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Forests as protection against airborne immissions

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Abstract:

The effect of a spruce forest in the Solling-hills (Germany) on the concentration of airborne trace compounds in the atmospheric boundary layer is discussed. The discussion is based on field measurements of vertical concentration profiles and vertical fluxes of reactive trace gases and particles in and above a spruce forest and on numerical modelling. Measured SO−, O− and PAN-concentrations are 10 % to 20 % lower near the forest floor than just above the canopy. NO is emitted from the forest into the atmospheric boundary layer and NO is transported both from the atmosphere and from the forest floor into the spruce canopy air space. The net NO−flux between the atmosphere and this spruce forest can be neglected compared quantitatively to other N-fluxes. Numerical experiments using two models show that a 1000 m long spruce forest reduces the near surface concentration of an airborne trace substance with a deposition velocity of about 0.7 cm/s by up to 6 % as compared to the upwind SO−concentration. If a forest is replaced by a meadow the SO−concentration at the former downwind side of a forest increases by about 10 %.

German
Der Einfluss eines Fichtenbestandes im Mittelgebirge Solling (Deutschland) auf die Konzentration von luftgetragenen Spurenstoffen in der atmosphärischen Grenzschicht wird diskutiert. Die Diskussion basiert auf Feldmessungen von vertikalen Konzentrationsprofilen und von vertikalen Flüssen von reaktiven Gasen und von Partikeln über und innerhalb eines Fichtenbestandes und auf Ergebnissen von numerischen Modellen. Die Luftkonzentrationen von SO2, O3 und PAN sind im Stammraum etwa 10 % bis 20 % niedriger als unmittelbar über dem Kronenraum. NO2 wird vom Wald in die Atmosphäre über dem Kronenraum emittiert, und NO wird sowohl aus der Atmosphäare als auch aus dem Boden in den Kronenraum des Fichtenwaldes transportiert. Der Netto-NO x -Fluss zwischen Atmosphäre und diesem Fichtenwald kann quantitativ im Vergleich zu anderen N-Transferraten vernachlässigt werden. Ein 1 km langer Fichtenwald reduziert die bodennahe Luftkonzentration eines Spurenstoffes bei einer Depositionsgeschwindigkeit von etwa 0,7 cm/s um etwa 6 %, wenn die windabgewandte Seite mit der windzugewandten verglichen wird. Wenn der Wald durch eine Wiese ersetzt wird, erhöht sich an der ehemals windabgewandten Seite des Waldes die SO2-Konzentration um etwa 10 %.

Document Type: Research Article

DOI: http://dx.doi.org/10.1127/0941-2948/2005/0011

Publication date: April 1, 2005

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