Geology, Tectonics, Vulcanology (Council of Complex Environmental Sciences)
40 %
Meteorology, atmospheric physics and dynamics (Council of Complex Environmental Sciences)
40 %
Regional Studies (Council of Complex Environmental Sciences)
20 %
Panel
Earth sciences 2
Department or equivalent
Radiocarbon research group (HUN-REN Institute for Nuclear Research)
Starting date
2007-07-01
Closing date
2010-07-31
Funding (in million HUF)
5.526
FTE (full time equivalent)
0.45
state
closed project
Summary in Hungarian
A projekt keretében nagypontosságú légköri CO2 koncentráció és 14C méréseket kívánok együtt alkalmazni annak érdekében, hogy a fosszilis tüzelőanyagokból származó CO2 mennyiséget meghatározzam a levegőben Magyarország egy átlagosan iparosodott területén (Dumaföldvártól 4 km-re). Mivel a fosszilis tüzelőanyagok (kőolaj, földgáz, kőszén) nem tartalmaznak mérhető mennyiségű radiokarbont (14C) így az égésükből származó szén-dioxid a légkörbe jutva a 14C légköri CO2-ra vonatkozó koncentrációját csökkenti (Suess-ekketus). Ilyen értelemben a 14C a nem-fosszilis eredetű CO2 természetes nyomjelzője a légkörben. A kizárólag koncentráció méréseken alapuló fosszilis eredetű CO2 tartalom meghatározások nagy hátránya és bizonytalansági tényezője, hogy a légköri CO2 koncentrációja több okból sem állandó, több természeteses eredetű szezonális hatás is erőteljesen befolyásolja annak alakulását (vegetációs periódusok, évszakok váltakozásai, egyéb regionális hatások). A légköri CO2 koncentrációjának alakulását befolyásoló többféle hatás szétválasztása általában igen nehézkes feladat. Az egy adott területen folyó légköri CO2 koncentráció méréseket 14C mérésekkel összekötve azonban a nem-fosszilis és fosszilis eredetű komponensek egyértelműen szétválaszhatóak egymástól. A projekt során a havi átlagokban mért fajlagos 14C koncentrációkat az adott területre mért havi átlagos CO2 koncentráció értékekkel kívánom összevetni több éven keresztül a szezonális hatások feltérképezése érdekében. A várható tudományos eredmény a térségre jellemző fosszilis tüzelőanyag eredetű CO2 mennyiségének meghatározása lesz több éves periódusra.
Summary
To determine the fossil fuel originated CO2 component I will combine high precision CO2 concentration measurements and 14C measurements from the air in an average industrial region of Hungary. Fossil fuels (natural gas, oil, coal) do not contain radiocarbon (14C) thus during their burning the emitted CO2 causes a decrease in the 14C content of the atmospheric CO2 (Suess-effect). According to this effect the 14C is a natural tracer of non-fossil originated CO2 in the atmosphere. Using only CO2 concentration measurements for the fossil component determination has many limitations as its level is varying due to some natural processes also (varying of vegetation periods, seasons and other regional effects). Elimination and quantification of these natural effects are always really complicated. Combination of the two techniques such as the CO2 determination and 14C measurement of the air gives the possibility to calculate the exact rate of the CO2 component originated from fossil fuel. During this project I will measure the monthly mean 14C concentration of the atmospheric CO2 and determine the monthly mean CO2 content and finally calculate the monthly average of fossil fuel originated CO2 amount in the air of the studied region. The scientific result of this project will be the long term record of the monthly average fossil fuel originated CO2 content of the atmosphere of that region of Hungary.
Final report
Results in Hungarian
Nagypontosságú légköri CO2 koncentráció és 14C méréseket együttesen használva Debrecenben, Magyarország egy átlagosan iparosodott régiójában, meghatároztuk a belváros levegőjének fosszilis tüzelőanyagokból származó CO2 tartalmát havi átlagokban 2008 szeptembere és 2010 márciusa között. A kutatás keretében világviszonylatban is egyedi, terepi mintavevő és mérőrendszert fejlesztettünk ki. Az újszerű mérési összeállítás analitikai teljesítőképességét összeméréssel igazoltuk. A természetes háttérszint megállapításához Magyarország dunántúli régiójában, Hegyhátsálon párhuzamos légköri 14CO2 méréseket indítottunk. A háttérállomás megfelelőségét több mint 100m szintkülönbséggel végzett párhuzamos mérések eredményeinek összehasonlításával igazoltuk.
