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greenhouse gases exchange over and within a tropical forest in africa

greenhouse gases exchange over and within a tropical forest in africa. UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELLA TUSCIA DI VITERBO. DIBAF Dipartimento per la innovazione nei sistemi biologici, agroalimentari e forestali. CORSO DI DOTTORATO DI RICERCA Ecologia Forestale XIV ciclo. Coordinatore:

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Presentation Transcript

  1. greenhouse gases exchange over and within a tropical forest in africa UNIVERSITÀ DEGLI STUDI DELLA TUSCIA DI VITERBO DIBAF Dipartimento per la innovazione nei sistemi biologici, agroalimentari e forestali CORSO DI DOTTORATO DI RICERCA Ecologia Forestale XIV ciclo Coordinatore: Prof. Paolo De Angelis Tutor: Prof. Riccardo Valentini Dottorando: Giacomo Nicolini Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  2. INTRO ANKASA OBIETTIVI MATERIALI E METODI RISULTATI Campagna luglio EA Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  3. INTRO • Perché misurare i gas traccia (CH4, N2O, CO ..) • Tema recente: intensificazione degli studi negli ultimi anni (CO2 dagli anni ‘90) • Importante effetto netto sul clima: GWP CH4 circa 25 volte quello della CO2 • Esistono ancora delle incertezze: difficile misurazione e modellizzazione • La distribuzione a livello globale dei lavori è ancora localizzata Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  4. INTRO • Quali sono le difficoltà nel misurare questi gas • Basse concentrazioni ambientali (CH4 circa 1.8 ppm) e gradienti: • > flussi generalmente bassi • Alta variabilità spaziale e temporale: legata a processi biogeochimici • Sensori adatti attualmente in produzione/sviluppo • Non esiste una metodologia universalmente accetta nel processamento dei dati • > qualità dei dati, gap-filling • Perché utilizzare tecniche micrometeorologiche • Campionamenti continui (senza alterare l’ambientelocale) • Integrazione spaziale delle misure • Problemi applicativi e assunzioni • Condizioni atmosferiche: steady state, turbolenza sviluppata, fluttuazioni della • densità negligibili, flusso turbolento verticale costante • Condizioni ambientali: terreno orizzontale e omogeneo, footprint adeguata, • flusso medio verticale negligibile • EB, storage e avvezione • Flussi notturni Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  5. ANKASA Forest • Obiettivi • Stima dei flussi di CH4 e CO2 sotto chioma (EC) • Analisi del gradiente verticale di concentrazione e dello storage di CH4 • Stima dei flussi di CH4 e CO2sopra chioma (EC) • Analisi stagionale dei flussi • Campagne di misura e set-up • Aprile 2011 • LOW: Li-7700, Li-7500, Gill-WM. TOW: Li-7700, Li-6262, Gill-WM • Ottobre 2011 • LOW: Li-7700, Li-7500A, Gill-WMPro. TOW: Li-7700, Li-7500A, Gill-WMPro Analisi dati: Li-EddyPro ADV Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  6. Criterio generale per il trattamento dati e correzioni • Acquisizione • 10 Hz, analogico (aprile), digitale (ottobre) • Pre-processing • Eliminazione record in base: AGC, DIAG, RSSI, pioggia • Processing • Double rotation (anemometro), blockaverage (fluttuazioni), covariancemax • (time lag), WPL (fluttuazioni della densità), test statistici (spikes, risoluzione segnale, • drop-outs, limiti assoluti, skewness e kurtosi, discontinuità, angolo di attacco (vento) • ecc.), correzioni spettrali (basse e alte frequenze) • Qualitycontrol • Flag precedenti • Test stabilitàatmosferica: steady state e developed turbulent conditions > 0,1,2 • Gap-filling • Meandiurnalvariation (12 giorni) Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  7. LOWLAND 2011.04.11-14 - DRY season Li-7700, Li-7500, Gill-WM Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  8. CH4flux: -0.8 nmol m-2 s-1 (-0.05 mg m-2 h-1) LOWLAND 2011.04.11-14 LOWLAND 2011.04.11-14 - DRY season Dailyfluxes >> sink << FARE GRAFICI SERIE TEMPORALE SENZA MEADIARE GIORNALMENTE Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  9. LOWLAND 2011.10.03-08 - WET season Li-7700, Li-7500, Gill-WM Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  10. LOWLAND 2011.10.03-08 - WET season Stabilitytreshold SEPARARE GIORNO E NOTTE Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  11. LOWLAND 2011.10.03-08 - WET season Concentrationdailytrend Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  12. CH4flux: 2.5 nmol m-2 s-1(0.15 mg m-2 h-1) LOWLAND 2011.10.03-08 - WET season Dailyfluxes << source >> FARE GRAFICI SERIE TEMPORALE SENZA MEADIARE GIORNALMENTE Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  13. PROFILE / STORAGE 2011.04 - 2011.07 - 2011.10 RIPORTARE PARAMETRO TURBOLENZA Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  14. PROFILE / STORAGE 2011.04 - 2011.07 - 2011.10 CUSTOMIZZARE GRAFICI E RIPORTARE PARAMETRO TURBOLENZA Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  15. TOWER 2011.04.16-06.24 - DRY season Li-7700, Li-6262, Gill-WM • Data loss • Crash sistema 80% • Processing 50% • Filtraggio attenuato • No gap-filling Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  16. CH4flux: 1.8 nmol m-2 s-1 (0.11 mg m-2 h-1) TOWER 2011.04.16-06.24 - DRY season Dailyfluxes << source >> FARE GRAFICI SERIE TEMPORALE SENZA MEADIARE GIORNALMENTE Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  17. TOWER 2011.10 - oggi - WET season Li-7700, Li-7500A, Gill-WMpro ELIMINARE RECORD METEO -9999 Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  18. TOWER 2011.10 - oggi - WET season Stabilitydependence SEPARARE GIORNO E NOTTE Stabilityfilter: (z-d)/L > 0.05 Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  19. TOWER 2011.10 - oggi - WET season Filtereffect Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  20. TOWER 2011.10 - oggi - WET season Gap filling - MDV Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  21. CH4flux: -0.9 nmol m-2 s-1 (0.05 mg m-2 h-1) TOWER 2011.10 - oggi - WET season Dailyfluxes << sink >> Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  22. TOWER 2011.10 - oggi - WET season Footprint ORDINARE RECORDS IN ORDINE CLOCKWISE E FARE POLIGONI Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  23. TOWER 2011.10 - oggi - WET season [CH4] daily trend CH4dailyfluxweekly trend Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  24. Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  25. EDDY ACCUMULATION Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  26. EDDY ACCUMULATION Sample mixing Roccarespampanicloverfield, April 2010 – Gill HS/Li-cor 7200 night CO2 flux [mmol m-2s-1] EC (reference) EA without samples mixing EA with 2 samples mixing EA with 4 samples mixing Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  27. EDDY ACCUMULATION Resolution daily course of real mean absolute concentration fluctuations daily course of simulated up/down concentration differences ABS(CO2up - CO2dw) [mmol mol-1] Mean Abs CO2 fluct. [mmol mol-1] time [hh:mm] time [hh:mm] Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

  28. GRAZIE Giacomo Nicolini– UNITUS/DIBAF

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