Atmospheric aerosols are responsible for adverse health effects and uncertain climate forcing. Depending on their composition, they can directly affect climate by scattering or absorbing solar radiation and they can also indirectly affect by serving as cloud condensation nuclei (CCN). While the chemistry and physical properties of the inorganic components of the aerosols are more or less known, the same does not stand for the organic components. Hygroscopic water soluble organic material can enhance the water absorption of the particles, affecting their climate forcing. This dissertation explores the hygroscopic properties of atmospheric organic aerosol, the first part of the thesis is dedicated to the development and analysis of methods for the measurement of water soluble organic aerosol, while the second part investigates the hygroscopic properties and CCN activity of organic particulate matter emitted by different sources or produced in the atmosphere through oxidation of volatile organic compounds. / Τα ατμοσφαιρικά σωματίδια έχουν αρνητικές επιδράσεις στην ανθρώπινη υγεία αλλά και αβέβαιες επιπτώσεις στο κλίμα. Ανάλογα με τη σύστασή τους, μπορούν να επιδράσουν άμεσα στο κλίμα, σκεδάζοντας ή απορροφώντας ηλιακή ακτινοβολία, ενώ μπορούν ακόμα να δράσουν ως πυρήνες συμπύκνωσης συννέφων. Παρόλο που η χημεία και οι φυσικές ιδιότητες των ανόργανων συστατικών των αεροζόλ είναι γενικά γνωστές, δε συμβαίνει το ίδιο για τα οργανικά συστατικά. Υγροσκοπικά υδατοδιαλυτά οργανικά συστατικά μπορούν να αυξήσουν την απορρόφηση νερού από τα σωματίδια, επηρεάζοντας την επίδραση αυτών στο κλίμα. Αυτή η διατριβή διερευνά τις υγροσκοπικές ιδιότητες των ατμοσφαιρικών οργανικών σωματιδίων: Το πρώτο μέρος ασχολείται με την ανάπτυξη και την ανάλυση μεθόδων για τη μέτρηση των υδατοδιαλυτών ατμοσφαιρικών οργανικών σωματιδίων, ενώ στο δεύτερο διερευνώνται οι υγροσκοπικές ιδιότητες και η δράση ως πυρήνων συμπύκνωσης συννέφων οργανικών σωματιδίων που εκπέμπονται από διαφορετικές πηγές ή παράγονται στην ατμόσφαιρα μέσω οξείδωσης πτητικών οργανικών ενώσεων.

Η πιθανή επίδραση της μεταβλητότητας της ροής της κοσμικής ακτινοβολίας στη νέφωση, στην ατμοσφαιρική κατακρήμνιση και συνεπώς στο πλανητικό ισοζύγιο ακτινοβολίας έχει εγείρει μια έντονη έρευνα τα τελευταία χρόνια. Επιχειρείται μια κριτική ανασκόπηση των εργασιών στις οποίες έχει μελετηθεί η σχέση μεταξύ γαλαξιακών κοσμικών ακτίνων και ατμοσφαιρικών διεργασιών και το ενδιαφέρον επικεντρώνεται σε αυτές που αφορούν στην επίδραση των βραχυχρόνιων μεταβολών της γαλαξιακής κοσμικής ροής στα νέφη και την ατμοσφαιρική κατακρήμνιση. Η συσχέτιση μεταξύ των επεισοδίων βροχόπτωσης και της κοσμικής ακτινοβολίας είναι πολύ μικρή για να αποδείξει άμεση επίδραση των κοσμικών ακτίνων στην ατμόσφαιρα. Συνεπώς, σκοπός αυτής της μελέτης είναι να ερευνήσει τη συσχέτιση μεταξύ των επεισοδίων βροχόπτωσης και των μειώσεων της γαλαξιακής κοσμικής ακτινοβολίας σε ημερήσια βάση. Η μεθοδολογία που υιοθετείται παρέχει έναν χρήσιμο τρόπο διαχωρισμού του σήματος της γαλαξιακής κοσμικής ακτινοβολίας από άλλες πιθανές εξωτερικές και εσωτερικές επιδράσεις στην ατμοσφαιρική κατακρήμνιση. Η βασικότερη μέριμνα αυτής της μελέτης είναι ο προσδιορισμός ενός προτύπου επιβεβαίωσης του ορίου μείωσης και της χρονικής περιόδου της κοσμικής ακτινοβολίας που θεωρείται ως μείωση Forbush, αφού και στη βιβλιογραφία η μείωση Forbush ορίζεται μάλλον αυθαίρετα. Η μείωση του ρυθμού ατμοσφαιρικής κατακρήμνισης κατά τη διάρκεια των μειώσεων Forbush είναι σύμφωνη με τα αποτελέσματα της ερευνητικής εργασίας και άλλων επιστημόνων. Τέλος, εκτιμάται ένας πιθανός μηχανισμός μικροφυσικής των νεφών που ερμηνεύει τη συμπεριφορά των μειώσεων Forbush για τα πολύ έντονα επεισόδια βροχόπτωσης. Η πειραματική μελέτη των θεμελιωδών μικροφυσικών αλληλεπιδράσεων μεταξύ της κοσμικής ακτινοβολίας και των νεφών και η ανάπτυξη νέας τεχνολογίας οργάνων θα βοηθήσει στην κατανόηση του φυσικού μηχανισμού κοσμικές ακτίνες - νέφη - κλίμα. / The possible influence of variability of the cosmic ray flux on cloud cover, on precipitation and thus on the radiation budget of the planet, has stimulated a lively investigation during the recent years. We attempt a critical review cites of those papers studying the relation between galactic cosmic rays and atmospheric processes and we focus on those which pertain the influence of short - term changes of galactic cosmic flux on clouds and precipitation. The correlation between precipitation events and cosmic rays is very low to prove the direct influence of cosmic rays in the atmosphere. Consequently, the scope of this study is to investigate the correlation between precipitation events and galactic cosmic ray decreases on a diurnal basis. The methodology adopted provides a useful way to dissociate the signal of galactic cosmic rays from other possible external and internal influences on precipitation. The basic concern of this study is the determination of a model to confirm the limit of cosmic ray decrease and the corresponding time of occurrence assumed as a Forbush decrease, since this decrease is arbitrarily defined in literature. The determined decrease of precipitation rate during the Forbush decreases is in accordance to the results of other scientists. Finally, we estimate a possible cloud microphysical mechanism which may interpret the impact of Forbush decreases for the heavy precipitation events. The experimental study of the fundamental microphysical interactions between cosmic rays and clouds and the development of new instrumentation will help to understand the physical mechanism cosmic rays – clouds – climate.