SARP West 2025 Tüm Hava Örnekleme Grubu

Fakülte Danışmanı:

Donald Blake, Kaliforniya Üniversitesi, Irvine

Lisansüstü Mentor:

Oluwaseun Moses Akinola, Connecticut Üniversitesi

Sarah Kinlaw, William & Mary Koleji

Ontario'nun merkezinde, Kaliforniya'nın genişleyen kentsel alanı, birçok mandıra da dahil olmak üzere 5 mil karelik hayvancılık alanına sahiptir. Süt çiftliklerinden silajdan kaynaklanan emisyonlar, önemli miktarda etanol ve metanolün atmosfere girmesine neden olur. Bu uçucu organik bileşikler (VOC'ler), oksidasyon ve fotolitik işlemler yoluyla troposferik ozon oluşumuna katılabilir. Ozonun insanlar, tarım ve iklim üzerinde olumsuz etkileri olduğu bilinmektedir. Süt ürünleri bölgeleri ve rüzgâr yönündeki bölgelerde muhtemelen artan ozon seviyelerine sahip olacağı endişesi var. Bu çalışmada süt çiftliklerinden ve rüzgar yönündeki alanlardan iki gün boyunca 19 örnek toplandı. Reaktif türlerdeki artışın boyutu, rüzgar yönündeki örnekleme alanlarından alınan hava örneklerinden toplanan belirli VOC konsantrasyonlarının, tahmini rüzgar üstü arka plan konsantrasyonlarıyla karşılaştırılmasıyla belirlendi. "Ozon üretim potansiyeli" (OFP), ilgili VOC'lerin karışım oranlarının ilgili hidroksil hız sabitleriyle çarpılmasıyla tahmin edildi ve metanol ve etanolün, OFP'ye katkıda bulunan başlıca VOC katkı maddeleri olduğu bulundu. HYSPLIT yörünge modellemesi, mandıra çiftliği alanından kaynaklanan hava kütlelerinin dağılım modellerini belirlemek ve potansiyel olarak etkilenen rüzgar yönündeki toplulukları belirlemek için kullanıldı. Bu analiz, yerel ve bölgesel ölçeklerde hava kalitesini iyileştirmeye yönelik politikaları yönlendirmeye odaklanarak daha sağlam hava kalitesi ve tarımsal yönetim ihtiyacını vurgulamaktadır.

Ryan Glenn, Dartmouth Koleji

ABD'deki vahşi alan-kentsel arayüz (WUI) yangınlarının sıklığı ve yoğunluğu artıyor ve hava kalitesi ve insan sağlığı üzerinde orantısız derecede büyük etkiler yaratıyor. Yalnızca 2025 Palisades Yangını yaklaşık 7.000 yapıyı yok etti ve 30.000'den fazla insanı yerinden etti. Önemlerine rağmen, özellikle emisyon kompozisyonu, evrimi ve ozon oluşum potansiyeli açısından, orman yangınlarıyla karşılaştırıldığında yeterince araştırılmamış durumdalar. Burada, Palisades Yangını sırasında hava kutuları aracılığıyla toplanan eser gazları ve uçucu organik bileşikleri (VOC'ler) analiz ediyoruz ve bunların gelişimini simüle etmek için 0-D Atmosfer Modelleme Çerçevesi (FOAM) kutu modelini kullanıyoruz. Gaz kromatografisi-kütle spektrometresi, sınır tabakasının artmasına rağmen yüksek gündüz VOC konsantrasyonlarını ortaya koymaktadır. C1-C4 oksijenatları, antropojenik materyallerin yandığını gösteren alkanlar, alkenler, aromatikler, biyojenik ve klorlu bileşiklerle birlikte açık ara en yüksek reaktivite ve konsantrasyonları sergiledi. FOAM kutu modelini kısıtlamak için örnekleme verilerini kullanarak, rejimi öncelikle VOC ile sınırlı olarak nitelendiriyoruz ve asetaldehit ve metanolü temel ozon öncüleri olarak ve nitrik asidi birincil nitrojen oksit (NOx) havuzu olarak tanımlıyoruz. Bu bulgular, oksijenatlarda hedeflenen azalmaların, WUI yangın emisyonlarından kaynaklanan ozon oluşumunu azaltmada en etkili yöntem olacağını göstermektedir. Bu çalışmanın orman yangını hava kalitesi yönetimi için önemli sonuçları vardır ve WUI ile orman yangını emisyon kimyasını karşılaştıran daha fazla araştırmaya duyulan ihtiyacı vurgulamaktadır.