2009. januárjában Debrecen levegőjében 10-15ppm tartományba eső tél közepi jól fejlett légköri fosszilis szén-dioxid csúcsot mutattunk ki, mely összhangban van a más, hasonló méretű európai városokban közölt adatokkal. 2008. és 2009. év októberében jelentős fosszilis szén-dioxid tartalom kiugrások mutatkoztak (10-17ppm) a vizsgált városi levegőben, melyekre a helyi meteorológiai viszonyok speciális alakulása vagy a biogén szén hatása adhat magyarázatot. A 2009. év telén gyakorlatilag nem volt kimutatható a tél közepi fosszilis CO2 maximum a debreceni levegőben. A városi fosszilis CO2 hányad eredményeinket a légköri CO2 minták szén stabilizotóp eredményei is megerősítették.
Results in English
Between Sept 2008 and March 2010 we used combined atmospheric CO2 mixing ratio and 14C observations to estimate the monthly mean fossil fuel CO2 amount in the air of Debrecen city, which is located in a moderately industrial region of Hungary. In the framework of this study we developed an internationally unique field deployable monitoring station. The novel monitoring unit has been validated by inter-comparison measurements. To measure the Hungarian reference level we started simultaneous atmospheric 14CO2 observations near Hegyhátsál in the Transdanubian region of Hungary. The relevance of the reference location was demonstrated by two elevation measurements executed at the station in parallel but with more than 100m elevation difference.
During January of 2009 we observed a well-developed monthly mean mid-winter atmospheric fossil fuel CO2 peak in Debrecen city with the amplitude of 10-15ppm which was in agreement with the winter data reported from other European cities. We also observed significant local maximums (10-17ppm) in atmospheric fossil fuel CO2 during October 2008 and 2009 in the city which possibly could be explained by more detailed study of local meteorological conditions and/or special biogenic CO2 effect. During the winter of 2009 we did not detect a mid-winter atmospheric fossil fuel CO2 peak in Debrecen city. Our urban fossil fuel CO2 records were also confirmed by the carbon stable isotope results of the collected atmospheric CO2 samples.
Major István: Módszerfejlesztés a légköri szén-dioxid emberi eredetű hányadának meghatározására. Témavezető: Dr. Molnár Mihály, TDK dolgozat. Debreceni Egyetem., 2008
Molnár M, Major I, Haszpra L: Módszerfejlesztés a légköri szén-dioxid emberi eredetű hányadának meghatározására., V. Kárpátmedencei Környezettudományi Konferencia, 2009. március 29-31, Kolozsvár. Szerk.: Mócsy I., Szacsvai K., Urák I., Zsigmond A. R.. Ábel Kiadó, 439-444, 2009
Molnár M, Haszpra L, Major I, Svingor É, Veres M: Development of a mobile and high-precision atmospheric CO2 monitoring station, Geophysical Research Abstracts, Vol. 11, EGU2009-10271, 2009. EGU General Assembly 2009, 2009
Molnár M, Haszpra L, Svingor É, Major I, Svĕtlík I.: Atmospheric fossil fuel CO2 measurement using a field unit in a Central European city during the winter of 2008/09, Radiocarbon 52, Nr. 2-3 (közlésre elfogadva), 2010
Molnár M, Major I, Haszpra L, Svĕtlík I, Svingor É, Veres M: Fossil fuel CO2 estimation by atmospheric 14C measurement and CO2 mixing ratios in the city of Debrecen, Hungary, Journal of Radioanalitical and Nuclear Chemistry (2010) (közlésre elfogadva), 2010
Events of the project
2023-04-26 08:45:38
Kutatóhely váltás
A kutatás helye megváltozott. Korábbi kutatóhely: Környezetanalitikai kutatócsoport (Atommagkutató Intézet), Új kutatóhely: Radiokarbon kutatócsoport (Atommagkutató Intézet).
