Introducción
Charles Darwin describió el fenómeno que notó en el velero Beagle que la cubierta y todo el equipo estaban cubiertos con polvo fino en el siglo XIX. Además, el mar estaba cubierto con una fina capa de polvo mientras la vista era visible. Esto sucedió cuando navegó a la costa atlántica de África Occidental en su famosa expedición (Darwin, 1845)., Hoy en día es un fenómeno bien conocido de transporte a larga distancia de polvo y numerosos efectos secundarios que tienen un gran impacto en el medio ambiente. Las partículas en el aire, dependiendo de su radio aerodinámico, pueden ser transportadas de varios cientos a incluso diez de mil kilómetros (próspero, 1999; Husar, 2004). Este polvo mineral proviene principalmente de fuentes naturales, mientras que el efecto antropogénico es mucho menor (Mahowald et al., 2004; Tegen et al., 2004a, b)., En los últimos años, se ha prestado cada vez más atención a este fenómeno porque se ha demostrado que las partículas aerotransportadas que contribuyen al polvo tienen un gran impacto en los fenómenos atmosféricos y meteorológicos a través de la absorción y dispersión de la radiación solar, y representan centros de nucleación que conducen a la formación de nubes, lluvia y hielo (Sokolik y Toon, 1999; Arimoto, 2001), al tiempo que presentan centros de reacción química para compuestos gaseosos al cambiar los mecanismos de las reacciones químicas en la atmósfera (Andreae y Rosenfeld, 2008)., También es necesario mencionar la degradación significativa del suelo a partir de las fuentes de polvo, mientras que la deposición de polvo conduce a un aumento de los nutrientes del suelo y, por lo tanto, al aumento de la fertilidad de estas áreas (Swap et al., 1992). El transporte de polvo a larga distancia afecta, en gran medida, tanto a los animales como a los seres humanos, y puede transmitir diferentes patógenos, lo que resulta en una amenaza directa para la salud (Kellogg y Griffin, 2006). Partículas de polvo con un diámetro aerodinámico inferior a 2.,5 µm, que en su mayoría contienen transporte a larga distancia, afectan directamente a la salud humana y animal porque penetran suavemente en los pulmones y el sistema alveolar sensible causando diversos procesos inflamatorios, asma y enfermedad pulmonar obstructiva (Prospero et al., 2008; de Longueville et al., 2010). Aunque este fenómeno de transporte de polvo a larga distancia está generalmente presente, es necesario señalar que el norte de África, más precisamente el Sahara, es la mayor fuente de polvo mineral, con aproximadamente 0.8 × 109 toneladas por año, contribuyendo con 20-70% del polvo mineral global (Laurent et al., 2008)., En la región del Sahara, las corrientes de aire conducen a acumulaciones de polvo, que luego son transportadas al Mediterráneo (Rodríguez et al., 2003; Querol et al., 2004) y más al norte hasta las regiones árticas o al oeste hasta el Atlántico y allí por transporte de largo alcance todo a través del océano hasta la costa de América.
