Consortional assoc.: Analyses of the interactions between local air pollution and urban vegetation by in situ measurements and model simulations.  Page description

Help  Print 
Back »

 

Details of project

 
Identifier
109361
Type K
Principal investigator Hrotkó, Károly
Title in Hungarian Konzorcium, társ p.: A légszennyezettség és a városi zöldfelületek kölcsönhatásainak vizsgálata mérések és modellszámítások alapján
Title in English Consortional assoc.: Analyses of the interactions between local air pollution and urban vegetation by in situ measurements and model simulations.
Keywords in Hungarian városi fák, LAI alakulása, CO2 megkötés, párakibocsátás, légszennyezés kiülepedése
Keywords in English urban trees, LAI performance, CO2 fixation, vapour release, pollution deposition on leaves
Discipline
Horticulture (Council of Complex Environmental Sciences)50 %
Meteorology, atmospheric physics and dynamics (Council of Complex Environmental Sciences)50 %
Ortelius classification: Meteorology
Panel Earth sciences 2
Department or equivalent Department of Floriculture and Dendrology (Szent István University)
Participants Kardos, Levente
Ónody, Éva
Sárközi, Edit
Sepsi, Panna
Steiner, Márk
Sütöriné Diószegi, Magdolna
Starting date 2013-09-01
Closing date 2017-12-31
Funding (in million HUF) 5.785
FTE (full time equivalent) 3.70
state closed project
Summary in Hungarian
A kutatás összefoglalója, célkitűzései szakemberek számára
Itt írja le a kutatás fő célkitűzéseit a témában jártas szakember számára.

Az utóbbi évtizedekben a talaj-növényzet-légkör rendszer vizsgálata kiemelt figyelmet kapott. Ugyanakkor ezen összetett rendszerben az egyes elemek közötti kölcsönhatásokról csak korlátozott információk állnak rendelkezésre, városi környezetre vonatkozóan. A városi szennyezett levegő és a beépített környezetben található növényzet közti kölcsönhatások módosíthatják a helyi klímát, a növényzet állapotát és erősen befolyásolják a közérzetet. Jelen együttműködési program alapvető célja a „növényzet – légszennyezettség – városi környezet” összetett rendszerének elemzése, kölcsönhatásainak, valamint azok tér- és időbeli változásainak feltárása. A városi növényzet és a légszennyezettség összefüggéseinek vizsgálata komplex személetmódot igényel. Tekintettel a téma összetettségére, két egyetem (Eötvös Loránd Tudományegyetem és Budapesti Corvinus Egyetem) kutatói egy konzorciális pályázat keretein belül tervezik a kutatások végrehajtását. A résztvevő kutatók nagy tapasztalattal rendelkeznek a környezeti mérések és modellezés terén. E kutatási program keretében a rendelkezésre álló kapacitást kívánjuk kiterjeszteni annak érdekében, hogy részletes mérések és modellszimulációk segítségével feltárjuk és megértsük a légköri állapotok (légszennyezettség, időjárási helyzetek), valamint a növényzet (elsősorban fák) kölcsönhatásait városi környezetben.

Mi a kutatás alapkérdése?
Ebben a részben írja le röviden, hogy mi a kutatás segítségével megválaszolni kívánt probléma, mi a kutatás kiinduló hipotézise, milyen kérdéseket válaszolnak meg a kísérletek.

