Заложени за изпълнение са 3 основни дейности:
Ръководител на работния пакет: гл.ас. д-р Нина Николова
Участници в изпълнението на дейностите по работния пакет:
доц. д-р Христо Ангелов
гл. ас. д-р Иво Ангелов
доц. д-р Петър Ножаров
мат. Христо Иванов
мат. Анета Бояджиева
гл.ас.Иво Калъпов
ас.Тодор Арсов
гл. ас. д-р Елена Гелева
физ.Стефан Георгиев
гл.ас. д-р Асен Чорбаджиев
доц. д-р Николай Тютюнджиев
В последните години, особено след авариите в Чернобил и Фукушима, регистрацията на далечни преноси, измерването на аерозоли и слънчева радиация, е важна част от изследванията на климатичните промени и e част от програмата „Глобално Атмосферно Наблюдение” (GAW), в която от 2010 г. Базовата екологична обсерватория (БЕО) „Мусала“ е включена като регионална станция за югоизточна Европа (фиг. 1).
Провеждане на първа работна среща на изследователския екип за организиране на дейностите по реализацията на проекта; публикуване на информация за проекта, с цели и работна програма, период на изпълнение - януари 2017 г. (01). Закупуване на апаратура, химикали и консумативи - период на изпълнение - януари - март 2017 г. (01-03). In-situ измерване на естествения радиационен фон, космичното и UV лъчение, аерозоли, устойчиви органични замърсители, газове; калибриране на измервателната апаратура; теренни измервания, пробоподготовка и анализ за определяне на обща β-активност и γ-излъчващи радионуклиди, период на изпълнение - януари 2017 г. - юни 2018 г. (01-18). Обработка на предоставен биологичен материал от РП2, период на изпълнение – септември - октомври 2017 г. (09-10). Провеждане на Работен семинар 1 за всички участници в проекта, с докладване на междинни резултати, период на изпълнение - май 2018 г. (17). Обобщаване и публикуване на предварителните резултати в списание с импакт фактор, период на изпълнение – юни 2018 г. (18). Участие в научни форуми, период на изпълнение – май – юни (17-18); септември - октомври 2018 г. (21-22). Изготвяне на междинен отчет по проекта – февруари - юни 2018 г. (14-18).
За определяне на радиационния фон, UV радиация, аерозоли, устойчиви органични замърсители, парникови газове и далечни преноси (γ-спектрометрия, термолуминисценция, рентгенофлуоресценция, ICP-AES, апаратура за спектрални и дозиметрични анализи, стандартни определяния) са приложени ядрено-физични, радиохимични и радиоекологични методи. Измерванията са проведени със следното оборудване: слънчевата радиация - чрез Pyrgeometer CGR4 и Pyranometer; три зонов UV фотометър; γ-фон - IGS421, 137Cs и NaI γ-спектрометър; неутронен монитор SNM15, детектор SEVAN и Черенковски мюонен телескоп; измерване на парникови газове CO12M, О3 колона – преносим прибор Microtops II – измерване на отношението на две дължини на вълните в UV обхвата на слънчевия спектър, H2O колона – отношение на референтна (936nm) към максимално поглъщаща дължина на вълната (1020nm); измерване на O3 in-situ - прибор O342М (поглъщане на UV излъчване); Пасивни въздушни семплери за устойчиви органични замърсители с PUF филтри. При детектиране на замърсявания са установени източниците и пътищата (локални и трансгранични), използвайки модели за атмосферен пренос като HYSPLIT (HYbrid Single-Particle Lagrangian Integrated Trajectory), DREAM (Dust REgional Atmospheric Model), и FLEXPART (FLEXible PARTicle dispersion model).
Естественият γ-фон е физична характеристика на околната среда, специфична за дадена област. Съществена роля при формирането на γ-фона играят естествените радионуклиди със земен произход от трите естествени радиоактивни “семейства”: уран-радиевото семейство с родоначалник 238U, ториевото семейство с родоначалник 232Th и актиниевото семейство с родоначалник 235U, които включват общо 47 различни радионуклиди. Известно е, че естествените радионуклиди: уран, радий, торий и продуктите от техния разпад, както и радиоактивните изотопи на калия, рубидия и др., имат широко разпространение в земната кора. Естественият γ-фон над земната повърхност се създава главно от радионуклидите, които се съдържат в горния почвен слой с дебелина около 30 cm. В планински местности и райони богати на гранити, минерали и почви с високи концентрации на естествени радионуклиди γ-фонът е по-висок. С нарастване на надморската височина принос в увеличението на естественият γ фон има йонизацията, предизвикана от вторичното космическо лъчение.