la composición química y el índice de refracción complejo, el análisis químico y Mineralógico de partículas del polvo aerotransportado y la distribución del tamaño del polvo del Sahara están bien investigados (Kandler et al., 2007, 2009, 2011; Scheuvens et al.,, 2011, 2013), y el contenido de numerosas especies minerales (illita, Albita, cuarzo, calcita, dolomita, Halita, hematita, etc.), así como la concentración y proporción de especies catiónicas y aniónicas que representan la «huella dactilar» del polvo sahariano (Rodríguez et al., 2003; Querol et al., 2004). El mismo concepto también se utiliza para determinar la existencia de transportes de larga distancia desde otras áreas (aerosoles marinos, grandes ciudades, áreas industriales, etc.).) que pueden complementar el complejo cuadro de la transmisión y el impacto del polvo, ya sea natural o antropogénico.,
Islandia es el desierto más grande de Europa y el Ártico con una deposición estimada de polvo de 31-40 mil toneladas por año(Arnalds et al., 2014). Esto puede representar alrededor del 7% del total de las emisiones mundiales de polvo y hasta el 21% de las emisiones de polvo saharauis. Se estima que alrededor del 3% del polvo Islandés llega a Europa (Groot Zwaaftink et al., 2017). La frecuencia de eventos de polvo en Islandia es de 34-135 días de polvo por año en promedio (Dagsson-Waldhauserova et al., 2014a). El polvo islandés es, sin embargo, diferente al polvo de la corteza, como el del Sahara., Es polvo volcánico, de color oscuro, con > 75% de vidrio volcánico con altas proporciones De FeO, Al2O3 y TiO2 (Dagsson-Waldhauserova et al., 2014b; Arnalds et al., 2016). Sin embargo, la identificación de las partículas de polvo Islandesas transportadas a Europa, a excepción de las erupciones volcánicas, es escasa (Ovadnevaite et al., 2009).
Se han utilizado diferentes enfoques para identificar y caracterizar áreas fuente de masas de aire., Las trayectorias hacia atrás son el tipo más comúnmente calculado, el HYSPLIT es el modelo más utilizado y las partículas son el tipo de contaminante más frecuentemente investigado (Pérez et al., 2015). La precisión de los modelos de trayectoria depende de la fuente de los datos del campo del viento, la resolución de los campos meteorológicos disponibles, el tipo de trayectoria, etc. (Fleming et al., 2012). Las trayectorias hacia atrás se suelen estimar a partir de datos archivados de campo de viento y presión y representan la ruta de flujo tridimensional aproximada de una parcela de aire., El modelo HYSPLIT se utilizó para calcular el transporte, la mezcla, la transformación química y la deposición de contaminantes y materiales peligrosos (Stein et al., 2015). Se aplicó ampliamente para la investigación del accidente de Fukushima y la erupción del volcán Eyjafjallajökull, así como varias investigaciones mundiales de transporte de polvo y contaminación del aire a escala regional a local (por ejemplo, McGowan y Clark, 2008; Wang et al., 2010; Cristofanelli et al., 2011; Liu et al., 2013; Draxler et al., 2015; Leelõssy et al., 2017)., Las trayectorias hacia atrás de HYSPLIT se han utilizado con frecuencia también en el transporte de polvo a larga distancia e intrusiones de polvo sahariano (Hamonou et al., 1999; Varga et al., 2013, 2014).
la razón principal por la que el modelo HYSPLIT es ampliamente utilizado es que está disponible gratuitamente y resulta extremadamente fácil de aplicar (Pérez et al., 2015). El modelo HYSPLIT se accede a través de aplicaciones ambientales en tiempo Real basadas en la web y sistema de visualización (READY) desarrollado por el laboratorio de recursos del aire (ARL) de NOAA (Draxler et al., 2013).,
en este trabajo, pretendemos utilizar proporciones características de elementos como huellas dactilares para la identificación de partículas de polvo volcánico islandés en los Balcanes centrales. Además, se examina el transporte a larga distancia de aerosoles atmosféricos que entran en la atmósfera por suspensión de material de elementos de la corteza desde el suelo superficial y los desiertos de Islandia. La gran cantidad de muestras de aerosoles en el área suburbana de los Balcanes centrales y el suelo superficial de la zona de Rangárvellir en Islandia y sus análisis realizados son un conjunto de datos valiosos y únicos.,
materiales y métodos
muestreo
aerosoles atmosféricos se midieron en el área suburbana (Figura 1) de Belgrado (φ= 44°48′; λ= 20°28′; elevación de 240 m) como muestras acumuladas de 48 h cada 6 días, comenzando a las 8 A.M. impactadores en cascada de baja presión por el Prof. Dr. Berner con bomba de vacío con el caudal de 25 l min-1 se utilizó para el muestreo (Berner, 1972; wang and John, 1988). Se recolectaron aerosoles segregados por tamaño en láminas Tedlar con las siguientes etapas: PM0.27-0.53, PM0.53-1.06, PM1.06-2.09, PM2.09-4.11, PM4.11-8.11 y PM8.11-16., Las muestras y los espacios en blanco se almacenaron en vasos de Petri en el congelador (-20°C) hasta el procesamiento.
