Introducing
Your new presentation assistant.
Refine, enhance, and tailor your content, source relevant images, and edit visuals quicker than ever before.
Trending searches
105
Toz Ölçümü Yöntemleri
Aerosol Nedir?
- Aerosoller atmosferde (Troposfer ve stratosfer) asılı kalan küçük sıvı veya katı parçacıklardır.
- İnsan ve doğal kökenli birçok kaynaktan gelmektedir.
- Bu kaynaklar, orman yangınlarından ve fosil yakıtların yakılmasından kaynaklanan is ve dumanı (karbon), termik santrallerin ve çimento fabrikalarının bacalarından salınan partikülleri, dalga kırılmasından kaynaklanan tuzları, bitkilerden hidrokarbonlar gibi gaz bileşiklerinin çıkması, havaya uçan ince toprağı, okyanuslardaki tuz püskürmeleri, rüzgârın havaya kaldırdığı polen ve mikro organizmaları, volkanik püskürmelerden kaynaklanan volkanik kül ve tozu içerir.
- Bu parçacıklar;
- 1) Doğal kökenli aerosoller:
- Okyanus tuzu, yanardağ tozları, çiçek tozu taneleri, duman, sis vs.
- 2) Yapay kökenli aerosoller:
- Kurşun tetraetil, amyant, kuvars.. olabilir.
AEROSOLLER
- Aerosoller, birincil kaynaklarına yakın alt atmosferde daha fazla bulunur. Ancak, yüksek atmosferde de aerosoller bulunur. Bunun nedeni, bazı tozların, yükselen hava akımları sonucunda atmosferin yukarılarına kadar taşınmasıdır.
- Tipik yarıçapları: 10 mikron
- Tipik yaşam ömürleri: Birkaç gün veya haftalar
- Güneş radyasyanunu emdikleri için varlıkları fark edilir.
- Dünyanın atmosferi de tek başına büyük bir aerosol olarak kabul edilebilir.
- Aerosollerin atmosferik konsantrasyonları, birim hacime düşen tanecik sayısı şeklinde incelenebilir. Farklı dönemlerde farklı konsantrasyonlara sahiptir ve bu da aerosolün etki miktarında, şiddetinde, hava kalitesinde, kirlilikte önemli değişikliklere sebebiyet verir.
Aerosol Çeşitleri
- Atmosferimiz farklı tiplerde ve farklı yoğunlukta aerosoller içerir.
- Boyutlarına göre 3 tip aerosol vardır;
- 1-Aitken Aerosoller : 10^(-3) ~ 10^(-1) mikrometre
- 2-Büyük Partiküller : 0,1 ~ 1 mikrometre
- 3-Dev Partiküller : 1 ~ 100 mikrometre
- Yapılarına, kaynaklarına, yoğunluklarına göre sınıflandırılmış aerosol çeşitleri de bulunmaktadır.Bunlar;
- Toz aerosolleri: Yeryüzünden atmosfere karışan tozların oluşturduğu aerosollerdir.
- *Toz aerosollerinin 6 tane sınıflandırılması mevcuttur. Bunlar; Fibrojenik Tozlar (Solunum sistemine zararlı olanlar) , Kanserojen Tozlar , Zehirli Tozlar , Radyoaktif Tozlar , Patlayıcı Tozlar , Az zararlı tozlar
Aerosol Çeşitleri
- Deniz tuzu aerosolleri: Dalga kırılmaları nedeniyle okyanus yüzeylerinden buharlaşmayla atmosfere karışan tuzların oluşturduğu aerosollerdir.
- İkincil aerosoller: Atmosferdeki tepkime ve dönüşümler sonucu oluşan aerosollerdir.
- Biyolojik aerosoller: Bakteri, virüs polen gibi canlıların varlığından dolayı oluşan aerosollerdir.
- Duman aerosoller: Ağaç, ot vb. yanması sonucu meydana gelen partiküllerin oluşturduğu aerosollerdir. Sanayi bacalarının dumanlarında katı parçacıklı aerosoller vardır.
- Antropojenik aerosoller: İnsan kaynaklı (SOx, NOx vb.) oluşan aerosollerdir. Örneğin; deodorantlar, spreyli böcek ilaçları, traş kremleri, cilalar vs.
- Volkanik aerosoller: Volkan patlamalarındaki toz, kül vb. nedeniyle oluşan aerosollerdir.
Ayrıca, bu aerosollerden üçü dünyanın iklimini önemli ölçüde etkiler.
Bunlar;
1) İnsan Yapımı Aerosol
2) Çöl Tozu
3) Volkanik Aerosol
En Önemlileri!