От 2006 г. в БЕО-Мусала на връх Мусала се провежда мониторинг на естествената и техногенна радиоактивност на въздушните аерозоли. Методът на пробовземане е пропускане на голям обем въздух ~15-20000 m3 през филтър, компресиране на филтъра до подходящи размери и измерване на неговата радиоактивност с помощта на γ-спектрометрична апаратура с HPGe (high purity) детектор. Движението на въздушните маси в по-високите слоеве на атмосферата се проследява посредством измерване на активността на някои нуклиди от естествен (космически) произход. В γ-спектрите на всяка проба от БЕО Мусала присъства и естествения радиоактивен изотоп 7Be, който е индикатор за движение на големи въздушни маси от стратосферата към тропосферата. Движенията на въздушните маси се симулират с програма за обратни траектории на въздушни маси (HYSPLIT Trajectory Model – USA).
Разпространението на Слънчевата светлина в Космическото пространство и Земната атмосфера не е монотонен и равновесен процес. То се влияе както от астрономически фактори – слънчеви изригвания, планетарни елиптични орбити и др., така и от количеството, химическия състав и абсорбционните спектри на атмосферните газове. Ето защо, измерванията на моментните стойности и натрупаните дози UV радиация в реално време са важни за ранно предупреждение и предпазване на хората в ежедневната им дейност на открито.
Пораженията върху кожата, причинени от слънчеви изгаряния и особено при облъчване с повишена доза от UV радиация (280-400nm) са рисков фактор за развитие на злокачествени заболявания в населението. Отрицателното влияние на UV лъченията се наблюдава и при изучаване на ефектите на ускорено стареене и деградация на веществата- полимерни материали, текстил, материали от растителен и животински произход
Известно е, че негативният ефект на UV компонентата има силна спектрална зависимост и най–опасни са по-високоенергетичните UV фотони. Според световната класификация за оценка на рисковия фактор, UV радиацията е разделена на три поддиапазона: UV-A(400–320nm), UV-B (320–280nm) и UV-C(280–200nm). McKinlay и Diffey-(1987) намират, че слънчевите изгаряния и мутации на ДНК се причиняват основно от UV лъчения в диапазона 295 nm-320 nm, с изразен пик около 305 nm. За нуждите на медицината се използва нова метрика – UV индекс (UVI) т.е интензитета на UV радиацията, нормирана към спектралната чувствителност на 4 типа комбинации от кожни и подкожни тъкани, групирани основно по расов признак.
Теоретично се предполага, че UV-C лъчението e най-опасно, но то не достига до нулева надморска височина, поради силно поглъщане от озон в стратосферата. С откритието на озонните дупки над полюсите и нарастващия обем кожни алергии и заболявания обаче, вече се преосмисля значението на вредните UV лъчения и смисъла на прогнозирането им. Това предполага нов цикъл от научно-приложни изследвания с нови измервателни прибори, с нови web-базирани IT технологии и нови методики.
Основното ударение в този работен пакет се поставя върху изучаване на измененията в биологичната среда, причинени от повишения интензитет на естествената ултравиолетова (UV) радиация, съдържаща се в слънчевата светлина. При високи надморски височини атмосферния филтър е по-тънък, съдържанието на замърсяващи атмосферни газове е по-малко и се очаква по-силен ефект върху обектите за изследване.
Наблюдение на ултравиолетовата радиация, падаща върху предварително избраните позиции на планински масив Рила - (вр. Мусала, с. Бели Искър) и флуктуациите, породени от атмосферата и космическите лъчения, се извършват чрез специално разработена многоканална сензорна система за мониторинг в реално време.