A városi légszennyezés komoly egészségügyi problémákat okozhat, csökkenti a komfortérzetet, az időnként elrendelt szmog-riadók pedig zavarokat válthatnak ki a városi életben. Ugyanakkor általánosan elfogadott, hogy a városi fásítás, a növényzet fontos szerepet játszik a levegőszennyezés csökkentésében. A fák, a növényzet és a levegőszennyezettség közötti kölcsönhatások pozitív és negatív elemeket egyaránt magukba foglalnak. A kölcsönhatások komplex modelljének kidolgozásához hiányoznak az in-situ mérések. Ezért első lépésben expedíciós méréseket tervezünk jellemző városi környezetekben (park, tér, kanyonhatású szűk utcák) a mikroklimatikus tényezők, illetve légszennyezettség mérésére. Ugyanezen helyszíneken vizsgálatokat tervezünk a városi növényzet, elsősorban a fák levélfelületének alakulására, valamint a levélzet fotoszintetikus kapacitásának (CO2 megkötés, vízgőz kibocsátás, számított oxigén kibocsátás) vizsgálatára. Egyúttal vizsgáljuk azon környezeti tényezők alakulását, amelyek hatással lehetnek a növényzet teljesítményére (fotoszintetikusan aktív sugárzás, léghőmérséklet, levélhőmérséklet, VPD, ózon koncentráció, sztómakonduktivitás) és összehasonlítjuk a különböző fafajok teljesítményét. Mérjük a levélzeten kiülepedett légszennyeződés mértékét is, különös tekintettel a nehézfémekre. Részben e mérési eredményekre alapozva különböző modellek (ülepedési modell, lokális terjedési modell, kémiai almodell) fejlesztését, finomítását és alkalmazását tűztük ki célul. A fentieken túl, regionális klímamodellek eredményeit felhasználva tervezzük a légkör és a növényzet közi kölcsönhatások várható változásainak az elemzését is.

Mi a kutatás jelentősége?
Röviden írja le, milyen új perspektívát nyitnak az alapkutatásban az elért eredmények, milyen társadalmi hasznosíthatóságnak teremtik meg a tudományos alapját. Mutassa be, hogy a megpályázott kutatási területen lévő hazai és a nemzetközi versenytársaihoz képest melyek az egyediségei és erősségei a pályázatának!

A közös kutatási program keretében mérések és modellek segítségével kívánjuk vizsgálni a helyi légszennyezettség és a városi növényzet közötti kölcsönhatásokat. Ennek, a meteorológusok és növénytani szakemberek közötti együttműködésnek a szinergikus hatása számos előnnyel jár. A két egyetem széleskörű tapasztalattal rendelkező kutatóinak együttműködése egyedülálló kutatási potenciált ígér a tervezett kutatási munka teljesítéséhez, s egyben garanciát jelent a légszennyezettség és a növényzet közti kölcsönhatások területén az ismeretek bővítéséhez. A kutatás során részletes mikrometeorológiai, növény fiziológiai és légszennyezettségi méréseket tervezünk városi környezetben. Mérési eredményeink felhasználásával egy komplex modellt tervezünk kidolgozni a „növény – levegőszennyezés – városi környezet” összetett rendszerében érvényesülő kölcsönhatásokra. A kölcsönhatások jellemzése és összefüggéseik feltárása ebben a bonyolult rendszerben jelentős mértékben hozzájárulhat a levegőszennyezés mértékének becsléshez, előrejelzéséhez, valamint a városi fák szerepének pontosabb meghatározásához. Kutatási eredményeink hasznos adatokkal szolgálhatnak a városfásítást tervezők számára a megfelelő fafajok kiválasztásában és a meglévő fák viselkedésének és környezeti hasznának felméréséhez. A mérési eredmények nagymértékben hozzájárulhatnak a környezeti modellek bemenő adatbázisainak pontosításához is.

A kutatás összefoglalója, célkitűzései laikusok számára
Ebben a fejezetben írja le a kutatás fő célkitűzéseit alapműveltséggel rendelkező laikusok számára. Ez az összefoglaló a döntéshozók, a média illetve az adófizetők tájékoztatása szempontjából különösen fontos az NKFI számára.

A fák meghatározó jelentőséggel bírnak a városi környezetben. Nemcsak árnyékoló és hűtő hatásuk miatt hasznosak, de nagymértékben csökkentik a levegőszennyezést, lefogják a zajt, hatásuk az emberi egészségre és a komfortérzetre is kedvező. Két egyetem (Eötvös Loránd Tudományegyetem és Budapesti Corvinus Egyetem) kutatói együttműködve tervezik feltárni a fák levélzetének és a levegőszennyezettségnek a kölcsönhatásait, ami egyedülálló kutatási eredményekkel biztat. A kölcsönhatások vizsgálata, komplex rendszerének a modellezése hasznos adatokkal szolgálhat a várostervezés számára a megfelelő fafajok kiválasztásához és a levegőszennyezettség csökkentésében mutatkozó környezeti hasznuk megismeréséhez.
Summary
Summary of the research and its aims for experts
Describe the major aims of the research for experts.