İnsan Yapımı Aerosol
- Petrol ve madenlerden çıkarılan kömürün yanmasıyla ortaya çıkar.
- Büyük bir kısmı tropikal ormanların yanmasından gelen duman şeklindedir.
- İnsan yapımı aerosollerin konsantrasyonu sanayi devriminin başlangıcından bu yana hızla artmıştır.
- Kuzey yarım kürede bu oran daha fazladır.
İnsan Yapımı Aerosoller
Volkanik Aerosoller
- Büyük volkanik patlamalardan sonra stratosferde aerosol tabakası oluşur.
- Aerosol tabakası, kükürt dioksit gazının stratosferde sülfirik asit damlacıklarına dönüşümünden meydana gelir.
- Bunun sonucunda oluşan aerosoller, bulut yoğuşma çekirdeğinin oluşumunda çok büyük önem taşır.
Volkanik Aerosoller
Çöl Tozu
- Toz tüylerindeki parçacıklar, çöl yüzeyinden emilen dakikadaki kir taneleridir.
- Bu kirli tanelerden aerosoller meydana gelir.
- Yaşadığımız her yerde görsek de görmesek de tozlar yaşamımızın bir parçasıdır.
Çöl Tozu
- Türkiye, coğrafi konumu itibariyle çöl bölgelerine olan yakınlığı ve batı rüzgarları kuşağında yer alması sebebiyle son yıllarda bol miktarda çöl tozu taşınımına uğramaktadır.
- Ülkemize olan toz taşınımı genellikle İlkbahar, Sonbahar ve Yaz aylarında yaşanmaktadır.
- İtalya ve Yunanistan üzerinden Akdeniz’e inen alçak basınç merkezleri, kuvvetli rüzgarlarla birlikte Afrika’nın kuzeyinden kalkan tozların, Doğu Akdeniz üzerinden Türkiye’ ye taşınmasını sağlamaktadır.
- Ayrıca, Akdeniz üzerinden taşınan sahra tozunun, Türkiye’nin büyük bölümü üzerinde etkisi olduğu görülebilmektedir.
- Suriye ve Irak sınırına yakın yerleşimlerimiz başta olmak üzere, Güneydoğu Anadolu Bölgesi toz taşınımından en fazla etkilenen bölgemizdir.
- 19 Ağustos 2014 tarihinde Güney Doğu Anadolu Bölgesinde, Orta Doğu kaynaklı toz taşınımı yaşanmıştır.
Aerosol Ölçüm Yöntemleri
- Bulunulan ortamlarda toz ve partiküllerin yüksek olması insan sağlığını etkilemektedir. O yüzden toz ölçümleri yapılması gerekmektedir.
- Toz ölçümleri, bulunulan ortamda olan tozun ölçülme işlemine denir.
Aerosollerin Ölçüm Yöntemleri
- Güncel iklim öngörülerine göre, kuraklık hadisesinin sıklığı ve şiddetinin artmasıyla birlikte, toz ve kum fırtınalarının daha yoğun yaşanması beklenmektedir.
- Bu maksatla geliştirilen “toz taşınım modelleri” ile yapılan tahminler, toz taşınım yollarının belirlenmesi ve gerekli tedbirlerin alınması konusunda olumlu sonuçlar vermektedir.
- Bu kapsamda, Dünya Meteoroloji Örgütü-Atmosfer Araştırmaları ve Çevre Programı (WMO-AREP) bünyesinde, Kum ve Toz Fırtınası Uyarı Danışma ve Değerlendirme Sistemi (SDS-WAS) oluşturulmuştur.
- Bu program ile üye ülkelerin gerçekçi “Kum ve Toz Fırtınası Tahmini yapma” kapasitelerinin geliştirilmesi hedeflenmektedir.
Toz Ölçümünde Kullanılan Aletler
- Konimetre
- Filtreli aletler
- Gravimetrik Ölçüm
- Isısal çökeltici
- Tindalometre
- Elektrostatik Presipitatör
- Radyasyon Dedektörü
- Yüzeysel Toz Ölçüm Cihazları(Toz Kovaları)
Toz Ölçümü Yöntemleri
- Gravimetrik Ölçüm
- Radyometri / ß Işını Absorbsiyonu
- Reflektometri / Siyah Duman
- Nefhelometri / Işık kırınımı
- Piezoelektrik terazi yöntemi
- Gravimetrik Ölçüm: Bu toz ölçümü aleti 8 saat devamlı veri alabilir. Kişisel toz ölçümü ve ortam toz ölçümü yapılmalıdır.
