Skip to main content

Al fietsend de luchtkwaliteit bepalen

Research Topic Chapter
News flash intro
ENGINEERING
Monitoring van de samenstelling van de troposfeer, de atmosfeerlaag waarin we leven, is een vooraanstaand thema geworden in de Aardobservatie vanuit de ruimte. De Sentinel-5P satelliet, met TROPOMI als enig instrument, is de recentste inspanning van ESA in dat domein. Metingen uit de ruimte kunnen echter alleen betrouwbaar worden geïnterpreteerd als er parallel vanop de grond validatiemetingen worden uitgevoerd. Validatienetwerken met Differentiële Optische Absorptiespectrometers (DOAS) worden wereldwijd voor dit doel ingezet. Dus waarom geen DOAS op de bagagedrager van uw fiets vastmaken en al fi etsend de luchtkwaliteit bepalen?
Body text

TROPOMI

TROPOMI (TROPOspheric Monitoring Instrument) is een Nederlands instrument aan boord van ESA's Sentinel-5 Precursor-satelliet (Figuur 2) die in oktober 2017 in een baan om de aarde is geplaatst. Zijn belangrijkste doel is om de vervuiling te lokaliseren en de samenstelling ervan te monitoren. Het BIRA is betrokken bij de gegevensverwerking van het TROPOMI-instrument, vooral bij de ontwikkeling en validatie van algoritmes voor zwaveldioxide (SO2), formaldehyde (HCHO) en ozon (O3).

Naast de vlucht van TROPOMI heeft ESA ook de CINDI-2-campagne georganiseerd om een ​​breed scala aan MAX-DOAS (Multi-axis DOAS) en andere instrumenten van het DOAS-type te testen en onderling te vergelijken. In een volgende stap werd het ESA-FRM4DOAS-project opgezet, een operationeel systeem voor de verwerking van MAX-DOAS-gegevens van NDACC (Netwerk voor de Detectie van Atmosferische Samenstellingsverandering) ter validatie van de Sentinel-5p-producten.

Het BIRA gebruikt een eigen MAX-DOAS, en daarnaaste een mobiele DOAS die wordt bediend vanuit een auto. Wat je vanuit een auto kan meten, kan je ook vanop een fiets meten. Uit deze eenvoudige redenering is het Bike-DOAS-experiment geboren.

Bike-DOAS

In een stationaire MAX-DOAS wordt een scanmechanisme gebruikt om differentiële absorptiemetingen mogelijk te maken. Een mobiele DOAS is per definitie kleiner en lichter en heeft geen scanner. Het registreert strooilicht vanuit twee richtingen, zenit en 30° boven de horizon. Het is uitermate geschikt voor het meten van de chemische samenstelling (vb. NO2) van de lage troposfeer.

De Engineeringdivisie van het BIRA heeft een mechanische structuur ontworpen en vervaardigd waarin gemonteerd zit (Figuur 3):

  • de spectrometer
  • een microcomputer
  • een GPS voor geo-lokalisatie van de gemeten gegevens
  • een optisch ingangssysteem
  • een batterij

Het ontwerp is zeer robuust, bestand tegen schokken en trillingen, en is bruikbaar in verschillende weersomstandigheden. Het meest gebruikte materiaal is aluminium dat een oppervlaktebehandeling heeft ondergaan en waarop een beschermlaag is aangebracht voor een betere weerstand tegen corrosie. Desalniettemin heeft de doos een manuele sluiter waarmee de fietser de spectrometer kan afsluiten en de ingangsspiegel en optiek kan beschermen in geval van regen.

 

De Bike-DOAS-doos kan gemakkelijk en veilig op het bagagerek van elke fiets worden gemonteerd (Figuur 4). Op de doos is een eenvoudige start-stop-knop geïnstalleerd waarmee de DOAS op elk moment kan worden aan- en uitgeschakeld.

Vanaf een tablet of smartphone kan er een draadloze verbinding gemaakt worden met de Bike-DOAS-computer, zodat de operator de metingen en de status van het instrument kan opvolgen.

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Figuur 2: Sentinel-5 Precursor-satelliet © ESA
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Figuur 3: Bike-DOAS ontwerptekeningen (extern en intern).
Figure 4 body text
Figure 4 caption (legend)
Figuur 4: Bike-DOAS geïnstalleerd op één van de plooifietsen van het BIRA.