Skip to main content

Model en waarnemingen combineren om stratosferische componenten te bestuderen

News flash intro
IFS, het atmosfeermodel van het Europese programma CAMS, levert operationele analyses en voorspellingen van de atmosferische samenstelling. Het BIRA draagt bij tot deze activiteit met de integratie van zijn stratosferische chemiemodule BASCOE in IFS, maar ook met de uitbreiding van de aerosolmodule van IFS van de troposfeer naar de stratosfeer. Een belangrijk doel is het voorspellen van de evolutie van grote aerosol-episodes zoals vulkanische uitbarstingen en grote bosbranden.
Body text

Europees geïntegreerd voorspellingssysteem IFS

Het atmosferische model voor numerieke weervoorspellingen van het ECMWF, IFS (Integrated Forecasting System), werd uitgebreid naar atmosferische samenstelling voor de dienst European Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS). Het doel is om kaarten en gegevens over atmosferische componenten te leveren over de huidige omstandigheden, evenals voorspellingen over de volgende dagen en retrospectieve analyses over de laatste decennia. Deze informatie is voor iedereen beschikbaar zonder kosten, zowel voor experten en beleidsmakers als voor het grote publiek. 

Met zijn sterke expertise in de modellering van de chemische samenstelling van de stratosfeer droeg het BIRA sinds het begin bij tot deze activiteit. De integratie van de stratosferische chemiemodule BASCOE, een assimilatiesysteem dat op het BIRA al vele jaren ontwikkeld werd, in het IFS is in volle gang.

Een stap vooruit: het voorspellen van de evolutie van vulkaanuitbarstingen en grote bosbranden

Naast gasvormige soorten groeit ook de belangstelling voor aerosols. Hun deeltjesstructuur stelt specifieke uitdagingen: hun variërende samenstelling, vorm en grootte, hun evolutie die wordt bepaald door vele fysische processen en hun variërende interacties met de omgevingslucht afhankelijk van hun aard.

In de stratosfeer zijn explosieve vulkaanuitbarstingen de belangrijkste aerosolbronnen. Onlangs is echter ontdekt dat grote bosbranden een steeds grotere rol spelen als gevolg van klimaatverandering. Het leveren van operationele voorspellingen van vulkaanuitbarstingen en bosbranden is een echte uitdaging die CAMS momenteel aangaat.

Een speciale aerosolmodule beschrijft de sleutelrol van aerosolen in de luchtkwaliteit, het weer, het klimaat en het chemische budget. Terwijl de oorspronkelijke focus lag op troposferische aerosolen, wordt deze momenteel uitgebreid naar de stratosfeer. Het BIRA speelt een belangrijke rol in deze ontwikkeling en combineert zijn verwezenlijkingen in chemische modellering met een langdurige expertise in stratosferische aerosolen.

Modellen en waarnemingen samengevoegd om complexe aerosolprocessen te begrijpen

Om de complexiteit van aerosolprocessen en hun verbanden met stratosferische chemie te begrijpen, moeten allerlei wetenschappelijke instrumenten worden gebruikt. Modellen zijn ideaal om hypotheses en de gevoeligheid van het atmosferische systeem voor specifieke processen te testen, terwijl waarnemingen een globaal beeld geven van alle gecombineerde aspecten.

Met behulp van steeds beter presterende computerinfrastructuren bundelen specialisten in modellen en in experimenten hun krachten om hypotheses te testen en met de werkelijkheid te confronteren. Metingen uit het verleden tijdens grote vulkaanuitbarstingen bieden een schat aan testcases om te beoordelen hoe realistisch de modelvoorspellingen zijn.

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
In September 1984, an astronaut on board the International Space Station (ISS) took a picture of the Earth limb showing the orange-white aerosol layer in the stratosphere. Credits NASA.
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Een soortgelijke foto, genomen aan boord van het ISS in augustus 1991, ongeveer 2 maanden na de uitbarsting van Mount Pinatubo, toont een heel ander beeld van de aerosollaag. Het begrijpen en voorspellen van zulke verschillende situaties als gevolg van verweven microfysische, dynamische en stralingsprocessen is de uitdaging die het IFS-model van CAMS aangaat, met behulp van satellietwaarnemingen die vergelijkbare scènes laten zien. Credits NASA.
Publication date