Repository logo

Browsing by Author "Mietelski, Jerzy W."

  • Thumbnail Image
    Item
    Badanie dynamiki zmian aktywności wybranych izotopów promieniotwórczych w atmosferze przy użyciu metod eksploracji danych
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2019) Nalichowska, Ewa; Mietelski, Jerzy W.; Kierepko, Renata; Bem, Henryk; Michalik, Bogusław
    Rozprawa doktorska dotyczy badania dynamiki zmian stężenia i depozycji aktywności wybranych izotopów alfa i gamma promieniotwórczych (238Pu, 239+240Pu, 210Pb, 7Be, 137Cs, 22Na, 40K) w atmosferze na podstawie wieloletniego zestawu danych pomiarowych próbek aerozoli atmosferycznych pochodzących z przygruntowej warstwy powietrza oraz próbek całkowitego opadu atmosferycznego zebranych w Krakowie w latach 2005-2016. Izotopy będące przedmiotem badań reprezentują ważne (ze względu na pochodzenie) grupy izotopów promieniotwórczych występujących w środowisku, tj. izotopy pochodzenia ziemskiego (40K i 210Pb), izotopy kosmogeniczne (7Be i 22Na) oraz izotopy antropogeniczne (238Pu, 239+240Pu i 137Cs) i w związku z tym mogą być wykorzystywane, jako wskaźniki procesów transportu aerozoli w atmosferze. Komplementarne zbadanie ich zawartości oraz zmienności w czasie zarówno w przygruntowej warstwie powietrza jak i w całkowitym opadzie atmosferycznym dla tak długiego okresu pomiarowego może stanowić cenny wkład do bazy wiedzy z dziedziny badań radioaktywności atmosfery. W ramach projektu badawczego będącego podstawą do napisania rozprawy doktorskiej zrealizowano następujące cele naukowe: • wyznaczenie zawartości izotopów 238Pu, 239+240Pu, 210Pb, 7Be, 137Cs, 22Na, 40K w przygruntowej warstwie powietrza oraz w całkowitym opadzie atmosferycznym • wykrycie korelacji wzajemnych, w szczególności sezonowych między wybranymi izotopami antropogenicznymi (238Pu, 249+240Pu, 137Cs), kosmogenicznymi (7Be, 22Na) i ziemskimi (40K, 210Pb) w przygruntowej warstwie powietrza i w całkowitym opadzie atmosferycznym • zbadanie zależności stężenia aktywności rozważanych izotopów w przygruntowej warstwie powietrza od stężenia pyłu zawieszonego w powietrzu • zbadanie zależności stężenia i depozycji aktywności rozważanych izotopów w badanych próbkach od wybranych wskaźników meteorologicznych • zbadanie zależności między stężeniem aktywności rozważanych izotopów w przygruntowej warstwie powietrza, a stężeniem i depozycją aktywności tych izotopów w całkowitym opadzie atmosferycznym • identyfikacja źródeł plutonu w badanych próbkach na podstawie znajomości stosunku aktywności 238Pu/239+240Pu oraz 137Cs/239+240Pu • oszacowanie dawek pochodzących od narażenia zewnętrznego i wewnętrznego na promieniowanie jonizujące emitowane przez rozważane izotopy zawarte w przygruntowej warstwie powietrza • zbadanie sezonowości oraz trendów długookresowych w szeregach czasowych stężenia i depozycji aktywności rozważanych izotopów promieniotwórczych w badanych próbkach Z uwagi na długi okres pomiarowy (12 lat) oraz dużą liczbę próbek (tygodniowe próbki filtrów powietrza i miesięczne próbki całkowitego opadu atmosferycznego) analizowany zbiór danych złożony był z ok. 3800 wyników pomiarowych. Analiza tak dużego zbioru rzeczywistych danych wymaga kompleksowego, usystematyzowanego podejścia, dlatego wszystkie analizy wykonane zostały z użyciem metod eksploracji danych w oparciu o model CRISP-DM.
  • Thumbnail Image
    Item
    Badanie wpływu parametrów meteorologicznych na czasowe charakterystyki stężenia wybranych związków chlorowcowych (CFCs) w powietrzu Krakowa w latach 1997-2012
    (Institute of Nuclear Physics Polish Academy of Sciences, 2014) Bielewski, Jarosław; Śliwka, Ireneusz; Mietelski, Jerzy W.; Różański, Kazimierz
    Celem niniejszej rozprawy doktorskiej jest analiza charakterystyk czasowych stężenia związków CFCs takich jak F-11 (CCl3F), F-12 (CCl2F2), F-113 (CCl2FCClF2), chloroform (CHCl3), metylochloroform (CH3CCl3), czterochlorek węgla (CCl4) i sześciofluorek siarki (SF6) w atmosferze Polski południowej. Badania objęły głównie środowisko podlegające dużej antropopresji w zakresie emisji tych związków tzn. obszar Krakowa. W tym celu konieczna była kontynuacja ciągłych pomiarów związków CFCs i SF6 rozpoczętych w 1997 r. i prowadzonych w Zakładzie Fizykochemii Ekosystemów Polskiej Akademii Nauk w okresie realizacji pracy w latach 2008 - 2012. W ramach pracy przeprowadzono także korelacje zmian charakterystyk czasowych związków CFCs i SF6 mierzonych w Krakowie z kierunkami napływu mas powietrza na podstawie klasyfikacji sytuacji synoptycznych dla dorzecza górnej Wisły według Tadeusza Niedźwiedzia. Wymagało to opracowania metody filtracji i klasyfikacji danych w oparciu o metodę regresji ważonej dla danych pomiarowych związków CFCs i SF6 otrzymanych w Krakowie przy użyciu chromatograficznego układu pomiarowego. Podjęto również próbę użycia modelu HYSPLIT trajektorii wstecznych do wizualizacji i korelacji znaczących epizodów przekroczeń tła z napływającymi nad obszar Krakowa masami powietrza. Oprócz analizy zmieniającego się w czasie stężenia związków CFCs i SF6 w atmosferze Polski południowej, w ramach pracy dokonano porównania pomiarów stężenia tych związków w Krakowie z pomiarami prowadzanymi na stacji Mace Head w Irlandii, uczestniczącej w światowym programie AGAGE. Do tego celu użyto wyselekcjonowanych metodą regresji ważonej średnich dobowych i rocznych krakowskiej stacji pomiarowej oraz odpowiadające im wyniki oznaczeń na stacji Mace Head. Wyznaczono także roczne narosty stężenia (tzw. „growth rates”) obu placówek badawczych, przy użyciu dwóch podejść tj. metody różnicy oraz przy pomocy procedury CCGvu 4.40 rekomendowanej przez NOAA/CMDL. Na podstawie uzyskanych w ten sposób wyników dopasowano tendencje rocznych zmian atmosferycznego stężenia poszczególnych związków CFCs i SF6 w Krakowie i na Mace Head.