UV сензорната система се състои от три вида полупроводникови сензори за всеки един от диапазоните на UV радиацията (UV-A, UV-B и UV-C). За разлика от класическите широкоспектрални сензори, оборудвани с разлагащи светлината призми или сменящи се тясно-ивичести оптични филтри, при този вариант са използвани съвременни цифрови сензори, базирани на широкозонни полупроводници – GaN, AlGaN и SiC. Предимството им е чувствителност само в един UV поддиапазон, ниско ниво на шум от видима светлина, калибрация на чувствителността при фабричното производство, изключително бързодействие и ниска цена.
За управление на сензорите и събиране на сензорни данни са конфигурирани дейта-логъри с помоща на микроконтролери с отворен код – тип Arduino с ядро Cortex M0. Нивото на технологията им позволява да се реализират миниатюрни прибори с I2C комуникация между чиповете, 8- аналогови канала с 12-бит ЦАП, RTC часовник, 3.6V заряден контролер за Li –батерии и 4GB флаш-памети (фиг. 2).
За нуждите на проекта са разработени софтуерни приложения с отворен код, които позволяват по-лесно проектиране, откриване на грешки и разширение на сензорните системи. Основни предимства са гъвкавост, мобилност, висока честота на сканиране под 1 min, възможност за локално съхранение на данни от измерванията върху SD памети, висока надеждност и повторяемост на измерванията. Този подход позволява по-къс цикъл на разработка, по-голяма гъвкавост при управление на хардуерните ресурси, ниска себестойност и бърза заменяемост на дефектирали компоненти.
Измервания
През първият етап на договора са проведени полеви измервания на естествената UV радиация, през интервала юни-юли 2017 г. Това е най-благоприятният период, когато се очакват пикови стойности за интензитет на слънчевата радиация и съответно натрупана UV доза за денонощие с най-голяма стойност за една календарна година. За сравнение са измерени стойностите на сл. радиация във видимата спектрална област с помощта на пиранометри – клас 1 (Kip&Zonnen) (фиг. 3). Интервалът на измерване и запис е фиксиран на 2 min.
Като втора част от експеримента по изучаване на негативния ефект на UV компонентата в слънчевата светлина са разработени 2 бр. UV симулатори за облъчване при лабораторни условия на биологични обекти(лабораторни мишки) и растителни култури(треви и мъхове). Интензитетът на UV-A и UV-B лъченията и спектралното разпределение са симулирани с множество дискретни изкуствени излъчватели - UV LED диоди и UV луминисцентни лампи с различен спектър на излъчване. Средно-дневните дози на облъчване са измерени и подбрани както при полевите измервания с аналогични UV сензорни системи. Експериментални резултати ще бъдат докладвани през следващ период на договора.
През настоящият активен сезон за атмосферни измервания - юни-юли 2018 г. са предвидени нова серия от измервания с нова стационарна UV сензорна система, работеща в непрекъснат режим, включително и в UV-C диапазона. На покрива на БЕО „Мусала“ са монтирани стационарни UV сензори с Wi-Fi комуникация за безопасност и локален Linux сървър за събиране и обработка на данни. Натрупаните данни за целия сезон ще се съхраняват локално, но ще са достъпни дистанционно за обработка и визуализация през радио/интернет канал изграден до сградата на БЕО „Мусала“ в гр.София.
Растенията реагират на присъствието на едни или други вредни въздействия и се използват широко за целите на биомониторинга. Някои от тях са изключително чувствителни и реагират на измененията, настъпващи, както в атмосферата, така и в почвата. За растенията е характерно това, че те не могат да избегнат средата, в която растат. Те са изградили различни приспособления, с които да оцелеят и растат в нея. Растенията като биоиндикатори могат да дадат бърз и точен отговор на въздействията, чрез използване на различни методи за анализ.
Мишевидните гризачи са едни от най-често използваните обекти за различни екологични изследвания.
Като индикатор за наличие на бета-емитери като 137Cs, 90Sr, 40K и други във фито- и зоомониторните видове е използвана обща бета-активност. Контрoлът на общата радиоактивност на околната среда дава възможност за бързо и просто откриване на радиоактивни замърсявания и е съществен елемент на радиационния мониторинг. Естествените радионуклиди 40K, 14C, 238U, 226Ra, както и техногенните 90Sr и 137Cs са бета-емитерите с най-голям дял в сумарната бета-активност на проби от околната среда. Прилаганият метод включва предварителна подготовка на пробите.