se recolectaron muestras de suelo superficial en el área de Rangárvellir en el sur de Islandia (63 ° N; 20 ° E; 50m de elevación) en las cercanías del Monte Hekla, el volcán más activo de Islandia y bajo procesos de alta erosión (Thorarinsdottir y Arnalds, 2012). El suelo de esta zona se compone de diversos materiales procedentes de los volcanes circundantes y la lava.,
Se obtuvieron Medias compuestas diarias de alturas geopotenciales y velocidad del viento a niveles isobáricos específicos de los conjuntos de datos de reanálisis de los Centros Nacionales de predicción ambiental/Centro Nacional de Investigación Atmosférica (NCEP/NCAR) para el período de estudio (2012-2013).
procedimiento analítico
Las muestras de aerosoles atmosféricos se midieron gravimétricamente en un sistema de guantera con atmósfera de nitrógeno controlada (temperatura 20 ± 5 °C y humedad 45 ± 5%)., Las digestiones de los aerosoles recolectados se realizaron utilizando un sistema avanzado de digestión por microondas (ETHOS 1, Milestone, Italia) con rotor segmentado de alta presión HPR-1000/10S y recipientes de PTFE resistentes a la presión. Las muestras se transfirieron a los recipientes de PTFE, utilizando HNO3 (62%, UltraPure, Merck), H2O2 (30%, Sigma-Aldrich) y HF (UltraPure, Merck) y luego se calentaron con energía de microondas durante 50 min., El contenido de elementos en muestras de solución de aerosoles atmosféricos se determinó mediante espectrometría de masas de plasma acoplado inductivamente (ICP-MS), utilizando un Thermo Fisher Scientific iCAP Qc ICP-MS (Bremen, Alemania) utilizando el método EPA Standard, low Level Elements Calibration Stock (10 mg L–1) de elementos. Cada décima muestra fue en blanco, recolectada utilizando el mismo procedimiento que para las muestras de aerosol, pero sin el uso de la bomba para extraer aire a través del filtro (Karanasiou et al., 2007; Đuričić-Milanković et al., 2018).,
se utilizó plasma acoplado inductivamente iCAP-6500 Duo (Thermo Scientific, Reino Unido) con un espectrómetro de emisión atómica para determinar las concentraciones de elementos en los extractos de suelo de Islandia. En la determinación de las concentraciones de los elementos se utilizaron métodos de garantía y control de calidad de laboratorio, incluidos los procedimientos operativos estándar, la calibración con normas y el análisis de los reactivos en blanco y las réplicas. Las concentraciones de elementos se notifican en mg kg-1 en un peso seco del suelo (Sakan et al., 2016).,
el modelo HYSPLIT de trayectorias hacia atrás
el modelo HYSPLIT es un sistema completo para calcular simulaciones complejas de dispersión y deposición de trayectorias utilizando enfoques puff o particle (Draxler y Hess, 1998). El HYSPLIT sigue siendo uno de los modelos de transporte y dispersión atmosféricos más utilizados en la comunidad de las Ciencias Atmosféricas (Stein et al., 2015). El modelo HYSPLIT es ampliamente utilizado para generar trayectorias hacia atrás en lugares de inicio dados (por ejemplo, Rozwadowska et al., 2010; Freitag et al., 2014; Pérez et al., 2015; Su et al., 2015).,
