Abstract
Forskning over de siste ti årene har etablert at dagens bakgrunnskonsentrasjon av bakkenær ozon er høy nok til å ha skadelig effekt på vegetasjon. Disse effektene inkluderer reduksjon i biomasseproduksjon, trevekst og artssammensetning. Et hovedfokus i denne oppgaven er å gi et estimat av det totale akkumulerte opptaket av ozon gjennom stomata i vegetasjon i den sørlige delen av Afrika, over en vekstsesong. Til dette formålet brukes atmosfæremodellen WRF-Chem, en mesoskala værvarslingsmodell, koblet med en kjemimodul. For å validere modellen, blir resultatene for stomatafluksen sammenlignet med flukser beregnet ut ifra eddy kovarians data målt i Castelportziano, Italia, våren og sommeren 2007. Resultatene viser at ved å implementere en avhengighet av de evaporative egenskapene til atmosfæren rundt, reduseres overestimasjonen av den modelerte stomatafluksen i tørre perioder.
Ozonkonsentrasjonene simulert for den sørlige delen av Afrika er på 20-45ppb, og stemmer med de estimert av Zunckel et al.(2006), for samme tidsperiode. Kortere episoder med høye konsentrasjoner på 70-100 ppb forekommer gjennom hele perioden, verdier som er høye nok til å forvente skader på vegetasjon. Stomatafluksen av ozon akkumleres over hele 7-måneders perioden for å gi et estimat på den totale dosen ozon til vegetasjonen innen domenet. De høyeste dosene finner man i den sør-østlige delen av domenet, og overgår 16mmol/m2. Høye doser reflekterer kombinasjonen av høye middelkonsentrasjoner av ozon, sensitive vegetasjonskategorier og lav gjennomsnittlig bakketemperatur.
Intense research during the past few decades has established that the todays background concentration of ozone can cause adverse effects on vegetation. These effects include reduction in crop yield, tree growth and species composition. One main objective of this thesis is to provide an estimate of the total stomatal dose of ozone to the vegetation of the Southern African area over a maize growing season. For this purpose the WRF-Chem model is implemented, a mesoscale weather prediction system, fully coupled with a chemistry module. To validate the model, results for the stomatal flux are compared to fluxes derived from eddy covariance data gathered in Castelporziano, Italy, during the spring and summer period of 2007. Implementing dependance on the evaporative power of the ambient atmosphere is found to reduce overestimation of the modelled stomatal flux during dry periods.
The ozone concentrations simulated for Southern Africa are within the range of 20-45ppb, similar to those estimated for the same period by Zunckel et al.(2006). Peak values in the range of 70-100 ppb occured throughout the period, values well above the threshold levels at which plant damage can be expected. The stomatal flux of ozone is accumulated to yield the total stomatal dose of ozone to the vegetation across the domain over the full 7 month period. The highest doses are found in the south-eastern part of the modelled domain, exceeding 16mmol/m2 over the accumulation period. High doses reflects the combination of high mean ozone concentrations, sensitive landuse categories, and low mean temperatures due to high geographical elevation.