Riley Gallen, Florida Üniversitesi

Ozon oluşumunun önemli bir öncüsü olan nitrojen dioksit (NO₂), araçlar, kargo gemileri ve enerji santralleri dahil olmak üzere çeşitli yanma kaynaklarından yayılır. Long Beach, Kaliforniya'da bu kaynaklar otoyollar ve yoğun liman çevresinde yoğunlaşıyor, bu da yerel hava kirliliği ve bunun daha geniş çevresel etkisi konusunda endişeleri artırıyor. Bu proje, NASA'nın 2019, 2021 ve 2025 yıllarına ait B200 ve DC-8 uçak uçuş verilerini kullanarak Long Beach üzerindeki NO₂ konsantrasyonlarını araştırıyor. Veriler, NO₂'nin zamansal eğilimlerini ve mekansal dağılımını değerlendirmek için enlem-boylam haritalaması ve rakım karşılaştırmaları yoluyla analiz edildi. Pandemiye bağlı liman tıkanıklığı sırasında toplanan 2021 veri seti, yüksek NO₂ seviyelerini gösterdi ancak mevsimsel farklılıklar tutarlılık için 2019 ile 2025 arasında karşılaştırma gerektiriyordu. Genel olarak, NO₂ konsantrasyonları 2025'te 2019'a göre arttı. HYSPLIT rüzgar yörüngesi modellemesi, kirleticileri genellikle iç kesimlere, özellikle de kirliliğe maruz kalma nedeniyle zaten yüksek solunum sağlığı riskleri yaşayan Wilmington ve West Long Beach topluluklarına doğru taşıdı. Her ne kadar bu çalışmanın kapsamı Long Beach'teki NO₂ kaynaklarını kesin olarak belirlemek olmasa da, HYSPLIT modelinde belirtildiği gibi hakim rüzgar düzenleri, limanın olası bir kaynak olduğunu göstermektedir. Seçilen uçuş günlerinde iç ulaşım hakim olsa da rüzgar düzenleri tahmin edilemez. Bu değişkenlik, NO2'nin ve onun ozona fotokimyasal dönüşümünün, Bolsa Körfezi Devlet Deniz Koruma Alanı ve Albone Cove Devlet Deniz Koruma Alanı gibi bitişik deniz ekosistemleri üzerinde meydana gelebileceğini göstermektedir. Toplu olarak bu çalışma, NO₂ maruziyetinin yerel topluluklar ve yakındaki kıyı ekosistemleri üzerindeki potansiyel etkilerini vurgulamakta ve kentsel kıyı bölgelerindeki NO2 kaynaklarının sürekli izlenmesi ve dağıtılması ihtiyacını vurgulamaktadır.

Owen Rader, Delaware Üniversitesi

Geçmiş çalışmalar, hidroiklim değişkenliğinin artması nedeniyle orman yangınlarının daha şiddetli hale geldiğini ortaya çıkardı. Los Angeles County'deki Eaton Yangını'nı (büyük ölçüde rüzgarla çalışan bir yangın) örnek olay olarak kullanarak, rüzgar hızı simülasyonlarının yangının yayılması üzerindeki etkilerini ölçmeye odaklanarak izole meteorolojik değişkenler altında yangını simüle ediyorum. Eaton Yangınının yayılmasının kapsamlı bir analizi, özellikle Güney Kaliforniya'da büyüyen bir geçiş bölgesi olan Wildland Kentsel Arayüzü'nün (WUI), farklı meteorolojik koşullar altında artan yangın faaliyetlerine karşı ne kadar savunmasız olduğunu gösterebilir. Bu çalışma, yakıt ölçümlerinin farklı rüzgar koşulları altında nasıl davrandığını göstermeyi, böylece orman yangınının istila ettiği WUI alanlarına potansiyel yayılma oranları ve tepki süreleri hakkında değerli bilgiler sağlamayı amaçlamaktadır. Bunu başarmak için, LANDFIRE yüzey/kanopi yakıt ürünleri ve topoğrafik ürünler, FLAMMAP'in yerleşik Manzara dosya oluşturucusunu kullanarak, yakıt yükü ölçümlerini çıkarmak için diğer değerleri sabit tutarken değişken rüzgar hızlarını kullanarak ön model çalıştırma yangın parametrelendirmeleri olarak kullanılır. Bunu takiben, FLAMMAP'in yerleşik bir uygulaması olan ARSITE'yi kullanarak zaman içinde çeşitli senaryoları simüle ettim, orman yangını olay periyoduna ait gerçek zamanlı ERA5 Reanaliz meteorolojik verilerini kullanarak değişken rüzgar hızlarının etkilerini ölçtüm. Bu model çalışmaları, yangınların değişen meteorolojik koşullar altında nasıl davrandığına dair değerli bilgiler sağlayabilir; bu, aşırı hidroklima doğru bir değişimin WUI yangınlarını nasıl etkilediğini daha iyi anlamak için gelecekteki araştırmalarla daha da ölçülebilir.