За района на Бели Искър и връх Мусала са избрани следните видове фито- и зоомонитори: Epilobium parviflorum (върбовка), Sesleria coerulans (гълъбовосиня гъжва), Poa alpina (алпийска ливадина), Achillea clusiana (планински равнец) и Apodemus flavicollis (жълтогърла горска мишка), Cletrionomys glareolus (горска полевка), Chionomys nivalis (снежна полевка).
Определена е общата β-активност и γ-излъчващите радионуклиди в изследваните обекти. Измерванията на общата β-активност са извършени с нискофонова апаратура LAS 3A (произведена в ИЯИЯЕ) при ефективност 30% по 40К. Измерванията на γ-радионуклидите е извършено с нискофонова γ-спектрометрична установка, включваща HPGе-детектор с 33% относителна ефективност и приблизително 2 keV разделителна способност, при енергия 1.3 MeV съгласно стандартизирани методи.
Въз основа на получените предварителни резултати могат да бъдат формулирани следните по-важни изводи:
Проведени са измервания за γ-фона на три надморски височини (вр. Мусала, Бели Искър и София) за установяване на дозовото натоварване (фиг. 4), като получените резултати не показват отклонение от нормалния радиационен статус.
Завишеният γ-фон в Бели Искър в сравнение с вр. Мусала вероятно е повлиян от наличието на гранитни скали, разположени в района на измерването. Отклонение от нормалния радиационен статус за всяка една от трите точки не бе наблюдавана. Акумулираната доза, измерена от γ-сонда IGS421 във връзка с провеждания експеримент с лабораторни бели мишки за 15-ти, 30-ти и 40-ти ден на измерванията на вр. Мусала, с. Бели Искър местност Скакавците и Лаборатория БЕО към ИЯИЯЕ е илюстрирана на фиг. 5.
Провеждайки рутинен γ-спектрометричен анализ на пробата от 3.10.2017 г. неочаквано бе установено наличието на радиоактивния изотоп 106Rh, при отсъствието на каквито и да е било други γ-емитери (фиг. 6). Тъй като 106Rh има много кратък период на полуразпадане, логично бе да се предположи, че наличието му е обусловено от разпадането на друг, сравнително дългоживеещ радиоактивен изотоп 106Ru, който обаче не се наблюдава в γ-спектрите, поради това, че не е γ-емитер. До момента на конкретното измерване 106Ru не е бил наблюдаван във въздушните аерозоли на територията на България.
При следващото пробовземане, на 5.10.2017 г. активността на 106Ru бе на границата на минимално детектируемата активност (МДА), т.е. на практика фронтът с тази радиоактивност бе преминал през района на вр. Мусала. Тъй като и в гама спектъра на предшестващата проба (01.10.2017 г.) наличие на 106Rh (респ. 106Ru) не е наблюдаван, може да се твърди, че изотопът 106Ru е преминал през България около 2 – 4.10.2017 г. и после е бил отнесен с въздушния фронт.
От представените графики за UV радиацията на вр. Мусала за няколко последователни дни през м. юни с изразена купеста облачност (фиг. 7, фиг. 8, фиг. 9) може да се направи заключение, че съществуват разлики по време в пиковете на оптично поглъщане, както и неочаквани разлики в максималните стойности на интензитета за слънчева радиация в UV (280-400nm) и видимия диапазон (400-780 nm).
Класическият подход за измерване на интервали от 15 min предполага едно и също поведение на светлината при засенчване от облаци т.е еднаква форма на кривите в двата диапазона, различаващи се само по амплитуда. Полевите измервания с висока честота обаче, показват много силно диференциран спектър с много опасни остри пикове. Скоростта на изменение достига до 70% за 2 min. Максималните амплитуди за 27 юни 2017г. достигат до UVI=9.32 - за UV спектъра и 1520.7 W/m2 – за видимата област (фиг. 10, фиг. 11).
Натрупаният опит при конструиране на научно оборудване за високопланински условия ще послужи за бъдещи разработки на многоточкови мониторингови системи и отворени системи за атмосферен и радиационен мониторинг върху територията на цялата страна.
