Dry deposition monitoring over the Speulder forest. Description of the equipment and evaluation of the measuring methods

Abstract

Dit rapport maakt deel uit van een serie rapporten, die geschreven zijn als afsluiting van de projecten Speuld (RIVM project 722108) en EC LIFE (93/NL/A23/NL/3547). Het rapport bevat een uitgebreide beschrijving van de opstelling voor de continue bepaling (monitoring) van droge depositiefluxen van verzurende componenten in het Speulderbos, en een evaluatie van de instrumenten en van de opstelling als geheel. Ook wordt een gedetailleerde foutenanalyse gegeven van de gas- en deeltjesfluxen die uit de meetgegevens zijn afgeleid, en worden enkele suggesties voor verbeteringen en correctieprocedures voor de fluxberekeningen gedaan. Uit de foutenanalyse volgt dat de fluxen van SO2, NH3 en NO met voldoende nauwkeurigheid kunnen worden bepaald. De onzekerheden in jaargemiddelde fluxen bedragen slechts een paar procent. Voor NOx en NO2 zijn de onzekerheden in uur- en jaargemiddelde fluxen veel groter, vooral door systematische fouten veroorzaakt door interferenties van HNO2, HNO3 and NH3, waardoor de fluxen 50% tot 100% overschat worden. In de toekomst kunnen de onzekerheden aanzienlijk worden gereduceerd door frictiesnelheden en sensibele warmtefluxen te corrigeren voor obstructie van de flow ; door sensibele warmtefluxen te corrigeren voor de invloed van vocht en windsnelheid ; en door gasconcentraties te corrigeren voor drukeffecten en interferenties. Voor dit laatste is het noodzakelijk de concentraties en gradienten van de interfererende componenten ook continu te meten ; eventueel kunnen de gradienten worden geschat uit geparametriseerde depositiesnelheden. De correctieprocedures worden in dit rapport beschreven. De onzekerheden in fluxen van HNO2, HNO3, HCl en deeltjesvormige componenten werden geschat op 30% voor de zure gassen, 40% voor de zure aerosolen en basische kationen en 50% voor de zware metalen. Ze worden vooral bepaald door onzekerheden in geparametriseerde depositiesnelheden.

This report is part of a series of reports published to complete the projects Speuld (RIVM project 722108) and EC LIFE (93/NL/A23/NL/3547). The report describes a monitoring system for continuous determination of dry deposition fluxes of acidifying components to the Speulder forest, and evaluates the performance of the several instruments used in the system and of the system as a whole. A detailed error analysis of the gas and particle fluxes derived from the data of the system, and some recommendations for final improvements and flux correction procedures are given as well. The error analysis shows that fluxes of SO2, NH3 and NO can be determined with acceptable accuracy. Systematic errors for NOx and NO2 are large, yielding on the average about 50 to 100% overestimation of the fluxes. These errors are mainly caused by interferences of HNO2, HNO3 and NH3. In future measurements, the systematic errors can be significantly reduced by correcting friction velocities and sensible heat fluxes for flow distortion, correcting sensible heat fluxes for the influence of moisture flux and horizontal wind velocity, and correcting gas concentrations for pressure effects and interferences. The latter requires continuous determination of the interferents concentrations and concentration differences ; the latter might also be estimated from parameterized deposition velocities. The correction procedures are described in this report. The uncertainties in fluxes of HNO2, HNO3 and HCl and particulate compounds were estimated to be 30% for acidic gases, 40% for acidic aerosols and basic cations and 50% for heavy metals. They are mainly a result of uncertainties in parameterized deposition velocities.