se calcularon trayectorias de cuatro días hacia atrás para trazar la historia del aire mediante el modelo HYSPLIT. El movimiento de partículas se define como la superposición de un término determinista a favor del viento (advección) y un movimiento turbulento estocástico (Draxler y Hess, 1998). El término determinista se interpola a cada posición de partícula del campo de viento proporcionado por un modelo de pronóstico meteorológico numérico de entrada (NWP). Input meteorological data is obtained from analysis of the Global Data Assimilation System (Gdas) data., El GDAS se ejecuta operacionalmente 4 veces al día (a las 00, 06, 12 y 18 UTC) por los Centros Nacionales de predicción ambiental (NCEP) de la NOAA. El procesamiento posterior del NCEP de las GDAS convierte los datos de la forma del coeficiente espectral a rejillas de latitud-longitud de 1 grado (360 por 181) y de los niveles sigma a los niveles de presión. El ARL de NOAA guarda los análisis sucesivos y el pronóstico de 3 horas, cuatro veces al día para producir un archivo de datos continuo. La decisión de utilizar estos datos fue causada por métodos mejorados de asimilación de datos, así como por la resolución horizontal, vertical y temporal más alta., Se seleccionaron trayectorias de retroceso de 4 días porque es tiempo suficiente para determinar las rutas de transporte regionales. Las trayectorias se calcularon cada 1 h desde el 14 de marzo de 2012 hasta el 26 de diciembre de 2013 para cuatro alturas de llegada: 500, 1500, 3000 y 5000 m sobre el nivel del mar. La selección de 500 m como nivel más bajo resultó de la orografía alrededor de la estación. Para dilucidar el efecto del transporte a larga distancia, las trayectorias se analizan a altitudes troposféricas bajas y medias, hasta 5000 m (por ejemplo, Ogawa et al., 2004; Sangeetha et al., 2018)., Las trayectorias y los mapas compuestos se presentan para el nivel de 700 mb como el nivel de trayectoria retrospectiva HYSPLIT más representativo basado en análisis previos de episodios de transporte de polvo a larga distancia para Estudios de casos de Europa Central y el Mediterráneo (Hamonou et al., 1999; Varga et al., 2013, 2014).
resultados
todavía no se ha investigado suficientemente la contribución del polvo mineral procedente de fuentes de alta latitud al ciclo Mundial del polvo (Baddock et al., 2017)., En el pasado cercano hay algunos trabajos relacionados con el transporte atmosférico de ceniza volcánica islandesa durante la erupción de Eyjafjallajökull (Langmann et al., 2012), así como los polvos volcánicos durante eventos de tormenta (Dagsson-Waldhauserova et al., 2015; Taylor et al., 2015; Wilkins et al., 2016) pero todavía no hay suficientes investigaciones relacionadas con partículas volcánicas en aerosoles atmosféricos originadas por tormentas de polvo en Islandia sobre la parte continental de Europa.,
Elements Contents and Their Ratios
en este trabajo consideramos los siguientes elementos Al, Ca, Fe, K, Na, Mg y Mn y sus ratios característicos como huellas dactilares para el polvo volcánico islandés en aerosoles atmosféricos suburbanos de los Balcanes centrales. El contenido de los elementos se muestra en el cuadro 1 como distribuciones de los valores medios con desviaciones estándar, mínimo y máximo en aerosoles suburbanos segregados en seis fracciones Dp para las muestras medidas y recogidas en Belgrado (Đuričić-Milanković et al., 2018) y para el suelo de la zona de Rangárvellir (Islandia)., La principal diferencia entre los aerosoles atmosféricos de los Balcanes centrales y el suelo superficial de la zona de Rangárvellir es que la contribución dominante de Ca en masa se encuentra en el aerosol atmosférico medido, mientras que el elemento dominante en el suelo superficial de la zona investigada en Islandia es Fe.
