Atmosferische gassen uitgestoten door het Amazonewoud

Chemische samenstelling en klimaat

Het Amazonewoud is een grote bron van biogene gassen en van biomassaverbrandingsproducten die de luchtkwaliteit en het globaal klimaat beïnvloeden. Om deze verschillende gassen te monitoren heeft het BIRA in juli 2016 een ‘Fourier transform infrared’ (FTIR)-spectrometer geïnstalleerd in Porto Velho, Brazilië. Na één jaar aan metingen hebben we de seizoensgebonden cycli van meerdere biomassaverbrandingsgassen waargenomen die allemaal een maximum aangeven in juli-oktober wanneer bosbranden het meest intens zijn. Deze gegevens zijn cruciaal voor het valideren van satellietmetingen, maar ook voor het verbeteren van onze kennis van de stoffen die het Amazonewoud uitstoot door te vergelijken met de meest recente modellen.

FTIR-metingen in Porto Velho, Brazilië

Porto Velho is een locatie in Rondônia, de Braziliaanse staat waar ontbossing het meest intens is geweest in de laatste decennia (Figuur 2). Ontbossing verhoogt de frequentie van antropogenische branden, alsook het risico op natuurlijke bosbranden.

De FTIR-techniek laat toe om gelijktijdig vele atmosferische gassoorten van biogene en biomassaverbranding-oorsprong te meten, zoals:

koolstofmonoxide (CO)
ethaan (C₂H₆)
acetyleen (C₂H₂)
formaldehyde (HCHO)

Dit is een teledetectietechniek, wat betekent dat we niet de concentratie van het gas aan het aardoppervlak meten, maar de hoeveelheid soorten in een atmosferische kolom (van de grond tot een hoogte van ongeveer 20 km voor de troposferische gassen). Satellieten meten gelijkaardige kolommen waardoor de FTIR-metingen perfect geschikt zijn om de kwaliteit (precisie en nauwkeurigheid) van de satellietmetingen te verifiëren.

Vergelijking met modelgegevens om onze kennis inzake de uitstoten te verbeteren

Wij vergelijken de FTIR tijdseriemetingen met kolomgegevens gemodelleerd aan de hand van het BIRA IMAGES-model om de model-invoer zoals:

antropogene of biogene uitstootdata
wind transport
chemische reactie schema’s te evalueren

Tijdens het droge seizoen (juli-oktober), wanneer bosbranden het meest intens zijn, komen de modelgegevens goed overeen met de waarnemingen van de verwachte timing van het maximum (figuur 3), maar overschatten ze systematisch de geobserveerde waarden. Dit wijst op een waarschijnlijke overschatting van verbrande biomassa in de brandendatabank die in het model wordt gebruikt.

Tijdens het natte seizoen (februari-juni) is het model in zeer goede overeenstemming met de waarnemingen voor HCHO, maar het onderschat C₂H₂-waarden. Dit suggereert het bestaan van een ontbrekend of verkeerd vertegenwoordigde bron in de antropogene databank van het model, mogelijk gelinkt aan de consumptie van biobrandstoffen.

Figuur 2: Afbeelding van MODIS aan boord NASA’s Aqua-satelliet, op 7 augustus 7, 2010. De wijde ontboste gebieden kunnen vanuit de lucht gezien worden. Branden zijn door rode stippen aangeduid.

Figuur 3: Totale kolommen voor formaldehyde (boven) en acetyleen (onder) in juli 2016-juli 2017 in Porto Velho, Brazilië, van FTIR-metingen (blauw) en het IMAGES-model (magenta).