State-of-the-Art metingen van broeikasgassen via teledetectie
Grondstation-FTIR-teledetectienetwerken met hoge resolutie, zoals het Total Carbon Column Observing Network (TCCON) en de Infrared Working Group van de Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC-IRWG), zijn essentieel voor de validatie van satellieten die broeikasgassen (zoals CO2, CH4, N2O) en verontreinigende gassen (CO) meten.
Hoewel deze netwerken de basis vormen voor zeer nauwkeurige metingen van de totale kolomconcentratie van broeikasgassen, is het aantal wereldwijd beschikbare stations, beperkt. Om de validatie van satellietmetingen te verbeteren, is een dichtere distributie van stations nodig die verschillende oppervlakte (albedo) en atmosferische omstandigheden (vochtigheid, droogte, verontreiniging, aanwezigheid van aerosolen, proximiteit tot emissiehaarden) en een brede breedte- en seizoensspreiding omvatten.
Daarom hebben verscheidene groepen onderzoek gedaan naar aanvullende compacte instrumenten die de bestaande netwerken kunnen aanvullen en de validatie van satellietmetingen en de kwantificering van de emissies van een regio of van hotspots kunnen verbeteren.
“Fiducial Reference Measurements for Greenhouse Gases” (FRM4GHG)
Fiducial Reference Measurements for Ground-Based Infrared Greenhouse Gas Observations is een door het Europees Ruimteagentschap (ESA) gefinancierd project, mede geleid door het BIRA, dat gericht is op de vergelijking van nieuwe en gevestigde compacte teledetectieplatforms (Figuur 2) en op de harmonisatie van methoden en producten om Fiduciaire ReferentieMetingen (FRM) voor broeikasgassen te verkrijgen.
Het BIRA heeft, samen met de Universiteit van Bremen, gewerkt aan dergelijke compacte FTIR-spectrometer van het type Bruker Vertex70. Dit instrument vertoont vergelijkbare prestaties met TCCON en een andere lage-resolutiespectrometer, de Bruker EM27/SUN, die deel uitmaken van het “Collaborative Carbon Column Observing Network (COCCON)“ (Sha et al., 2020).
In de tweede fase van het FRM4GHG-project ontwikkelen we een behuizingssysteem voor deze FTIR-spectrometer, gekoppeld aan een zelfgemaakte compacte zonnetracker en weerstation voor automatische bediening van het systeem (Figuur 3a).
Zodra dit klaar is, zullen we het instrument uitgebreid testen in dit nieuwe weerbestendige systeem voordat we het inzetten op de Congoflux-toren-ecosysteemlocatie in de Democratische Republiek Congo, als onderdeel van het Belgische ICOS-BE project.
Referentie:
Sha, M. K., De Mazière, M., Notholt, J., Blumenstock, T., Chen, H., Dehn, A., Griffith, D. W. T., Hase, F., Heikkinen, P., Hermans, C., Hoffmann, A., Huebner, M., Jones, N., Kivi, R., Langerock, B., Petri, C., Scolas, F., Tu, Q., and Weidmann, D.: Intercomparison of low- and high-resolution infrared spectrometers for ground-based solar remote sensing measurements of total column concentrations of CO2, CH4, and CO, Atmos. Meas. Tech., 13, 4791–4839, https://doi.org/10.5194/amt-13-4791-2020, 2020.