la Tabla 1. Average content of elements in atmospheric aerosols of the suburban area of Belgrade (Serbia) and in the soil of the Rangárvellir area (Iceland).,
La característica de razones que hemos considerado en este trabajo fueron Ca/Al, Fe/Al, K/Al, Mg/Al, Mn/Al, Ca/Fe y Mg/Fe. La tabla 2 presenta los promedios, desviaciones estándar, mínimos y máximos de las proporciones investigadas en aerosoles atmosféricos del área suburbana de los Balcanes centrales y en el suelo superficial del Sur de Islandia., Estas proporciones medidas en PM de aerosoles atmosféricos varían hasta varios órdenes de magnitudes dependiendo del origen de la masa de aire, mientras que las desviaciones de los valores medios de las proporciones de elementos en suelos superficiales de la zona de Rangárvellir en Islandia son significativamente menores, lo que indica la similitud en la composición de elementos de todas las muestras investigadas. Las relaciones medias más altas mostraron Ca/Al en los aerosoles atmosféricos de los Balcanes centrales, mientras que las relaciones medias más altas en el suelo superficial de la zona de Rangárvellir en Islandia son para Fe/Al.
la Tabla 2., Average, standard deviation, minimum and maximum of characteristic ratios in atmospheric aerosol of suburban Central Balkans’ area and surface soil in South Iceland.
el análisis de trayectoria hacia atrás
las trayectorias hacia atrás a altitudes de 500, 1500, 3000 y 5000 m Para 101 casos se trazaron durante 96 h utilizando el modelo HYSPLIT para Belgrado (φ= 44°48′; λ= 20°28′). Las trayectorias se clasifican en dos grupos si cumplen los siguientes criterios: su dirección de aproximación y su paso sobre zonas de origen potenciales (Islandia o Sahara)., Cada uno de los dos grupos de trayectoria a partir de 3000 m se muestra en las figuras 2A,B, respectivamente. Analizamos 101 casos y encontramos que hubo 17 (18) casos en los que las trayectorias se acercaron a Belgrado desde Islandia (el Sahara). Casi todas las trayectorias de Islandia (figura 2a) tienen una dirección norte/noroeste, mientras que las del Sahara (figura 2b) una dirección sur/suroeste. Un ejemplo de las trayectorias aéreas horizontales y verticales hacia atrás desde Islandia hacia Belgrado se muestra en la figura 2C., El flujo de paquetes de aire en la capa hasta 3000 m fue desde la dirección noroeste el 7 de diciembre de 2013. Se puede ver un levantamiento de paquetes de aire en todos los niveles. El caso seleccionado para el transporte de polvo sahariano hacia Belgrado el 6 de abril de 2012 se presenta en la figura 2D. las trayectorias hacia atrás muestran un flujo de masas de aire desde la dirección sur y suroeste en la capa por encima de 1500 m. una bajada de parcelas de aire por encima de 1500 m en el primer día es seguida por elevación y bajada en los últimos 2 días.
la Figura 2., Trayectorias aéreas retrógradas que se aproximan a Belgrado a una altura de llegada de 3000 m desde: a) Islandia (17 casos) y B) El Sáhara (18 casos) durante el período 2012-2013. Trayectorias de retroceso seleccionadas de 4 días que terminan en Belgrado a 500, 1500 y 3000 m El: (C) 7 de diciembre de 2013 y (D) 6 de abril de 2012.
las trayectorias hacia atrás de HYSPLIT a diferentes altitudes de 500, 1500, 3000 y 5000 m fueron contadas como trayectorias individuales en el presente estudio. Los análisis de trayectoria de todos los casos indican que el régimen de flujo predominante es NW y SW., Esto está de acuerdo con los resultados para Belgrado durante el verano y el otoño de 2008 por Mihajlidi-Zelić et al. (2015).