Investigation of the soil-vegetation-atmosphere system has received special attention in the last decades. However, only limited information is available about these complex interactions in the urban environment. Interactions between the polluted urban air and urban vegetation can modify both the local climate and plant physiology and can also strongly influence the human comfort. The main aims of this consortional project are to describe the status, the spatial and temporal variability, and the connections of the “plant – air pollution – urban site“ complex system. Investigation of the interactions between urban vegetation and the atmospheric conditions requires a complex approach. Considering the complexity of the theme, researchers of two universities (Eötvös Loránd University and Corvinus University) have decided to cooperate in this topic. The participants have a long-term experience in both environmental measurements and modelling. In the frame of this cooperation we plan to extend our capacity in order to explore and understand the interactions between atmospheric conditions (air pollution, weather situations) and vegetation, primarily trees in urban environment by in situ measurements and sophisticated model simulations.

What is the major research question?
Describe here briefly the problem to be solved by the research, the starting hypothesis, and the questions addressed by the experiments.

The atmospheric pollution under urban conditions can cause serious human health and other environmental problems, discomfort and smog alerts. At the same time, the urban vegetations play important role in the mitigation of the air pollution, but the interactions between atmospheric contaminations and plants may involve both positive and negative effects. Further on the evaluation of elements in a complex environmental model requires in situ measurements on interaction, but such measurements and data related to urban environment are almost completely missing. For this reason, measurements are planned on microclimatic factors and air pollution in local urban conditions (involving park, plaza and canyon effects of narrow streets). At the same time and locations investigations are planned on urban trees with the goal of data collection on performance of their leaf area and volume, the photosynthetic capacity (CO2 fixation, water vapour and oxygen release) of the leaves. On the other hand we plan to follow the effects of environmental variables (photosynthetic active radiation, air temperature, vapour pressure deficit and ozone concentration) on stomatal conductance and photosynthetic capacity of tree species. Investigations on deposition of air polluting particles are also planned to determine the air cleaning capacity of the leaves. To utilize the results of these measurements, the development, refinement and application of a detailed deposition model, a local scale dispersion model and a chemical model are also intended. Additionally, the estimated changes in the atmosphere/vegetation interactions will also analysed in relation to regional climate change.

What is the significance of the research?
Describe the new perspectives opened by the results achieved, including the scientific basics of potential societal applications. Please describe the unique strengths of your proposal in comparison to your domestic and international competitors in the given field.

In the frame of this joint research project we investigate the interactions between the local air pollution and the urban vegetation by in situ measurements and model simulations. This cooperation between meteorologists and plant scientists will provide several synergistic effects as benefits. The collaboration of the two universities with extensive experience in the field promises unique research potential for fulfilling the planned research work and provides guarantee for progress in improving knowledge on air pollution and plant interactions. During the project, detailed micrometeorological, plant physiological and atmospheric air pollution measurements are planned to perform resulting new and detailed information about atmosphere/plant interactions in urban environment. Using these in situ collected data in environmental model simulations we plan to elaborate a complex model of interactions in the “plant – air pollution – urban site“ system. The characterization of interactions in this complex system will provide a conducing framework for predicting microclimatic factors and useful data of urban drafting and planning urban tree plantations to reduce the harmful effects of urban air pollution. Our research results can assist landscapers and horticulturists in better selecting suitable species for planting or diagnosing problems of established trees. The results of this project would also be very useful for the further development and refinement of environmental models to provide input parameters for them.

Summary and aims of the research for the public
Describe here the major aims of the research for an audience with average background information. This summary is especially important for NKFI in order to inform decision-makers, media, and the taxpayers.

Trees are essential in the urban conditions not only because of their cooling effect during hot periods, which impacts directly on the local microclimate, but also for their air pollution and noise reducing role, human health implication as well as comfort and aesthetic feeling. To describe the interactions between urban vegetation and the atmospheric conditions, a complex approach is required. The cooperation of Eötvös Loránd University and Corvinus University involving scientists with extensive experience in the field promises unique research potential for fulfilling the planned research work and provides guarantee for progress in improving knowledge on air pollution and plant interactions. The characterization of interactions in this complex system will provide a useful framework for predicting microclimatic factors and useful data for planning of urban drafting and planning urban tree plantations to reduce the harmful effects of urban air pollution.





 

Events of the project

 
2017-05-23 08:24:01
Résztvevők változása




Back »