Application of backward air mass trajectory analysis in evaluating airborne pollen dispersion

Abstract

To investigate airborne pollen movement aerobiologists use backward air mass trajectories. In the present paper the peculiarities of airborne birch pollen dispersion are analysed. In 2005 at Šiauliai Aerobiology Station pollen was recorded using Hirst‐type spore trap. The situation of birch bloom in neighbouring European countries was evaluated according to the European Aeroallergen Network database. It was generalized and used to prove long‐range pollen transport. Air mass trajectories were calculated according to the HYSPLIT 4 model the trajectory drawing principle of which is based on the integration of the position of air mass with regard to time. The present study has shown that backward air mass trajectory analysis may be applied in investigating relationship among pollen dispersion, meteorological conditions and air mass transport. It is estimated that at Šiauliai Aerobiology Station the dynamics of pollen concentration is determinated by local flora and airborne pollen long‐range transport. The evaluation of pollen dispersion by the backward air mass trajectory method presented in the paper established precondition to look for possibilities of application of the HYSPLIT 4 model to prepare the forecasts of pollen dispersion.

Žiedadulkių dispersijos atmosferoje vertinimas taikant atgalinių oro masių trajektorijų analizę

Santrauka. Žiedadulkių judėjimą atmosferoje aerobiologai tiria analizuodami atgalinių oro masių trajektorijas. Šiame straipsnyje gilinamasi į beržo žiedadulkių sklaidos atmosferoje ypatumus. Šiaulių aerobiologijos stotyje 2005 m. žiedadulkės buvo fiksuojamos Hirst tipo sporų gaudykle. Žiedadulkių judėjimas žydint beržams aplinkinėse Europos šalyse buvo įvertintas remiantis Europos aeroalergenų tinklo duomenų baze. Apibendrintais duomenimis pasinaudota, įrodant tolimąją žiedadulkių pernašą. Oro masių trajektorijos apskaičiuotos pagal HYSPLIT 4 modelį, trajektorijų brėžimo principą grindžiant oro masės padėties integravimu laiko atžvilgiu. Tyrimas parodė, kad atgalinių oro masių trajektorijų analizė gali būti taikoma tiriant sąsają tarp žiedadulkių dispersijos, meteorologinių sąlygų ir oro masių pernašos. Nustatyta, kad Šiaulių aerobiologijos stotyje žiedadulkių koncentracijos dinamiką lemia vietinė augalija ir žiedadulkių atmosferoje tolimosios pernašos. Straipsnyje pateiktas žiedadulkių dispersijos vertinimas atgalinių oro masių trajektorijų analizės metodu suformavo prielaidas siekti modelio HYSPLIT 4 taikymo galimybių žiedadulkių sklaidai prognozuoti.

Reikšminiai žodžiai: žiedadulkės, meteorologinės sąlygos, tolimosios pernašos, atgalinės oro masių trajektorijos, beržo dulkėjimas, oro tarša.

Оценка дисперсии пыльцы в атмосфере по анализу траекторий обратных воздушных масс

Резюме. Для исследования пыльцы в атмосфере аэробиологи используют траектории обратных атмосферных масс. В статье анализируются особенности рассеянности берёзовой пыльцы в атмосфере в 2005 г. Пыльца фиксировалась с использованием ловушки спор типа Хирст. Ситуация цветения берёзы в соседних странах Европы была оценена согласно данным базы Европейской сети по аэроаллергенам. Данные обобщены, использованы, доказан дальний перенос пыльцы. Траектории обратных воздушных масс установлены согласно модели HYSPLIT 4. Исследования показали, что анализ обратных воздушных масс может быть использован для изучения связи между дисперсией пыльцы, метеоусловиями и переносом атмосферных масс. Установлено, что на аэробиологической станции города Шяуляй динамика пыльцы предопределена местной флорой и дальними переносами. Представленная оценка дисперсии пыльцы может служить основой при изучении возможности использования HYSPLIT 4 для прогнозов.

Ключевые слова: пыльца, метеоусловия, дальний перенос, обратные траектории атмосферных масс, пыление берёзы, загрязнение воздуха.

Firstd Published Online: 14 Oct 2010

Keyword : pollen, meteorological conditions, long-range transport, backward air mass trajectories, birch pollination, air pollution