Environmental and climate science

Find out how our analytical solutions can advance your research on the atmosphere, land, and water

Interested in improving your environmental and climate science knowledge with the help of our analytical solutions? Whether you’re a student, a researcher, or a professor, we’ve got a wide range of useful articles on the most relevant applications of our atmosphere, land, and water research solutions.

The materials researched and the analytical methods used in environmental and climate science research often overlap with Agriculture and Food Sciences, and Geological Sciences, Minerals, and Mining, so you may also find useful information on those pages. The method abbreviations are explained at the bottom of this page. Enjoy exploring!

The atmosphere

Through research in meteorology, pollution, and climate change, we’re always studying the atmosphere. Here are just a few ways we can make new discoveries in atmospheric sciences. A big part of investigating our atmosphere also includes calibrating for different atmospheric conditions. Take a look at our application examples below to find out more!

The Atmosphere

Method

Sample/Subject

Application Note Title (Link)

Clouds radiative properties - calibration of spectra

UV/Vis/NIR/ SWIR

Cloud and surface radiative properties

Surface Bidirectional Reflectance Functions Derived from CERES Helicopter Data Over the Arm Southern Great Plains Site

Night-time lights - calibration of spectra

UV/Vis/NIR/ SWIR

Night-time light using a Nightsat sensor

Spectral Signatures of Night-time Lights

Particles, ash - automated imaging

Imaging

Volcanic ash

Assessing the abrasivity of volcanic ash from the Eyjafjallajökulll volcano eruption using the Morphologi G3

Particles, pollution - automated imaging

Imaging

1 ml of a 2000 particles/ml counting standard (Thermo Scientific Ezy-cal lot 37088) 

Particle characterization and counting on filter membranes using the Morphologi G3 automated image analysis system

Particles, pollution - elemental analysis

XRF

EPA method IO-3.3 for 55 elements

Elemental analysis of air filters according to US EPA method IO-3.3

Particles, pollution - elemental analysis

XRF

As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, and Zn in air

Ambient air monitoring: analysis of As, Cd, Cr, Cu, Mn, Ni, Pb, Sb, and Zn as particulates on air filters

Solar spectral energy - calibration of spectra

UV/Vis/NIR/ SWIR

Solar Spectral Energy

Measuring Solar Spectral Energy Application Note

Land

With the demands on land constantly increasing, it’s more important than ever to study land use, land erosion, and soil properties, and to map variations in biology and vegetation. To find out more about investigating mineral deposits, check out Geological Sciences, Minerals, and Mining. Land researchers can use analytical instruments to calibrate and validate airborne satellite images and carry out ground- and lab-based experiments. Take a look below to find out more about our land research solutions!

Land

Method

Sample/Subject

Application Note Title (Link)

Change of use and invasive species - calibration of airborne sensor

UV/Vis/NIR/ SWIR

Land-use change and invasive species

Radiometric Calibration Concept of Imaging Spectrometers for a Long-Term Ecological Remote Sensing Project

Earth from space - Calibration of spectra

UV/Vis/NIR/ SWIR

Earth surface

Non-imaging Airborne Spectroscopy for Calibrating Satellite Imagery

Earth from the air - calibration of spectra

UV/Vis/NIR/ SWIR

Calibrations or radiance spectra at Ivanpah Playa, California, and Lake Mead, Nevada

The MODIS/ASTER Airborne Simulator (MASTER) — A New Instrument for Earth Science Studies

Soil - lab-based measurement of mineralogy and total carbon

UV/Vis/NIR/ SWIR

Soil carbon, soil minerals

Measurement of Soil Mineralogy and Total Carbon Using NIR

Soil - organic carbon content

UV/Vis/NIR/ SWIR

Soil Organic Carbon (SOC)

Analysis of Soil Organic Carbon in Soil Samples using an ASD NIR Spectrometer

Vegetation - review of remote sensing methods

UV/Vis/NIR/ SWIR

Review article of land-air mapping

Scaling Spectroscopic Approaches – From Leaf Albedo to Ecosystems Mapping

Water

From Himalayan Snow to our coastal waters, we have a keen interest in water as a precious life-giving natural resource. We study water treatment for human consumption, as well as how water becomes polluted and the impact water has on our environment. Check out our application notes below to find out more about our water research solutions!

Water

Method

Sample

Application Note Title (Link)

Drinking water - particle content

NTA

Drinking water before and after filtration

Monitoring Microfiltration Processes for Water Treatment

Fire protection, water mists - particle size

LD

Water, mist systems/surfactants

Characterizing fire suppression systems using the Malvern Spraytec

Wastewater treatment - coagulation

ELS

Wastewater, coagulant

Real-time data enables spot-on coagulant dosing - article

Water quality - chlorophyll, phosphorous, and turbidity

UV/Vis/NIR/ SWIR

Water quality parameters such as chlorophyll-a, turbidity, and total phosphorus 

Coupling Hyperspectral Remote Sensing with Field Spectrometry to Monitor Inland Water Quality Parameters

Water treatment - clarification control

ELS

Severn-Trent water treatment

Moving towards automated clarification control in water treatment: The industrial benefits of online zeta potential measurement – white paper

