Body text
Wetenschappelijke context
Vluchtige organische stoffen zijn belangrijke bestanddelen van de atmosfeer met zowel directe als indirecte effecten op het klimaat en de luchtkwaliteit.
Hoewel terrestrische ecosystemen globaal de grootste bron van VOS vormen (90%), is de fundamentele kennis omtrent deze uitwisselingprocessen nog beperkt. Verder inzicht wordt echter steeds belangrijker in de context van het verstoorde klimaat. Hiervoor is er een grote behoefte aan data over uitwisselingen van VOS boven ecosystemen op voldoende lange termijn.
Het BIRA, in samenwerking met de Universiteit van Luik, voerde drie campagnes uit tussen 2022 en 2024 om de uitwisselingen en de seizoensgebonden evolutie in een gemengd bos in de Belgische Ardennen te karakteriseren.
Meetlocatie
De Vielsalm class-2 ecosysteem site binnen het Integrated Carbon Observation System (ICOS) netwerk werd uitgerust met een proton-transfer-reactie time-of-flight massaspectrometer (PTR-ToF-MS) om VOS in de atmosfeer te karakteriseren.
Lucht werd sequentieel bemonsterd aan de top, aan de basis, en op vijf tussenliggende hoogtes langs een 51 meter hoge toren.
De concentraties werden gemeten met een hoge frequentie (10 Hz), en sonische anemometers aan de top en basis van de toren maakten VOS fluxbepaling mogelijk via de eddy-covariantiemethode. Momenteel wordt een database met VOS-concentraties en -fluxen voor alle drie de jaren afgerond.
Eerste resultaten
Dagelijkse analyse van de PTR-ToF-MS spectra heeft geleid tot de automatische detectie van 350 tot 1400 massapieken. De identificatie van stabiele massapieken die consistent in de spectra verschenen tijdens de campagnes resulteerde in een definitieve lijst van ongeveer 80 VOS-gerelateerde ionmassa's voor verdere analyse.
Uit voorlopige berekeningen blijkt dat 18 ionmassa's verantwoordelijk zijn voor 90% van de opwaartse fluxen (van bos naar atmosfeer; emissies). Daarentegen werd 90% van de neerwaartse fluxen (depositie) naar het bos bepaald door 27 ionmassa's (Fig. 1). De 13 meest uitgewisselde massa's met hun meest waarschijnlijke overeenkomstige chemische verbindingen worden weergegeven in Fig. 2.
Seizoensgebonden VOS-fluxen tonen hoge emissies van bekende biogene VOS (isopreen en monoterpenen), die sterk toenemen in de lente en een piek bereiken in de zomermaanden. Uitwisselingen van zuurstofhoudende VOS met laag moleculair gewicht bleken gekoppeld te zijn aan de relatieve luchtvochtigheid. Emissiepieken werden waargenomen voor een selectie van verbindingen na de bladontluiking en een hagelstorm.
De gegevens worden verwacht inzicht bieden in hoe fysisch-chemische processen die plaatsvinden tussen de bodem en het bladerdak de waargenomen fluxen beïnvloeden.
Referenties
- C. Dumont, B. Verreyken, N. Schoon, C. Amelynck, and B. Heinesch. "From forest to atmosphere: towards a more comprehensive assessment of BVOC exchanges in a mixed temperate forest." Presentation presented at ICOS Science Conference 2024, Versailles, France, 10 September 2024. url: https://hdl.handle.net/2268/323526
- B. Verreyken, N. Schoon, C. Dumont, B. Heinesch, and C. Amelynck. "Volatile Organic Compounds: Concentrations and Fluxes at a Belgian Mixed Forest Site." Poster session presented at iCACGP-IGAC 2024, Kuala Lumpur, Malaysia, 10 September 2024. url: https://hdl.handle.net/2268/322091
