Composizione atmosferica
Il nostro gruppo si occupa dello studio della composizione chimica dell'Atmosfera terrestre, non soltanto attraverso la analisi di dati di significativi composti atmosferici ma anche attraverso la progettazione e lo sviluppo di strumenti di misura efficienti e complessi.
Lo studio della composizione chimica dell'Atmosfera e, in particolare, della Troposfera, che ne rappresenta la regione a diretto contatto con la superficie terrestre, è diventato negli ultimi decenni uno fra i temi di maggiore interesse scientifico non solo per la stretta correlazione tra i composti atmosferici e i cambiamenti climatici, ma anche per gli effetti di questi ultimi sulla salute umana e, più in generale, degli esseri viventi nel sistema Terra.
La principale attività svolta in tale settore è la progettazione e sviluppo del sistema TD-LIF.
Uno strumento basato sulla tecnica della fluorescenza indotta da laser (LIF) per misure dirette del biossido di azoto (NO2), una specie chiave nello studio del budget dell'ozono (O3) troposferico, è stato sviluppato da tale gruppo a partire dal 2006. Accoppiato ad esso c'è un sistema di termodissocazione di tre gruppi di specie serbatoio dell'NO2: i perossinitrati (ΣPNs), gli alchilnitrati (ΣANs) e l'acido nitrico (HNO3). Tali specie, quindi, vengono convertite in NO2 riscaldando i campioni di aria rispettivamente a 200°C, 400°C e 550°C. Le molecole di NO2 vengono eccitate per mezzo di un laser pulsato YAG a 532nm e la luce di fluorescenza emessa misurata per mezzo di fotomoltiplicatori (PMT). La pressione all'interno delle celle misura è mantenuta nell'ordine di qualche Torr, in modo da minimizzare l'effetto del quencing dell'NO2 e di allungare la durata del segnale di fluorescenza. Il background nelle stesse celle è ridotto per mezzo sia di filtri ottici che di un filtro temporale che apre il gate dei PMT dopo l'impulso del laser. Il TD-LIF ha una elevata sensitività (9.6 ppt di detection limit per l'NO2) e consente di effettuare misure ad alta frequenza di campionamento (10 Hz) rendendo tale strumento particolarmente indicato per la valuzione dei flussi di NO2, ΣPNs e HNO3 attraverso la tecnica dell'Eddy Covariance. Complessivamente, l'analisi di tutte queste specie consente di fare una valutazione più complessa e completa del budget dell'ozono troposferico e della sua produzione. Nel 2010, tale strumento è stato certificato per essere installato a bordo dell'aereo strumentato inglese BAe146 (FAAM, Cranfield). Il TD-LIF è stato impiegato in numerose Campagne di misura sia a terra che aeree.
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