Извършен е радиометричен анализ, включващ определянето на обща β-активност, на мониторните видове Apodemus flavicollis (жълтогърла горска мишка) и Chionomys nivalis (снежна полевка) от вр. Мусала (2925 м н.в.), и Apodemus flavicollis (жълтогърла горска мишка) и Myodes (Clethrionomys) glareolus (ръждива горска полевка) от района на Бели Искър (1500 м н.в.).
Сравняването на получени резултати показва известни разлики в биоакумулацията от двата изследвани района.
При горските мишки Ap. flavicollis от връх Мусала стойностите варират от 144 до 309 Bq.kg-1 и от 168 до 491 Bq.kg-1 за района на Бели Искър.
При полевките стойностите са значително по-високи както при тези от вр. Мусала, така и при тези от Бели Искър и варират съответно от 203 to 623 Bq.kg-1 при Ch. nivalis (вр. Мусала), докато при отделни екземпляри от Cl. glareolus (Бели Искър) достигат до 1081 Bq.kg-1.
Получените резултати могат да се считат за референтни . Те са 10 пъти по-ниски в сравнение с тези получени преди 20 години за същите видове. Според Thorn и Vennard (1976) общата β-активност при бозайници не трябва да надвишава 4800 Bq.kg-1. В случай на по-високи стойности е необходим анализ на всеки отделен радионуклид . В заключение - равнището на общата β-активност получена при изследваните мониторни видове мишевидни гризачи от Рила е относително ниска.
Общата β-активност в тези проби се дължи в основна степен на съдържанието на естествения радионуклид 40K. Резултатите са съпоставими с получените от други региони. Ниски стойности на обща β-активност предполага и много ниски активности на β-излъчващи нуклиди, включително и 40K.
При тревните растителни видове, основен компонент в хранителния спектър на мониторните видове дребни гризачи са алпийска ливадина (Poa alpina) и гълъбовосиня гъжва (Sesleria coerulans). Резултатите за растителни проби показват стойности съответно до 413 Bq.kg-1 и 394 Bq.kg-1.
С най-ниска обща β-активност са планинско-ливадните почви поради ниското им съдържание на 40К, където той е главният компонент.
Висшите растения съдържат също голямо количество 40K, което обуславя от 60 до 85% тяхната β-активност. Рaдиoaктивнитe вeщeствa сe включвaт в хранителната верига. Житните растения са основен хрaнителен компонент на изследваните мониторни видове мишевидни гризачи и имат съществен дял при акумулирането на радиоактивни вещества
Въз основа на получените предварителни резултати могат да бъдат формулирани следните по-важни изводи:
Ръководител на работния пакет: гл.ас. д-р Нина Николова
Участници в изпълнението на дейностите по работния пакет:
доц. д-р Христо Ангелов
гл. ас. д-р Иво Ангелов
доц. д-р Петър Ножаров
мат. Анета Бояджиева
гл.ас.Иво Калъпов
ас.Тодор Арсов
ас. Ралица Вълчева
гл. ас. д-р Елена Гелева
физ.Стефан Георгиев
физ. Иванка Равначка
доц. Цветана Нонова
доц. д-р Николай Тютюнджиев
In-situ измерване на естествения радиационен фон, космичното и UV лъчение, аерозоли, устойчиви органични замърсители, газове; калибриране на измервателната апаратура; теренни измервания, пробоподготовка и анализ за определяне на обща β-активност и γ-излъчващи радионуклиди, период на изпълнение - януари 2017 г. - юни 2018 г. (01-18). Обработка на предоставен биологичен материал от РП2, период на изпълнение – септември - октомври 2017 г. (09-10). Провеждане на Работен семинар 1 за всички участници в проекта, с докладване на междинни резултати, период на изпълнение - май 2018 г. (17). Обобщаване и публикуване на предварителните резултати в списание с импакт фактор, период на изпълнение – юни 2018 г. (18). Участие в научни форуми, период на изпълнение – май – юни (17-18); септември - октомври 2018 г. (21-22). Изготвяне на междинен отчет по проекта – февруари - юни 2018 г. (14-18).
В рамките на втория етап на проекта на базата на осъществените измервания на различни климатични елементи в БЕО „Мусала“ е разработена връзката основно между аерозолите в атмосферата и насочените към земната повърхност късовълнов и дълговълнов радиационни потоци.