Se espera que cada trayectoria individual esté asociada con un patrón sinóptico, ya que las trayectorias se construyen a partir de campos de viento. Como verificación, se traza un mapa compuesto de todos los días en que las trayectorias se asignan a un grupo particular (clúster) para el nivel de 700 hPa (∼3000 m) en la Figura 3. Los compuestos se obtienen como el promedio de la altura geopotencial y los campos de viento, y el componente de viento meridional de todos los 17 eventos (figuras 3A,C), i. e.,, 18 eventos (Figuras 3B,D) analizados para el periodo Marzo 2012–Diciembre 2013. La figura 3a presenta una altura geopotencial compuesta y un patrón de flujo de viento para el grupo de trayectorias presentado en la figura 2a, indicando el flujo hacia Belgrado desde una dirección noroeste. Baja presión sobre el norte de Europa con una depresión sobre Europa del Este, y un sistema de alta presión al oeste de Europa produce vientos del noroeste sobre Serbia. En estas situaciones sinópticas, el aire del Atlántico y también de Islandia puede acercarse a Belgrado., Los componentes negativos del viento meridional se encuentran sobre Europa (figura 3C), con los valores más fuertes por encima del Mar del Norte y Francia, lo que sugiere intrusiones de polvo desde el noroeste hacia Europa central y Serbia. La figura 3B muestra la altura geopotencial compuesta y el patrón de flujo del viento para días de trayectorias que se acercan a Belgrado desde África presentadas en la figura 2b. existe una depresión muy profunda sobre Europa Occidental hacia Argelia central., Después de esta circulación, el polvo fue recogido desde el norte de África, y transportado sobre el Mediterráneo hacia el sureste de Europa, y también a Belgrado en la circulación correspondiente. Los flujos de viento meridionales más fuertes se encuentran por encima del Sur del mar Adriático (Figura 3D), lo que sugiere intrusiones de polvo desde el sur-suroeste hacia los Balcanes., Las situaciones sinópticas con trayectorias que se acercaban a Belgrado desde África generalmente se caracterizaban por un ciclón en la baja troposfera, que se desarrolló sobre el norte de Italia y se extendió hasta la parte norte de África y el desierto del Sahara (Vukmirović et al., 2004).
la Figura 3., Un mapa compuesto de altura geopotencial (m) y flujo del viento (m/s) (A,B) y componente del viento meridional (C, D) para los días de 17 y 18 eventos analizados desde marzo de 2012 hasta diciembre de 2013 para las trayectorias representadas en la figura 2A (izquierda) y la figura 2b (derecha), respectivamente.
modelo de huellas químicas
en este trabajo analizamos las proporciones de elementos característicos correspondientes al material de la corteza del Norte de África (Kandler et al., 2007, 2009, 2011; Scheuvens et al.,, 2011, 2013), y con suelo de origen volcánico en Islandia en aerosoles atmosféricos de área suburbana de los Balcanes centrales de masas de aire procedentes de las regiones sur y oeste del Sur, así como masas de aire que vienen sobre Islandia desde direcciones noroeste.
la relación Ca/Al en el suelo de Islandia está principalmente entre 0.7 y 1.0, mientras que en el polvo africano están variando. Esta relación en la región del Atlas es > 1.0, en algunas regiones de Egipto y Sudán del Norte <0.5, pero en el norte de Malí la relación Ca/al ≈ 8. La relación Mg / Al en el polvo africano es > 0.,3 (Scheuvens et al., 2013) y también en suelo del Sur de Islandia Mg/al > 0.3. En material crustal de África 0.1<K/al < 0.5 y encontramos la misma relación en aerosoles de masas de aire del Sur. La relación Fe / Al en el material de la corteza de África fue de 0,2 y 1,2, mientras que en el material de la corteza de Islandia esta relación se sitúa entre 1,0 y 3,0. Mn / al < 0.03 in crustal material of Africa regions (Scheuvens et al., 2013) y también en muestras investigadas de Islandia esta relación es baja y su valor es de aproximadamente 0.,03 y en algunas muestras de sedimentos de Río fue aproximadamente 0.06 mientras que en cenizas de volcán fue cerca de 0.08.
en el cuadro 3 se muestran las proporciones de los elementos característicos de los aerosoles atmosféricos suburbanos de los Balcanes centrales que corresponden a la proporción del material de la corteza del Norte de África en los episodios de masas de aire del Sur y el suroeste.
la Tabla 3., Relación de elementos en aerosoles atmosféricos suburbanos de los Balcanes centrales ‘ correspondiente con sus relaciones en el material de la corteza superficial de África del Norte (NA) para masas de aire procedentes de África del Norte.
