Skip to main content

Het BIRA gebruikt voor de meeste metingen van atmosferische bestanddelen dezelfde techniek: de DOAS-methode. De geschiedenis van het principe van Differentiƫle Optische Absorptiespectroscopie (DOAS) gaat terug tot de eerste metingen van de ozonlaag door Fabry en Buisson in de jaren twintig van de vorige eeuw.

De methode wordt veel gebruikt voor NO2-metingen met grondinstrumenten, maar ook veel andere belangrijke atmosferische gassen kunnen met deze methode worden gemeten (formaldehyde, zwaveldioxide, ozon,... ), en net zo goed vanuit satellieten en vliegtuigen.

Vingerafdruk van chemische stof in waargenomen lichtspectrum

De DOAS-techniek bestaat erin de intensiteit van het licht te bestuderen als functie van de golflengte; kortom, van het lichtspectrum. Wanneer licht door een gasvormig medium reist (zoals de atmosfeer), verandert het spectrum onder invloed van absorptie door de aanwezige moleculen. Deze absorptie is voor elke chemische stof verschillend en elke stof laat dus een vingerafdruk achter in het waargenomen lichtspectrum.

Het verschil in lichtintensiteit tussen golflengten waar een molecuul sterk absorbeert en golflengten waar de absorptie zwak is, maakt het mogelijk het aantal moleculen langs het lichtpad te bepalen.

Kolom van een gas (concentratie in verticale richting)

Toegepast op het spectrum van zonlicht, dat door de atmosfeer wordt verstrooid, kan DOAS worden gebruikt om de kolom (de concentratie van een chemische stof, geĆÆntegreerd in een verticale richting) van een gas, zoals stikstofdioxide (NO2), te bepalen.

Deze kolom kan worden gezien als de dikte van de gaslaag in de atmosfeer. Aangezien de gemeten grootheid (in dit geval de NO2-kolom) niet in direct contact staat met het meetinstrument, wordt de meettechniek "teledetectie" genoemd.

Teledetectie en in situ metingen

DOAS-metingen vormen een aanvulling op gegevens die worden verkregen uit vaste meetstations voor de luchtkwaliteit op de grond. Deze laatste zijn gebaseerd op een chemische analyse van monsters die zijn genomen uit de lucht die in direct contact staat met het station. Men spreekt dus van in situ metingen. De kennis van de oppervlakteconcentraties, die door deze stations in situ worden gemeten, is van fundamenteel belang voor het onderzoek naar de blootstelling van de bevolking aan schadelijke stoffen.

Anderzijds maken de metingen van gaskolommen door teledetectietoestellen het mogelijk de satellietgegevens te kalibreren en te valideren en deze om te zetten in oppervlakteconcentraties. Zij leveren ook de randvoorwaarden voor modelberekeningen van de chemie en het transport van verontreinigende stoffen, die van essentieel belang zijn voor een beter begrip en een betere voorspelling van de luchtkwaliteit.

Om een analogie te maken met de menselijke zintuigen:

  • teledetectiemetingen kunnen worden vergeleken met het gezichtsvermogen
  • in-situ metingen kunnen worden vergeleken met reuk
De DOAS-methode wordt veel gebruikt voor metingen met grondinstrumenten. (Image credits: BIRA-IASB, Xianghe)
DOAS-instrumenten kunnen net zo goed waarnemen vanuit satellieten en vliegtuigen. (Image credits: AROMAPEX campaign, 2016).