Измерванията на общата късовълнова слънчева радиация в станцията се извършват с помощта на пиранометър Kipp and Zonen CMP10. Този пиранометър е предназначен за работа в тежки условия на околната среда и изисква минимална поддръжка. Измерванията се извършват на всяка минута за дължини на вълните от 285 до 2800 nm. Може да работи при температури от -40 до +80°С, което покрива температурния диапазон на връх Мусала.
Насочената надолу дълговълнова радиация се измерва чрез Kipp and Zonen пиргеометър CGR4. Пиргеометърът осъществява измервания всяка минута в диапазон на вълните от 4,5 до 42 µm. Пиргеометърът може да работи при температури от -40 до +80°С.
Метеорологичните параметри на връх Мусала се измерват с метеорологична станция “Vaisala”. Измерванията на метеорологичната станция са на всеки 10 минути и бяха подбирани тези измервания, които съответстват времево на измерванията с другите уреди.
Инструментът за измерване на концентрацията на аерозоли е спектрометър за сканиране на мобилни частици TROPOS (TROPOS-SMPS) (Leibniz Institute for Tropospheric Research). Параметърът, който се измерва, е концентрацията на броя на частиците. Мерната единица е dN/dlogDp. Данните за концентрацията на аерозолни частици се събират за интервал от 5 минути и включват общо 71 диаметъра на частиците от 10.371 nm до 881.085 nm. По този начин може да се калкулира общата сума от аерозолни частици за всички техни диаметри. Резултатите от измерванията с този уред показват следното разпределение на аерозолните частици по диаметър (nm) на връх Мусала при безоблачни условия за периода 01.2017 – 09.2019 г.
Измерванията на Aerosol Optical Thickness (общата дебелина на аерозолите в атмосферата) при дължина на вълната 1020 nm, както и на SZA (зенитния ъгъл на Слънцето) са осъществени с помощта на Solar Light MICROTOPS II Ozone Monitor and Sunphotometer. Измерванията се осъществяват ръчно от наблюдателя в станцията при свободно от облаци или мъгла небе. Измерванията са на всеки час през дневната част от денонощието.
При изследването на влиянието на аерозолите върху насочените към земната повърхност късовълнов и дълговълнов радиационни потоци бяха използвани и данни за разсейването на радиация от аерозолите от Nephelometer TSI3563 и поглъщането на радиация от аерозолите от уреда на NOAA Continuous Light Absorption Photometer (CLAP). И двата уреда измерват в три дължини на вълните – син, зелен и червен спектри.
Резултатите от наблюденията на връх Мусала по отношение на влиянието на аерозолите върху насочения към земната повърхност късовълнов радиационен поток могат да се обобщят по следния начин. Резултатите от корелацията между общата слънчева късовълнова радиация, директният радиационен ефект на аерозолите и другите изследвани променливи са показани в следващата таблица.
Установи се, че повече аерозоли на връх Мусала са свързани с повече обща слънчева късовълнова радиация и по-високи (положителни) стойности на директния радиационен ефект на аерозолите и обратното. Положителни и статистически значими са и връзките между разсейването на аерозолите при различни дължини на вълните и общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите.
В синия спектър има по-значителна връзка между аерозолите и общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите, което е очевидно и при сравняване на коефициентите на корелация на разсейване и поглъщане при различни дължини на вълните. Обяснението за това е, че в района на връх Мусала преобладават аерозоли с малък диаметър на частиците.
По отношение на концентрацията на аерозоли, променливите, които описват целия въздушен стълб над определена точка, т.е. AOT, имат по-добра връзка с общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите. Концентрацията, измерена в станцията, която характеризира съдържанието на аерозол само в района на връх Мусала, има незначителни коефициенти на корелация. Що се отнася до разсейването, може да се види, че данните, базирани на измервания в целия въздушен стълб над определена точка, показват по-слаба корелация с общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите в сравнение с данните, получени от района на връх Мусала.
Тъй като има съществена разлика между характера на земната повърхност през топлата и студената част от годината бяха отграничени два подпериода - със снежна покривка (от 01.11 до 15.06) и без снежна покривка (от 16.06 до 31.10). За двата подпериода бяха изчислени коефициентите на корелация между общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите и четирите коефициента на разсейване (от наземните измервания и от MERRA-2 реанализа). Резултатите са показани в следващата таблица.