Stephen Shaner, Maryland Üniversitesi, Baltimore Bölgesi

Bromoform, okyanuslarda yaygın olarak bulunan bir haloalkan olup, başlıca kaynakları fitoplankton ve makroalgler gibi deniz organizmalarıdır. Bu bileşik, 2010'dan bu yana NASA Öğrenci Havadan Araştırma Programı uçuş kampanyaları sırasında Kaliforniya çevresinde ölçülmüştür. Örneklenen bu dönemde, 2014, ölçülen diğer tüm yıllara göre önemli ölçüde daha yüksek bromoform konsantrasyonları göstermiştir. Bu çalışmada, 2010-2022 yılları arasındaki bromoform konsantrasyonları analiz edildi ve Los Angeles, Long Beach ve Inland Empire bölgesinde sürekli olarak ortalamanın üzerinde konsantrasyonlar görüldü. Daha yüksek konsantrasyonların atmosferdeki ozon konsantrasyonları üzerindeki etkisi, 0D atmosferik modelleme Çerçevesi (F0AM) kullanılarak ölçüldü. Bromoformun 28 ppt'lik zirve noktasında, numunenin alındığı yükseklikte ozon konsantrasyonunu %0,14 oranında azalttığı bulunmuştur. Ancak Bromoform'dan gelen Br radikallerinin stratosferdeki potansiyel etkisinin, stratosferde yaygın olarak bulunan çeşitli moleküllerle reaksiyon hızları nedeniyle daha yüksek olması beklenmektedir.

Maggie Rasic, Kaliforniya Üniversitesi, Los Angeles

Kıyı sulak alanları, karbon depolama ve besin döngüsü de dahil olmak üzere kritik düzenleyici hizmetler sağlayan ekolojik açıdan zengin ortamlardır. Ancak bu ekosistemler, biyojeokimyasal döngüleri değiştirebilecek ve eser gazların üretimini artırabilecek deniz seviyesindeki yükselişin etkilerine karşı hassastır. Bu çalışma, halometanlar ve metana odaklanarak çalışma alanlarındaki uçucu organik bileşik (VOC) emisyonlarının mekansal ve zamansal modellerini araştırmak için San Diego Deresi'nden Yukarı Newport Körfezi'ne kadar uzanan altı bölgeden toplanan tüm hava örneklerini analiz etti. Sonuçlar, Newport Körfezi ağzına yakın numune alanları arttıkça halometan konsantrasyonlarının (özellikle CHBr₃, CH₃Br ve CH₃Cl) arttığını gösterdi. Daha ileri araştırmalar tuzluluk, mikrobiyal aktivite ve halojenli bileşik üretimi arasındaki olası ilişkileri gösterebilir. Ek olarak, okyanusa en yakın bölgede, sulak alanlardaki anaerobik mikrobiyal ayrışmanın yaygın bir yan ürünü olan metan konsantrasyonunun belirgin şekilde arttığı gözlemlendi. Bu bulgular, deniz seviyesindeki yükselişin kıyı sulak alanlarında hem halometan hem de metan üretimini yoğunlaştırabileceğini göstermektedir. Güçlü sera gazları ve halometanların stratosferik ozon tabakasını incelten maddeler olarak rolleri göz önüne alındığında, bu, dinamik kıyı ortamlarında eser gaz akışlarının izlenmesinin önemini vurgulamaktadır.