- Radyometri / ß Işını Absorbsiyonu: Partiküller bir filtre kağıdı üzerinde toplanır ve üzerine ß ışınları gönderilir. Absorblanan beta ışını, toplanan partiküllerle orantılı olarak artar.
- Reflektometri / Siyah Duman: Toz ölçümü partikül yüklü filtrelerin gözlenen koyuluğu, çevre havası aerosolünün toplamgrafitik karbon içeriğinin ölçümü olarak yorumlanır. Siyah duman yöntemi, sadece evsel ısınma amacıyla kömür yakılan durumlarda, kömürün tam yanmaması sonucu oluşan karbon partikülleri için anlamlıdır.
- Nefhelometri / Işık kırınımı: Genel olarak çevre havası aerosollerinin 0.1 ile 3 µm aralığındaki ölçümü için, toplam ışık kırınımı yöntemi kullanılır. Bu yöntem, absorbe olmayan beyaz partiküllerin, özellikle ikincil aerosoller için üstün bir yöntemdir.
- Piezoelektrik terazi yöntemi: Partiküllerin yapışmasıyla bir quartzın frekansındaki düşüşten, kütle toz konsantrasyonu olarak elde edilir. Bu metodun avantajı çok hassas olmasıdır
- Toz emisyonuna yönelik olarak, gözlem istasyonlarının eksikliği sebebiyle, tek bilgi kaynağı modelleme bilgileri olarak görülmektedir.
- Meteoroloji Genel Müdürlüğü, Slobodan Nickoviç ve arkadaşları tarafından geliştirilen, başlangıç ve sınır datasını NOAA-GFS Küresel Modelinden alan, 4 parçacık büyüklüğü tanımlı olan DREAM4 Toz Taşınım Modeli ile 2008 yılından bu yana ülkemizi etkileyebilecek toz kaynak alanlarının ve yollarının izlenmesi sağlanmaktadır.
- Bu modelde, 0.73, 6.1, 18 ve 38 μm tane büyüklükleri tanımlanmıştır.
- DREAM4 modeli ile, sadece 2 büyüklükteki toz taneleri sınır ötesi taşınarak ülkemize ulaştığı için, modelin DREAM8b isimli 8 tane büyüklüğü tanımlı olan yeni versiyonu, AB TAIEX (Teknik Destek ve Bilgi Değişim Ofisi) programı kapsamında, BSC (Barselona Süperbilgisayar Merkezi) ile işbirliği kurularak Meteoroloji Genel Müdürlüğü bilgisayarlarında çalıştırılmaya başlanmıştır.
- Uydu gözlemleri de tozun yatay-düşey dağılımı ve taşınımı hakkında bilgi sağlamaktadır.
1-) OMI (Ozon Görüntüleme Cihazı) ,
OMI; duman, toz, sülfat vb. aerosol türlerini ayırt etmektedir. Toplam ozon, ozon kimyası, aerosol ve iklim ile ilgili diğer atmosferik parametreleri de ölçmektedir. Toz analizi için sıkça kullanılan ürünlerden birisidir.
2-) MODIS (Orta Çözünürlüklü Spektro-radiometre Görüntüleme Sistemi)
MODIS, 1999 yılında NASA tarafından fırlatılmış, yer küreye göre sabit yörüngesi olan bir sistemdir. Yeryüzü üzerinde, büyük ölçekli küresel dinamik yapıya ait ölçümleri verecek şekilde tasarlanmıştır. MODIS aerosol ürünleri sadece bulutsuz bölgeler için oluşturulur .
3-) MSG (İkinci Nesil Meteoroloji Uydusu)
MSG uydusu iklim izleme ve araştırmaları için önemli veriler sağlamakla birlikte, kullanıcıların ihtiyaçları doğrultusunda tasarlanmış kısa süreli tahmin ve sayısal hava tahmin hizmetleri için önemli bilgiler sağlamaktadır. Hem gündüz hem de gece boyunca çöller üzerinde toz fırtınalarının gelişimini izlemek için tasarlanmıştır.
MGM Uydu Toz Görüntüsü
Aerosol Optik Derinliği ve Ölçümü
- Uzaktan algılama ile aerosol optik derinliği ölçüm verileri elde edilir. Bununla ilgili bir çok çalışma yapılmıştır.
- Uydudan elde edilen aerosol optik derinliği (AOD) ölçüm verileri, aerosollerin dağılımı ve etkilerinin çalışılması için en etkili yöntemlerden birisidir.