Water treatment - flocculation

ELS

Bentonite (aluminum-silicate clay particles /water model system + cationic flocculant (alum))

Optimization of Water Treatment using Zeta Potential

Water treatment - nanoparticles 

NTA

Researching the toxicity and environmental impact of nanoparticles

Assessing Nanoparticle Toxicity in Wastewater using Nanoparticle Tracking Analysis - Whitepaper

Water treatment - process control

ELS

Wastewater, treated water

The role of zeta potential in water treatment process control

Water treatment - removal of toxins

ELS

RNIP (reactive nano iron particles) to remove toxic chlorinated compounds (i.e. trichloroethylene (TCE), tetrachloroethene (PCE), chloroform, carbon tetrachloride, and 1,1,2,2-tetrachloroethane)

Water Remediation: Reactive Nano-Iron Particles

Water treatment - turbidity simulations

ELS

Intralipid samples to simulate turbidity

Concentration limits for zeta potential measurements in the Zetasizer Nano

Explicación de las abreviaturas

Nuestros productos y tecnologías se describen en las Páginas de productos. A continuación, encontrará una referencia rápida de las propiedades medidas por nuestros instrumentos, junto con el nombre de la medición y su abreviatura. Haga clic en cada método para obtener más información. 

Abreviatura

Nombre del método

Instrumentos

Propiedad medida

DLS

Dispersión de luz dinámica

Zetasizer

Tamaño molecular, radio hidrodinámico RH, tamaño de la partícula, distribución del tamaño, estabilidad, concentración, aglomeración

ELS

Dispersión de luz electroforética

Zetasizer

Potencial zeta, carga de partículas, estabilidad de suspensión, movilidad de proteínas

ITC

Calorimetría de titulación isotérmica

MicroCal  ITC

Afinidad de unión, termodinámica de reacciones moleculares en solución

DSC

Calorimetría de barrido diferencial

Microcal DSC

Desnaturalización (desplegado) de moléculas grandes, estabilidad de macromoléculas

GCI

Interferometría acoplada de rejilla

Creoptix WAVEsystem

Cinética de unión en tiempo real y afinidad de unión, sin etiquetas con fluídicos

IMG

Análisis automatizado de imágenes

Morphologi 4

Obtención de imágenes de partículas, medición automatizada de formas y tamaños

MDRS

Espectroscopia Raman dirigida morfológicamente

Morphologi 4-ID

Obtención de imágenes de partículas, medición automatizada de formas y tamaños, identificación química y detección de contaminantes

LD

Difracción láser

Mastersizer

Spraytec

Insitec

Parsum

Tamaño de las partículas, distribución del tamaño

NTA

Análisis de seguimiento de nanopartículas

NanoSight

Tamaño de las partículas, distribución del tamaño y concentración

SEC   o   GPC

Cromatografía por exclusión de tamaño /

Cromatografía por permeación de gel

OMNISEC

Tamaño molecular, peso molecular, estado oligomérico, tamaño y estructura molecular de polímeros o proteínas

SPE

Preparación de muestras por fusión

Le Neo

LeDoser

Eagon 2

El OxAdvanced

M4

rFusion

Preparación de muestras como perlas fusionadas para FRX, preparaciones de solución de peróxido para ICP, pesaje de fundente para la fabricación de perlas

UV/Vis/NIR/ SWIR

Espectrometría infrarroja de onda corta ultravioleta/visible/con infrarrojo cercano

LabSpec

FieldSpec

TerraSpec

QualitySpec

Identificación y análisis de materiales, humedad, minerales, contenido de carbono. Verificación del terreno para técnicas espectroscópicas transportadas por el aire y por satélite.

PFTNA

Activación de neutrones térmicos rápida a pulso

CNA

Análisis elemental en línea

XRD-C

Difracción de rayos X  (cristalografía)

Aeris

Empyrean

Refinamiento de la estructura cristalina molecular,

identificación y cuantificación de la fase cristalina, relación cristalino a amorfo, análisis del tamaño de la cristalización

XRD-M

Difracción de rayos X  (microestructura)

Empyrean

X’Pert3 MRD(XL)

Tensión residual, textura

XRD-CT

Imágenes de absorción de rayos X por tomografía computarizada

Empyrean

Imágenes en 3D de sólidos, porosidad y densidad

SAXS

Dispersión de rayos X con ángulo pequeño

Empyrean

Nanopartículas, tamaño, forma y estructura

GISAXS

Dispersión de rayos X con ángulo pequeño e incidencia por roce

Empyrean

Superficies y películas finas nanoestructuradas

HR-XRD

Difracción de rayos X de alta resolución

Empyrean

X’Pert3 MRD(XL)

Películas finas y epitaxiales, composición, deformación, grosor, calidad

XRR

Reflectometría de rayos X

Empyrean

X’Pert3 MRD(XL)

Superficies y películas finas, espesor de la película, rugosidad de la superficie y de la interfaz

XRF

Fluorescencia de rayos X

Epsilon

Zetium

Axios FAST

2830 ZT

Composición elemental, concentración elemental, elementos traza, detección de contaminantes