Emise oxidů dusíku z blesků

• Thesis title in Czech: Emise oxidů dusíku z blesků
• Thesis title in English: Emission of oxides of nitrogen from lightning
• Key words: blesk|oxid dusíka|emise|modelování
• English key words: lightning|nitrogen oxides|emissions|modelling
• Academic year of topic announcement: 2022/2023
• Thesis type: Bachelor's thesis
• Thesis language: čeština
• Department: Department of Atmospheric Physics (32-KFA)
• Supervisor: doc. Mgr. Peter Huszár, Ph.D.
• Author: Leontína Brodnianska - assigned and confirmed by the Study Dept.
• Date of registration: 10.03.2023
• Date of assignment: 10.03.2023
• Confirmed by Study dept. on: 14.03.2023
• Date of electronic submission: 09.05.2024
• Opponents: doc. Mgr. Michal Žák, Ph.D.

Guidelines

Významným zdrojem oxidů dusíku (NOx) jsou bleskové výboje, při nichž dochází k ionizaci vzduchu a štěpení molekulárního dusíku s následnou oxidací v NO (oxid dusnatý). Student bude mít za úkol nastudovat teoretické aspekty tvorby NO z blesků (LNO - lightning NO) a spočítat emise NO z blesků (lightning NO - LNO) nad oblastí střední Evropy pomocí jednoduchého modelu. Důraz bude kladen na samotné vyhodnocení rozložení emisí NO (vertikální i horizontální) a jejich časový vývoj během desetiletého období 2007-2016. Dále bude student zkoumat i samotné meteorologické veličiny, na základě kterých počítá zmíněný model emise LNO vč. citlivost magnitudy LNO na parametre tohoto modelu.

References

Banerjee, A., Archibald, A. T., Maycock, A. C., Telford, P., Abraham, N. L., Yang, X., Braesicke, P., and Pyle, J. A.: Lightning NOx, a key chemistry–climate interaction: impacts of future climate change and consequences for tropospheric oxidising capacity, Atmos. Chem. Phys., 14, 9871-9881, doi:10.5194/acp-14-9871-2014, 2014.

Finney, D. L., Doherty, R. M., Wild, O., and Abraham, N. L.: The impact of lightning on tropospheric ozone chemistry using a new global lightning parametrisation, Atmos. Chem. Phys., 16, 7507-7522, https://doi.org/10.5194/acp-16-7507-2016, 2016.

Galloway, J. M., Dentener, F. J., Capone, D. G., et al.: Nitrogen Cycles: Past, Present and Future, Biogeochemistry, 70, 153–226, 2004.
Luo, C., Y. Wang, W.J. Koshak, 2017: "Development of a self-consistent lightning NOx simulation in large-scale 3-D models." J. Geophys. Res. Atmos., 122, doi:10.1002/2016JD026225., 2017.

Pickering, K., D. Allen, E. Bucsela, 2017: "Updates on Production of NOx by Lightining." Presented at 16th Annual CMAS Conference, Chapel Hill, NC (October 23-25, 2017).

Schumann, U. and Huntrieser, H.: The global lightning-induced nitrogen oxides source, Atmos. Chem. Phys., 7, 3823-3907, doi:10.5194/acp-7-3823-2007, 2007.

Preliminary scope of work

Významným zdrojem oxidů dusíku (NOx = NO + NO2) jsou bleskové výboje, při nichž dochází k ionizaci vzduchu a štěpení molekulárního dusíku s následnou oxidací v NO (oxid dusnatý). Tyto emise (označované jako LNO - lightning NO) jsou významným zdrojem NOx v troposféře a nelze proto jejich vliv vedle vlivu antropogenních emisí na chemii troposféry zanedbat. Jelikož se ale jedná o obtížně měřitelnou veličinu se složitým časoprostorovým rozložením, je potřena pro odhad emisí LNO využít numerických modelů.