La Tabla 4 contiene episodios de masas de aire noroccidentales que pasan sobre Islandia con proporciones de elementos correspondientes a sus proporciones en el suelo superficial de los volcanes de origen en el sur de Islandia.
la Tabla 4., Element ratios in suburban atmospheric aerosols of central Balkans’ corresponding with volcanic soil in South Iceland.
La Tabla 5 muestra la ocurrencia de tormentas de polvo en Islandia con los episodios correspondientes de aerosoles medidos en la zona de los Balcanes centrales.
la Tabla 5. Presencia de tormentas de polvo en determinados períodos en Islandia en 2012 y 2013.,
las trayectorias hacia atrás han calculado para cada muestra tomada de aerosol atmosférico en el área de los Balcanes centrales – en total 101 trayectorias hacia atrás que corresponden con muestras de aerosoles atmosféricos recogidas en el área suburbana de los Balcanes centrales. Encontramos que 17 de las masas Totales de aire provenían de las áreas alrededor de Islandia. En 13 de ellos encontramos proporciones de algunos elementos que corresponden al suelo de Islandia (polvo de Volcán)., Hemos elegido solo aquellos (1) que están pasando sobre Islandia, (2) para los cuales las proporciones de elementos característicos corresponden al suelo volcánico en el sur de Islandia (Tabla 5), y (3) que coinciden con la ocurrencia de tormentas de polvo en Islandia (Figura 4). De acuerdo con este criterio, encontramos 3 episodios para considerar como contribución de las fuentes naturales de polvo de alta latitud en los aerosoles de los Balcanes centrales. Teniendo en cuenta estos criterios, podemos afirmar de forma fiable que la zona de los Balcanes centrales está bajo los efectos del polvo Islandés., Según nuestros resultados, al menos el 3% de las masas de aire que llegan de Islandia llevan polvo volcánico suspendido durante los eventos de tormentas en Islandia. Se ha demostrado que las tormentas de polvo ocurridas los días 16 y 17 de septiembre de 2013 que corresponden a trayectorias hacia atrás de las masas de aire que llegan a Belgrado calculadas para el período del 18 al 20 de septiembre de 2013 han documentado (Beckett et al., 2017).
la Figura 4., Imágenes satelitales de tormentas de polvo en el sur de Islandia el 16 (A) y 17 (B) de septiembre de 2013 capturadas en color verdadero por el espectrorradiómetro de imágenes de resolución moderada (MODIS) volando en el satélite Terra de la NASA (fuente: NASA/MODIS).
La mayor parte del polvo del desierto islandés se origina en «puntos calientes de polvo» que están en las proximidades de los glaciares y a lo largo de la costa. Este polvo se origina en la abrasión por debajo de los glaciares y se deposita por procesos glacio-fluviales., Más lejos de los puntos calientes, el polvo también se puede depositar en áreas desérticas lejos de estos puntos calientes y volver a suspenderse de nuevo. Los puntos calientes de polvo primarios aportan mayores proporciones de polvo de Islandia que otras áreas combinadas (Arnalds et al., 2016).
