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Analysis of mineral dust during the ACCLIP campaign 2022 in South Korea
Mirjam Magdalena Rieser
Art der Arbeit
Masterarbeit
Universität
Universität Wien
Fakultät
Fakultät für Physik
Studiumsbezeichnung bzw. Universitätlehrgang (ULG)
Masterstudium Physics
Betreuer*in
Bernadett Weinzierl
Mitbetreuer*in
Maximilian Dollner
DOI
10.25365/thesis.78829
URN
urn:nbn:at:at-ubw:1-13900.23046.859419-0
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(Print-Exemplar eventuell in Bibliothek verfügbar)
Abstracts
Abstract
(Deutsch)
In dieser Studie werden die Eigenschaften von Mineralstaubpartikeln, die aus asiatischen Staubquellen in die Atmosphäre transportiert werden, anhand der Analyse einer gemessenen Mineralstaubschicht über dem Festland von Südkorea diskutiert. Ziel dieser Arbeit ist es, die potenzielle Herkunftsregion dieser asiatischen Mineralstaubschicht zu erörtern, ihre mikrophysikalischen Eigenschaften zu charakterisieren und ihr Potenzial, als Eiskeimpartikel (INP) zu wirken, zu bestimmen. Mineralstaub gehört zu den häufigsten Aerosolpartikeln in der Atmosphäre und beeinflusst das Klima, indem er als INP wirkt und mit der Strahlung wechselwirkt. Asiatischer Staub macht 13 % des gesamten atmosphärischen Staubs aus, aber 40 % in der oberen Troposphäre und unteren Stratosphäre (UTLS) aufgrund der tiefen Konvektion während des asiatischen Sommermonsuns. Das Asian summer monsoon Chemical and CLimate Impact Project (ACCLIP) war ein flugzeuggestütztes Feldexperiment zwischen Juli und September 2022, das in Osan, Südkorea, stationiert war. Hauptziel war die Untersuchung des Transports von in Asien emittierten Gasen und Aerosolpartikeln in die globale UTLS. Das „University of Vienna’s Cloud, Aerosol, and Precipitation Spectrometer” (UNIVIE-CAPS) war eines der Instrumente, die auf dem Höhenforschungsflugzeug WB-57 installiert wurden und Aerosolpartikel zwischen 0,5 und 930 µm messen. Während des Forschungsfluges am 4. August 2022 wurde eine aus der Mongolei und Nordchina stammende Mineralstaubschicht über dem südkoreanischen Festland zwischen 7450 m und 7069 m Höhe vermessen. Im Vergleich zu den Hintergrundbedingungen waren die Anzahlkonzentrationen für Partikel mit einem Durchmesser von bis zu 2,6 µm in der Mineralstaubschicht erhöht, mit einem Maximum für Partikel mit einem Durchmesser von 0,6 µm mit 4,5 #/cm3. Diese Werte stimmen mit Messungen von Mineralstaub aus verschiedenen Feldexperimenten überein, die in der Vergangenheit durchgeführt und von Adebiyi et al. (2023) zusammengefasst wurden. Zusätzlich wurde der Einfluss der gemessenen Staubschicht auf die Bildung von Mischphasenwolken untersucht, indem die Konzentration an INP unter Verwendung der Parametrisierung von DeMott et al. (2010) berechnet wurde. Für die beobachtete asiatische Staubschicht wurde eine INP-Konzentration von 0,283 (± 0,051) #/L-1 ermittelt. Diese Werte stimmen mit gemessenen INP-Konzentrationen während Staubereignissen in Ostasien überein.
Abstract
(Englisch)
In this study, the characteristics of mineral dust particles, transported from Asian dust sources to the atmosphere are discussed by analyzing a measured mineral dust layer over the main land of South Korea. The aim of this thesis is to discuss the potential source region of this Asian mineral dust layer, characterize its microphysical properties, and determine their potential to act as ice nucleating particle (INP). Mineral dust is one of the most abundant aerosol particle type in the atmosphere, impacting climate by acting as ice nucleating particles and interacting with radiation. Asian dust makes up 13% of total atmospheric dust but 40% in the upper troposphere and lower stratosphere (UTLS) due to deep convection during the Asian summer monsoon. The Asian summer monsoon Chemical and CLimate Impact Project (ACCLIP) was an aircraft based field experiment between July and September 2022, stationed in Osan, South Korea. The main goal was to investigate the transport of gases and aerosol particles emitted in Asia to the global UTLS. The University of Vienna’s Cloud, Aerosol, and Precipitation Spectrometer (UNIVIE-CAPS) was one of the instruments, installed on the high-altitude research aircraft WB57, measuring aerosol particles between 0.5 and 930 µm. During the research flight on August 4th, 2022, a mineral dust layer originating from Mongolia and the north of China was observed over the mainland of South Korea between 7450 m to 7069 m altitude. Compared to background conditions, number concentrations for particles with diameters up to 2.6 µm were enhanced in the mineral dust layer with a maximum for particles with a diameter of 0.6 µm with 4.5 #/cm3. These values agree with measurements of mineral dust from various field experiments carried out in the past and summarized by Adebiyi et al. (2023). Additionally, the influence of the measured dust layer on the formation of mixed-phase clouds was investigated by deriving the ice nucleation particle (INP) concentration utilizing the parameterization by DeMott et al. (2010). For the observed Asian dust layer, an INP concentration of 0.283 (± 0.051) #/L-1 was determined. These values are in agreement with measured INP concentrations during dust events in East Asia.
Schlagwörter
Schlagwörter
(Deutsch)
Atmosphärische Aerosolpartikel Mineralstaub
Schlagwörter
(Englisch)
atmospheric aerosol particles mineral dust
Autor*innen
Mirjam Magdalena Rieser
Haupttitel (Englisch)
Analysis of mineral dust during the ACCLIP campaign 2022 in South Korea
Publikationsjahr
2025
Umfangsangabe
ii, VIII, 52 Seiten : Illustrationen
Sprache
Englisch
Beurteiler*in
Bernadett Weinzierl
Klassifikation
33 Physik > 33.05 Experimentalphysik
AC Nummer
AC17594762
Utheses ID
76208
Studienkennzahl
UA | 066 | 876 | |