρα και στην περίπτωση των 40°Nέχει οριστεί μία χρονική υστέρηση μεταξύ των δύο αυτών μεταβλητών των 3 – 4 ημερών. Για μεγαλύτερα γεωγραφικά πλάτη, η ανύψωση της τροπόπαυσης τους καλοκαιρινούς μήνες που είναι θερμότεροι, μαζί με την κατακόρυφη ανταλλαγή αερίων μαζών μέσα στην τροπόσφαιρα, οδηγούν σε υψηλότερες συγκεντρώσεις του 7Beστον επιφανειακό αέρα. Αυτό που είναι αναγκαίο να μελετήσουμε και να κατανοήσουμε είναι οι παράγοντες που επιδρούν στην χρονική καθυστέρηση (timelag) της αλληλεξάρτησης του ύψους της τροπόπαυσης και των συγκεντρώσεων του 7Be, γνωρίζοντας εκ των προτέρων ότι το 7Beπου βρίσκεται στο επιφανειακό στρώμα της ατμόσφαιρας δεν ανταποκρίνεται αμέσως στις μεταβολές του ύψους της τροπόπαυσης. Για τις περιοχές Ivaloκαι Rovaniemiη χρονική καθυστέρηση βρέθηκε να είναι τέσσερις ημέρες και για την περιοχή Kotkaβρέθηκε να είναι μία ημέρα, ενώ σε γενικές γραμμές οι μεγάλες αυξομειώσεις στις τιμές των συντελεστών συσχέτισης φανερώνουν μία ασθενή σχέση μεταξύ του 7Beκαι του ύψους της τροπόπαυσης για γεωγραφικά πλάτη άνω των 60°N.Οι παράγοντες που επηρεάζουντις συγκεντρώσεις του 7Beστον επιφανειακό αέρα στη Φινλανδία είναι κατά κύριο λόγο ατμοσφαιρική προέλευσης και οι παρατηρούμενες διαφορές στις συγκεντρώσεις του ισοτόπου προκαλούνται κυρίως από τις διαφορετικές διαμορφώσεις κλίματος/καιρού κατά τη διάρκεια των παρατηρήσεων. Οι αλλαγές στη μεταφορά των αερίων μαζών συνδέονται με τα φαινόμενα NAOκαι AMO, τα οποία έχουν καθοριστεί σαν οι κύριοι συντελεστές στην υπερετήσια μεταβλητότητα των επιφανειακών συγκεντρώσεων του 7Beστη Φινλανδία. : Concentrations of natural cosmogenic radionuclide 7Be were collected and measured in air samples throughout the year 2009 by three regions of Finland, Ivalo (68°64’N, 27°57’E), Rovaniemi (66°51’N, 25°68’E), Kotka (60°483184’N, 26°918078’E). 2009 was a year of solar minimum. During such a year, concentrations of 7Be receive their maximum value. The production rate of 7Be depends on the flow of cosmic radiation. Furthermore, the concentrations of 7Be are known that are formed by large – scale atmospheric phenomena (as NAO and ENSO). According to our knowledge, in the middle latitudes there is a strong positive correlation between the seasonal changes of the height of the tropopause and surface concentrations of 7Be in the air and in case of 40°N has defined a time lag between these two variables of 3 – 4 days. For higher latitudes, the elevation of tropopause in the summer months, which are warmer, along with the vertical exchange of air masses in the troposphere, lead to higher concentrations of 7Be in surface air. What is necessary to study and understand are the factors that affect the time delay of the interdependence of the height of tropopause and 7Be concentrations, knowing in advance that the 7Be located in the surface layer of the atmosphere did not immediately respond to changes of the height of the tropopause. For Ivalo and Rovaniemi the time delay was found to be four days and for the Kotka was found to be one day, while in general the large fluctuations in the values of the correlation coefficients show a weak correlation between the 7Be and tropopause height for latitudes above 60°N. The factors affecting 7Be surface air concentrations in Finland are mainly of atmospheric origin and the observed differences in 7Be concentrations in surface air are mainly caused by the different climate/weather patterns during the time of observations. In Kotka region it seems that the influence of air masses from the East has greater influence on 7Be concentrations instead of the influence of tropopause height. The changes in air mass transport patterns associated with NAO and AMO were determined to be the main contributor to the interannual variability of surface air 7Be activities in Finland. This is the first approach of determining the data and further analysis is needed for more accurate conclusions.