Doktorsvörn í jarðeðlisfræði - Mary Kristen Butwin

Doktorsefni: Mary Kristen Butwin

Heiti ritgerðar: Sand- og öskufok á Íslandi

Andmælendur: Dr. Anna María Ágústsdóttir, sérfræðingur hjá Landgræðslunni,
Dr. Frances Beckett, vísindamaður hjá Veðurstofu Bretlands.

Leiðbeinandi: Dr. Þröstur Þorsteinsson, prófessor í umhverfis- og auðlindafræði við Háskóla Íslands.

Einnig í doktorsnefnd: Melissa A. Pfeffer, sérfræðingur á sviði ösku- og efnadreifingar hjá Veðurstofu Íslands, og Sibylle von Löwis, hópstjóri veðurmælikerfa hjá Veðurstofu Íslands.

Doktorsvörn stýrir: Dr. Magnús Tumi Guðmundsson, prófessor og deildarforseti Jarðvísindadeildar Háskóla Íslands.

Ágrip

Ryk er mikilvægur þáttur í samspili yfirborðs og lofthjúps og hefur meðal annars áhrif á loftgæði, innviði og heilsu manna og dýra. Ísland leggur mikið til ryks á háum breiddargráðum og er sandfok (öskufok, moldrok eða sandbylur) algengt á Íslandi, þá helst við suðurströndina og á miðhálendinu. Sandfok á sér stað vegna þess að um 20% af yfirborði Íslands er flokkað sem eyðimörk (öræfi) með yfirborð sem veðrast auðveldlega og tíðs hvassviðris vegna lægða og strengja sem myndast vegna landslags. Einnig er nýtt efni sífellt að myndast vegna jökla-, áa-, og vindrofs ferla og ösku frá eldgosum. Vegna þess hve eldvirkt Ísland er á megnið af efninu sem þyrlast upp í andrúmsloftið uppruna í eldgosum, sem er ástæða þess að sandfok á Ísland er sérstakt. Nýlega aska og eldri rykagnir á Íslandi og frá öðrum svæðum geta haft mismunandi eiginleika og áhrif á bæði umhverfið og heilsu, því er mikilvægt að geta gert greinarmun á þessum efnum. Þessi munur hefur einnig áhrif á það hvaða eiginleikar eru notaðir við mælingar og líkanreikninga. Athuganir á fokatburðum, til dæmis með gervitunglamyndum og frá mönnuðum veðurstöðvum, geta nýst til að segja til um hvort upptakasvæðið er nýleg aska eða eldra ryk. Agnateljarar (Optical Particle Counter) ásamt veðurathugunum, auk líkanreikninga, má nota til að ákvarða hvenær stór atburður á sér stað. Með því að nota gögn frá athugunum í felti, veðurupplýsingum og öðrum gögnum fannst að eldgos hafa mun minni áhrif á rykumhverfið á Íslandi en upphaflega var talið. Aðeins stór eldgos (Volcanic Explosive Index, VEI, 3 eða hærri) sem eiga sér stað utan vetrartímans hafa sjáanleg áhrif á fjölda sandfoksatburða sem eiga sér stað á Íslandi. Hins vegar vara áhrifin aðeins í vikur, ekki mánuði eða ár. Eigi að síður getur askan þyrlast upp mánuðum eftir að eldgosi lauk, en yfirleitt gerist það með öðru fokefni og eykur því ekki tíðni fokatburða. Hvenær fok á sér stað veltur á vindhraða og landslagi, þar sem litlar breytingar geta valdið mikilli breytingu á því efnismagni sem þyrlast upp. Úrkoma og rakastig hafa áhrif á stærð fokatburða, en þó minna en á öðrum svæðum heimsins. Greinileg ummerki uppruna í eldgosum sjást á ögnum stærri en 20 µm. Agnir smærri en 20 µm eru hins vegar líkari ögnum frá öðrum upptakasvæðum. Ekki er hægt að greina í sundur ösku og eldra ryk eingöngu á útliti agnanna. Íslenskt ryk hefur lægri eðlismassa en agnir frá öðrum upptakasvæðum heimsins og því er auðveldara að þyrla þeim upp. Lögun og gropa anga stærri en 20 µm hefur mikil áhrif á hversu langt þær berast í lofti.

Um doktorsefnið

Mary Kristen Butwin er frá Syracuse í New York, Bandaríkjunum. Hún lauk B.Sc. prófi í veður- og jarðfræði árið 2013 frá State University of New York at Oswego. Að því loknu fór hún til University of Alaska Fairbanks og lauk M.Sc. prófi í lofthjúpsfræðum árið 2015. Hún hóf svo doktorsnám við Háskóla Íslands í janúar 2016.