De nood aan kwaliteitsverzekering van gegevens
Voor een beter begrip en mitigatie van, en aanpassing aan de klimaatsverandering zijn een systematische observatie van het klimaatsysteem en identificatie van de natuurlijke en/of menselijke oorzaken van verandering vereist. Belangrijk hiervoor is de bepaling van de Essentiële Klimaatvariabelen (ECV), die de chemische en fysische eigenschappen van de biosfeer beschrijven, met behulp van betrouwbare gegevens vanuit meerdere bronnen.
Momenteel zijn 54 ECV's geïdentificeerd binnen het Globale Klimaatobservatiesysteem dat de atmosferische, cryosferische, oceanische en aardse domeinen omvat. In recente projecten, die werden ondersteund door het Europees Ruimtevaartagentschap en de Europese Commissie (EC), werd de nadruk gelegd op het genereren van klimaatdatasets (CDR's) om trends, patronen en schommelingen op lange termijn (multi-decadale) te beoordelen op basis van:
- metingen van satellieten
- monitoringnetwerken
- complementaire gegevensbronnen
De betrouwbare documentatie van het productieproces en de rigoureuze kwantificering van de nauwkeurigheid en validiteit van deze CDR’s zijn fundamenteel voor het wetenschappelijke begrip van het klimaatsysteem en voor geïnformeerde beleidsvorming. Niettemin is dergelijke uitgebreide en volledig traceerbare kwaliteitsinformatie zelden beschikbaar. Harmonisatie tussen de verschillende domeinen is eveneens cruciaal voor data-gebruikers.
Generiek kwaliteitsverzekeringsysteem voor klimaatdatasets
Het QA4ECV Quality Assurance-systeem, ontwikkeld in het standaardisatie-instituut NPL (VK) met behulp van de expertise van het BIRA in het atmosferische domein en in teledetectiemetrologie, is toegepast bij het genereren van multi-decadale CDR's van zes piloot-ECV's van de atmosferische en aardse domeinen:
- NO2
- HCHO
- CO
- oppervlakte albedo
- bladoppervlakte-index
- fractie van de geabsorbeerde fotosynthetisch actieve straling
Voortbouwend op internationale standaarden op het gebied van metrologie, terminologie en systeemtechniek, biedt dit generieke kwaliteitsverzekeringsysteem richtlijnen voor het verzekeren, evalueren en documenteren van de ECV-gegevenskwaliteit. Een voorbeeld zijn de traceerbaarheidsketens die het proces van het genereren van gegevens beschrijven, en waarlangs de foutenvoortplanting kan worden berekend om uiteindelijk schattingen van de onzekerheid te verkrijgen.
Dit systeem draagt nu bij tot de Evaluatie- en Kwaliteitscontrolefunctie van de Copernicus Dienst voor Klimaatverandering (C3S), gecoördineerd door het Europees Centrum voor Weersverwachtingen op Middellange Termijn (ECMWF).
Atmospherische ECV-validatieserver
Als praktische en directe toepassing in het atmosferische domein heeft het BIRA het gedetailleerde verwerkingsmodel voor een Atmospherische ECV-validatieserver ontwikkeld, toepasbaar op vrijwel elke atmosferische ECV. Van deze server werd een prototype ontwikkeld dat vervolgens gebruikt werd om de NO2-, HCHO- en CO-klimaatdatasets, geproduceerd door verschillende satellieten binnen het project, te valideren.
Na deze succesvolle demonstratie is het QA4ECV-prototype door het Europees Ruimtevaartagentschap (ESA) goedgekeurd ter implementatie in de operationele validatiefaciliteit van het centrum voor missie-performantie van de Sentinel-5p TROPOMI-missie, de eerste atmosferische Sentinel van het Europees Copernicus-programma voor aardobservatie.