- İncelenen bir bölgedeki AOD değerlerine oldukça yakın ölçümü ve günde 2 sefer veri alması sebebiyle MODIS sistemi bu tarz çalışmalar için oldukça uygun bir yöntemdir.
Aerosol Optik Derinliği ve Ölçümü
- Terra MODIS uydusu okyanuslar, karaların yüzeyleri ve atmosfer ile ilgili optik aerosol derinliği, su buharı, bulutlar, bulut maskesi, yer yüzeyi albedosu, ekosistem sınıflandırması gibi ürünlere ait uzaktan algılama verileri sağlamaktadır.
- MODIS, ortamın aerosol optik kalınlığını 10x10 km çözünürlükte görüntülemektedir.
Atmosferik Türbidite Parametresi
- Türbidite kelime anlamı ile bir hücre karışımındaki hücre sayısının varlığının belirtisi olan ve optik olarak ölçülebilen bulutsu görüntüsü demektir.
- Bulanıklık faktörü, temel olarak su buharı ve gazların neden olduğu soğurmanın yanı sıra, aerosollerin neden olduğu saçılmanın bir fonksiyonudur. Bundan dolayı atmosferin bulanıklığını tanımlar. Özellikle bulutsuz atmosferde, yere ulaşan radyasyonun zayıflamasının bir göstergesidir.
- Bir başka ifadeyle bulanıklığın büyük olması, saçılma ve soğurmanın da büyük olmasını ve yere ulaşan radyasyonun daha az olmasını gerektirir.
- Türbidite ölçüm cihazları bulanıklığı ölçer.
Aerosollerin İklime Etkisi
- Aerosollerin iklim sistemi üzerine etkileri doğrudan ve dolaylı olmak üzere iki ana başlıkta incelenebilir.
- Doğrudan etki: Güneş radyasyonunun saçılmasını ve emilimini sağlaması,
- Dolaylı yoldan etki : Bulut yoğunlaşma çekirdeklerine karışmasıdır.
- Aerosoller ayrıca,
- Gelen güneş radyasyonunu absorblar ve yansıtır. Bu durum yüzeyin soğuması ve troposferin ısınmasına neden olur.
- Uzun dalga boylu radyasyonu absorblar ve ısınma etkisi yaratır.
- Aerosollerin net etkisi soğumadır.
Aerosollerin İklime Etkisi
- Genel olarak, bilim adamları, aerosollerin, sera gazlarının birikmesinin neden olduğu ısınmanın yaklaşık yarısı üzerinde net bir soğutma etkisi olduğunu tahmin ediyorlar.
- Ancak, parçacıklar, sera gazlarından çok farklı şekilde dağıtılır, çünkü atmosferdeki aerosol parçacığının ortalama ömrü, çoğu sera gazınınkinden çok daha kısadır.
- Sera gazlarının ısınma etkisi her yerde gerçekleşirken, kirlilik aerosollerinin soğutma etkisi bir ölçüde bölgeseldir ve endüstriyel alanların yakınındadır.
Aerosollerin Güneş Radyasyonuna Etkisi
Aerosollerin Güneş Radyasyonuna Etkisi
- Aerosoller, gelen güneş ışığını dağıtır, emer ve bulutların oluşumunu, özelliklerini etkiler.
- Aerosol üzerine güneş radyasyonu saçarak görüş mesafesini azaltır ve yeryüzü albedosunu artırır. Bu da aşağı kesimlere gelen güneş radyasyonunu azaltır.
- Tüm bulut türleri arasında, okyanusun yüzeyinin yaklaşık üçte birini kaplayan okyanustaki düşük seviyeli bulutlar, dünya yüzeyinin albedo veya yansıtıcılığı üzerinde en büyük etkiye sahiptir, güneş enerjisini uzaya geri yansıtır ve gezegenimizi soğutur.
- Bu etkilerle aerosoller radyasyon dengesi üzerinde büyük öneme sahiptir.
- Çoğu aerosol, gelen güneş radyasyonunun bir kısmını uzaya yansıtarak doğrudan etki yapar ve bunun sonucunda aerosollerin bulunduğu bölge soğuma etkisi altına girer.
- Aerosoller ozon tabakasının incelmesine sebep olmaktadır.
- Ozon incelmesinin ana sonucu yeryüzüne daha fazla UV ışınının (özellikle çok tehlikeli olan UV-B) ulaşmasıdır. UV ışınları güneş yanıklarına, deri kanserine sebep olabilir, gözlere zarar verebilir (katarakt) ve insanlarda bağışıklık sisteminin zayıflamasına neden olabilir.
