Σεμινάρια Τμήματος - καθ. Αθανάσιος Νένες

Περίληψη

Οι ανθρώπινες δραστηριότητες αλλάζουν ριζικά τη σύνθεση της ατμόσφαιρας, με σημαντικές επιπτώσεις στο κλίμα, τα οικοσυστήματα και την ανθρώπινη υγεία. Τα ατμοσφαιρικά σωματίδια, αλλιώς γνωστά ως «αερολύματα», παίζουν κεντρικό ρόλο, αφού διαμορφώνουν το ενεργειακό ισοζύγιο, επηρεάζουν τα σύννεφα και τον υδρολογικό κύκλο. Περιέχουν τοξικές ενώσεις που είναι υπεύθυνες για εκατομμύρια πρόωρους θανάτους κάθε χρόνο. Τα ίδια σωματίδια περιέχουν επίσης ιχνοστοιχεία (π.χ., N, P, Fe) που μπορούν να επηρεάσουν την παραγωγικότητα των οικοσυστημάτων.

Η γνώση των επιπέδων και των παραγόντων που καθορίζουν την οξύτητα (pH) των αερολυμάτων είναι ζωτικής σημασίας για την κατανόηση πολλών διεργασιών που καθορίζουν την ποσότητα, χημική σύνθεση, τοξικότητα και βιοδιαθεσιμότητα των συστατικών του. Παρά τη σημασία του, το pH των αερολυμάτων ήταν ουσιαστικά άγωνστο επειδή η μέτρησή του δεν είναι δυνατή. Εδώ παρουσιάσουμε τρόπους όπου μπορεί να προσδιοριστεί εμμέσως, μέσω θερμοδυναμικής ανάλυσης μετρήσεων της χημικής σύστασης αερολυμάτων και περιβάλλουσας αέριας φάσης. Εφαρμογή της μεθόδου σε μετρήσεις πεδίου δείχνει πως τα αερολύματα παγκοσμίως τείνουν να είναι εντόνως όξινα (pH 0 έως 3). Η έντονη οξύτητα προκαλείται από τη μεγάλη διαφορά στην πτητικότητα μεταξύ του θειικού οξέως (η κύρια όξινη ένωση στην ατμόσφαιρα που βρίσκεται αποκλειστικά στα αερολύματα) και της αμμωνίας (ο κύριος παράγοντας εξουδετέρωσης, η οποία είναι ημιπτητική και κατανέμεται πάντα μεταξύ αερολύματος και αερίου-φάσης). Η μεγάλη διαφορά πτητικότητας εξηγεί γιατί η οξύτητα των αερολυμάτων στις νοτιοανατολικές πολιτείες των ΗΠΑ ή στην Μεσόγειο δεν έχει αλλάξει τις τελευταίες δεκαετίες, παρά τη σημαντική μείωση των εκπομπών θείου σε  σταθερό υπόβαθρο αμμωνίας. Η έντονη οξύτητα, ωστόσο, μπορεί να μειωθεί από την παρουσία μη πτητικών κατιόντων (π.χ. Na, K, Ca, Mg από τη σκόνη και την ορυκτή σκόνη) με σημαντικές επιπτώσεις στην μετέπειτα εξέλιξη των αερολυμάτων. Καταλήγουμε υπογραμμίζοντας την ανάγκη αξιολόγησης μοντέλων για το προβλεπόμενο pH τους, και την χρήση της παραμέτρου για χάραξη πολιτικής εκπομπών.

Σύντομο Βιογραφικό Ομιλητή

Ο Δρ. Αθανάσιος Νένες είναι Αντεπιστέλλων Ερευνητής του ΙΤΕ/ΙΕΧΜΗ, Συντονιστικό Μέλος του Κέντρου για τη Μελέτη της Ποιότητας του Αέρα και την Κλιματική Αλλαγή (C-STACC) και Καθηγητής στη Σχολή Αρχιτεκτονικής, Πολιτικών Μηχανικών και Μηχανικών Περιβάλλοντος, EPFL, στη Λωζάνη της Ελβετίας. Ασχολείται με τη δυναμική της μετεωρολογίας και του κλίματος και με τις αλληλεπιδράσεις αερολυμάτων, νεφών και κλίματος. Συνολικά έχει συμβάλει στη συγγραφή 300 εργασιών σε διεθνή έγκριτα επιστημονικά περιοδικά (Google Scholar citations: 24100, h=82), όπου αναδείχθηκε από το Web of Science το 2020 ως Highly Cited Researcher. Έχει αναπτύξει τον κώδικα θερμοδυναμικής ισορροπίας ISORROPIA, ευρέως χρησιμοποιούμενο από κλιματικά μοντέλα και μοντέλα ποιότητας αέρα, ενώ είναι συν-δημιουργός του μηχανήματος Continuous Flow Streamwise Thermal Gradient CCN chamber. Είναι πρόεδρος του Atmospheric Sciences Section of the European Geophysical Union, και μέλος του UN Joint Group of Experts on the Scientific Aspects of Marine Environmental Protection (WG38: Atmospheric input of chemicals to the ocean), του Committee on Nucleation and Atmospheric Aerosols. Επίσης διατέλεσε στην US National Academies Committee on the Future of Atmospheric Chemistry Research (2014-2016), Secretary of Atmospheric Sciences of the American Geophysical Union (2012-2016), Board of Directors of the American Association for Aerosol Research (2014-2017) και Editor στο περιοδικό Atmospheric Chemistry and Physics του εκδοτικού οίκου Copernicus (2004-2019). Για το έργο του έχει εκλεθχεί επίτημο μέλος της Αμερικάνικης Ενωσης Γεωφυσικών (2020), ERC Consolidator Grant (2016), Vaughan Lectureship - California Institute of Technology (2014), AGU Atmospheric Sciences Section Ascent Award (2012), Kenneth T. Whitby Award - American Association for Aerosol Research (2011), Henry G. Houghton Award - American Meteorological Society (2009),  Sigma Xi Young Faculty Award (2007), Sheldon K Friedlander Award - American Association for Aerosol Research (2005), NASA New Investigator Award (2004), και the National Science Foundation CAREER Award (2004).