Те ясно показват, че в периода със снежна покривка връзката между разсейването от аерозолите и общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите е статистически значима и положителна; т.е. по-голямото разсейване от аерозолите води до повече радиация и увеличава директния радиационен ефект на аерозолите и обратно. През периода без снежна покривка стойностите са различни. Въпреки че не са статистически значими, те на практика променят знака си или са близо до 0, което означава, че по-голямото разсейване от аерозолите не води до по-високи стойности на измерената обща слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите. Тези резултати показват, че албедото на повърхността играе важна роля за вида на влиянието на аерозолите върху общата слънчева късовълнова радиация и директния радиационен ефект на аерозолите.
Резултатите от измерванията на аерозолите и някои техни характерестики, както и на общата слънчева късовълнова радиация в района на връх Мусала, показват, че подстилащата повърхност чрез своето албедо играе значителна роля по отношение на радиационния ефект на аерозолите. При ниски стойности на албедото (до около 0,4), по-високото количество аерозоли има, при земната повърхност, отрицателен радиационен ефект и обратното. При високи стойности на албедото (над около 0,4), по-високото количество аерозоли има при земната повърхност, положителен радиационен ефект и обратното.
Резултатите от наблюденията на връх Мусала по отношение на влиянието на аерозолите и водната пара върху насочения към земната повърхност дълговълнов радиационен поток могат да се обобщят по следния начин. Температурата на въздуха оказва съществено влияние върху насочената надолу дълговълнова радиация, специфичната влажност на въздуха (тя е измерител на съдържанието на водна пара във въздуха) и съдържанието на аерозолите в атмосферата. Последната връзка е илюстрирана на следната фигура, която показва връзката на общото съдържание на аерозоли в целия атмосферен стълб (оптична дебелина на аерозолите при дължина на вълната 1020 nm) и температурата на въздуха.
За да се елеменира това сериозно влияние на температурата на въздуха данните от измерванията бяха разделени на три групи според температурата: с температура на въздуха под -5,5ºС, с температура на въздуха между -5,5 и +5,5ºС и с температура на въздуха над 5,5ºС. Получените коефиценти на корелация за периода 01.2017 – 09.2019 г. на връх Мусала след изчистването по този начин на влиянието на температурния фактор са показани в следващата таблица.
Резултатите показват, че специфичната влажност има голямо влияние върху насочената надолу дълговълнова радиация, и промяната с един процент от специфичната влажност води до промяна с около 12-15% на стойностите на насочената надолу дълговълнова радиация. Тази връзка е пряко пропорционална, което означава, че по-високото съдържание на водна пара в атмосферата води до по-голям поток насочена надолу дълговълнова радиация и обратното. Трябва също така да се отбележи, че при температури на въздуха около 0ºC влиянието на водните пари върху насочения надолу дълговълнов поток е най-голямо, което се дължи на фазовите преходи на водата, които освобождават/поглъщат дълговълнова радиация. Аерозолите в атмосферата също оказват значително влияние върху насочената надолу дълговълнова радиация, главно когато температурите на въздуха са над -5,5ºC. Няколко характеристики на аерозолите определят тяхното влияние - тяхното количество във въздуха, техния размер и техния вид (прозрачни/непрозрачни). Резултатите показват, че по-голямото количество аерозоли във въздуха води до по-значителен ефект, увеличаващ насочения надолу дълговълнов поток радиация. По-едрите аерозолни частици имат по-силен ефект върху насочената надолу дълговълнова радиация. Също така непрозрачните аерозолни частици имат по-силен ефект върху насочената надолу дълговълнова радиация. В района на връх Мусала с повишаване на температурата на въздуха се наблюдава увеличаване на количеството аерозоли във въздуха, намаляване на техния размер и преход от прозрачни към непрозрачни аерозоли. Комбинацията от тези различни тенденции води до факта, че влиянието на аерозолите върху насочената надолу дълговълнова радиация е най-силно в средния температурен интервал - температури на въздуха между -5,5ºС и + 5,5ºС.Може да се заключи, че увеличаването на количеството аерозоли в приземния въздух с 1% води до увеличаване с около 2 до 4% на насочената надолу дълговълнова радиация при температури на въздуха над -5,5ºС.