- Yağmur damlaları yere düşerken hava bulunan aerosolleri yakalayarak toprağa indirir. Yağışlarla toprağa inen bu tozlar, tarlaların verimini arttıran doğal gübre vazifesini görür.
Aerosollerin Optik Özellikleri ve Güneş Radyasyonuna Etkisi
- Aerosollerin optik özellikleri belirlenirken kimyasal yapısı, yoğunluğu, boyutu, şekli ve havada asılı halde bulunan sıvı, katı parçacıkların iç yapısı dikkate alınır.
- Işık yer atmosferinde havada bulunan aerosol parçacıkları tarafından saçılıma uğrar veya emilir.
- Aerosoller, güneş radyasyonunun saçılması ve emilimin sağlayarak doğrudan, bulut yoğunlaşma çekirdeklerine karışarak dolaylı olmak üzere radyasyon dengesini etkiler.
- Aerosoller çıplak gözle görülemedikleri halde optiksel olaylar (emilme, saçılma, polarizasyon vb.) nedeniyle görüş mesafesini azaltırlar.
- Güneş ışığı atmosfere girdiğinde emilme, yansıma ve saçılmaya uğrar ya da herhangi bir engelle karşılaşmaksızın yoluna devam eder.
Soğurulma: Bazı aerosoller LAC (Light Absorption Carbon) adı verilen siyah ve karbona sahip olup güneş ışığını soğurular. Mineral tozu (demiroksit vb.) içeren bazı aerosoller de ışığın soğurulmasına neden olur.
Saçılma: Gelen güneş ışınlarının bir yüzeye çarptıktan sonra, geliş açısına eşit bir açıyla yüzeyden uzaklaşması yansıma olarak adlandırılır. Çeşitli atmosferik elemanlar güneş radyasyonunu ilerleme doğrulusundan saptırır ve bütün yönlerde yansımasına neden olurlar. Bu olay saçılma olarak adlandırılır.
Radyasyon azalımı : Güneş ışınlarının atmosfer içerisinden geçerken aerosoller vb. partiküller tarafından yansıma, kırılma, saçılma veya emilmeye uğrayarak radyasyon yoğunluğunun azalmasıdır.
Polarizasyon: Aerosollere çarpan güneş ışığı yansıyarak veya saçılarak polarize olur. Saçılma süreci ortamda herhangi bir enerji kaybı ya da kazanımına neden olmaz. Dolayısıyla saçılma süreci esnasında sıcaklık değişmez. Saçılmaya genellikle hava molekülleri, aerosoller, su molekülleri ve çeşitli kirleticiler gibi çok büyük boyutlu maddeler neden olur. Saçılmanın şekli gelen radyasyonun dalga boyuna ve karşılaşılan aerosollerin boyutuna bağlıdır.
Rayleigh Saçılması:
Atmosferik parçacıkların boyutu, gelen güneş radyasyonunun boyutuyla karşılaştırıldığında daha küçüktür.
Gökyüzünün mavi ve güneş batımında kızıl renkte görünmesini sağlar.
Mie Saçılması:
Parçacığın çapı, gelen güneş radyasyonunun dalga boyuyla kıyaslanabilir büyüklüktedir.
Saçılmaya; bulutlar, kirlilik aerosolleri ve su damlacıkları neden olur.
Gökyüzünün mavi, puslu, bulanık görünmesine neden olur.
Aerosollerin Giderilmesi
- Atmosferik aerosollerin giderilmesi, büyük hava sistemlerinin ve yüksek irtifa jet akımlarının yakınında meydana geldiği düşünülmektedir.
- Burada stratosfer ve alt atmosfer birbirleriyle iç içe geçmekte ve birbirleriyle hava değiştirmektedir.
Aerosollerin Giderilmesi
Kaynaklar
Kaynaklar
-https://www.nasa.gov
-6. Ulusal Hava Kirliliği ve Kontrolü Sempozyumu-2015
-7. Atmospheric Science Symposium-2015 İstanbul
-Gazi Üniversitesi Mühendislik Mimarlık Fakültesi Dergisi-2016
-MGM Araştırma Dairesi Başkanlığı Atmosfer Modelleri Şube Müdürlüğü
-Yıldız Teknik Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü-Kentsel Atmosferde Partiküler Madde Boyut Dağılımı ve Bileşen Analizi
web.itu.edu.tr/~stopcu/dersler/gunes_yer_radyasyonu/Sunu6.ppt
-www.bilgiustam.com
-www.thermomed.com
-www.seslisozluk.net
-www.notek.tr