Summertime total OH reactivity measurements from boreal forest during HUMPPA-COPEC 2010

Abstract

La reactividad ambiental total de OH se midió en la estación forestal boreal finlandesa SMEAR II en Hyytiälä (Latitud 61°51' N; Longitud 24°17' E) en julio y agosto de 2010 utilizando el Método de Reactividad Comparativa (MRC). El MRC (método de reactividad total de OH) es una determinación directa in situ de la tasa total de pérdida de radicales hidroxilo (OH) causada por todas las especies reactivas en el aire. Durante la campaña de campo intensiva HUMPPA-COPEC 2010 ( H yytiälä United M easurements of P hotochemistry and P articles in Air – C omprehensive Organic P recursor Emission and C oncentration study) la reactividad total de OH se monitoreó tanto dentro (18 m) como directamente sobre el dosel forestal (24 m) por primera vez. Aquí se ha analizado la comparación entre estas dos mediciones de reactividad total de OH, los valores absolutos y la variación temporal. Las condiciones estables de la capa límite durante la noche y la mezcla turbulenta durante el día indujeron una variabilidad a corto plazo baja y alta, respectivamente. El impacto de las emisiones biogénicas y los productos fotoquímicos asociados en la reactividad total del OH se midió en condiciones normales y de estrés (es decir, con altas temperaturas prolongadas). La advección de las emisiones de la quema de biomasa al sitio provocó un cambio marcado en el perfil vertical de la reactividad total del OH. Al comparar la contribución de la reactividad del OH de los compuestos medidos individualmente y la reactividad total del OH medida directamente, se puede deducir el tamaño de cualquier sumidero no contabilizado o "faltante" para diversas influencias atmosféricas. Para condiciones boreales "normales" se determinó una reactividad del OH faltante del 58%, mientras que para condiciones boreales "estresadas" se determinó una reactividad del OH faltante del 89%. Se proponen diversas fuentes de especies reactivas al OH no cuantificadas como posible explicación de la alta reactividad del OH faltante.Ambient total OH reactivity was measured at the Finnish boreal forest station SMEAR II in Hyyti¨al¨a (Latitude 61 510 N; Longitude 24 170 E) in July and August 2010 using the Comparative Reactivity Method (CRM). The CRM – total OH reactivity method – is a direct, in-situ determination of the total loss rate of hydroxyl radicals (OH) caused by all reactive species in air. During the intensive field campaign HUMPPA-COPEC 2010 (Hyyti¨al¨a United Measurements of Photochemistry and Particles in Air – Comprehensive Organic Precursor Emission and Concentration study) the total OH reactivity was monitored both inside (18 m) and directly above the forest canopy (24 m) for the first time. The comparison between these two total OH reactivity measurements, absolute values and the temporal variation have been analyzed here. Stable boundary layer conditions during night and turbulent mixing in the daytime induced low and high short-term variability, respectively. The impact on total OH reactivity from biogenic emissions and associated photochemical products was measured under “normal” and “stressed” (i.e. prolonged high temperature) conditions. The advection of biomass burning emissions to the site caused a marked change in the total OH reactivity vertical profile. By compa ing the OH reactivity contribution from individually measured compounds and the directly measured total OH reactivity, the size of any unaccounted for or “missing” sink can be deduced for various atmospheric influences. For “normal” boreal conditions a missing OH reactivity of 58 %, whereas for “stressed” boreal conditions a missing OH reactivity of 89% was determined. Various sources of not quantified OH reactive species are proposed as possible explanation for the high missing OH reactivity.