Las variaciones temporales de las proporciones de elementos característicos con episodios de polvo Islandés (IC) y polvo del Norte de África (NA) se muestran en la Figura 5., Las flechas rojas denotan períodos con proporciones de elementos característicos correspondientes al polvo Africano y las flechas negras indican proporciones de elementos característicos con el suelo volcánico Islandés medido en aerosoles atmosféricos en el área suburbana de Belgrado. Las frecuencias de las masas de aire de los segmentos NW y sur son casi las mismas con un poco más altas de los segmentos NW., No obstante, se encontró un número significativamente mayor de casos con proporciones de elementos característicos en aerosoles atmosféricos de los Balcanes centrales correspondientes al material de la corteza Africana en masas de aire SW y S (cuadro 3) que los que corresponden al polvo volcánico en masas de aire del segmento NW (cuadro 4). Esta diferencia es consecuencia de tormentas de polvo más extensas en el norte de África que la ocurrencia de tormentas de polvo en Islandia.
la Figura 5., Temporal variations of elements ratios with episodes of Icelandic dust (IC) and North Africa dust (NA).
conclusión
se analizaron las proporciones de los elementos característicos correspondientes al material de la corteza del Norte de África y al suelo de origen volcánico de Islandia en aerosoles atmosféricos de la zona suburbana de los Balcanes centrales. Consideramos las masas de aire procedentes de las regiones del Sur y suroeste, así como las masas de aire procedentes de Islandia desde el noroeste., Un total de 101 paquete de aire hacia atrás trayectorias de llegar a Belgrado, en Serbia, fueron identificados por medio de un Lagrangiano integrado de trayectoria de HYSPLIT) en cuatro finales diferentes altitudes de 500, 1500, 3000 y 5000 m. Circulación atmosférica a gran escala características podría ser visto para ser asociado con dos grupos de trayectorias, de Islandia o el Sahara. Las trayectorias de la masa de aire muestran que las emisiones procedentes de fuentes distantes pueden cruzar fronteras e impactar en zonas o lugares remotos donde se ha restringido el uso de determinadas sustancias., Se identificaron tres eventos que cumplían tres condiciones establecidas; masas de aire estaban pasando sobre Islandia, las proporciones de elementos característicos correspondían al suelo volcánico en el sur de Islandia y estas masas de aire coinciden con la ocurrencia de tormentas de polvo en Islandia. Podemos concluir que la zona de los Balcanes centrales está bajo la influencia del polvo Islandés procedente de partículas volcánicas resuspendidas al menos el 3% de las masas de aire totales que afectan a los Balcanes centrales. Esto demuestra la importancia de vigilar las fuentes de polvo de alta latitud, en particular Islandia como el mayor desierto Europeo y Ártico., El polvo volcánico islandés puede contribuir a deteriorar la calidad del aire en Europa continental.
contribuciones del autor
DĐ contribuyó en la organización de las mediciones, la interpretación de los resultados y la preparación del manuscrito. Contribuyó en el cálculo de la trayectoria y en la preparación del manuscrito. SS contribuyó en el análisis del suelo y el procesamiento de datos. SP contribuyó en la medición de aerosoles y el procesamiento de datos. Jđ-M contribuyó en el análisis del aerosol y el procesamiento de datos. DF contributing in organization of soil sampling and measuring in Iceland., PD-W contribuyendo en la observación de polvo en Islandia y preparando el manuscrito.
financiación
Este estudio fue financiado por el Ministerio de Educación, Ciencia y Desarrollo Tecnológico de Serbia (proyectos: ON172001, ON176013 y III43007). La preparación de este manuscrito fue financiada en parte por el fondo de investigación Islandés (Rannis) No.152248-051 y el número de referencia COST STSM: COST-STSM-ES1306-34336 (titular de la subvención DĐ).,
Declaración de conflicto de intereses
los autores declaran que la investigación se realizó en ausencia de relaciones comerciales o financieras que pudieran ser interpretadas como un potencial conflicto de intereses.,
agradecimientos
los autores agradecen al NOAA Air Resources Laboratory (ARL) por la provisión del modelo de transporte y dispersión HYSPLIT y el sitio web READY (http://ready.arl.noaa.gov), Centros Nacionales de predicción ambiental / Centro Nacional de Investigación Atmosférica por proporcionar los medios compuestos diarios utilizados en esta publicación y COST Action ES1306 – Connecteur.
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