Troposferisch ozon meten is cruciaal, maar een uitdaging
Hoge ozonconcentraties in de troposfeer hebben nadelige gevolgen voor mens en natuur, als luchtverontreinigende stof en als broeikasgas. Daarom zijn (inter)nationale milieuregels opgesteld om ozon en zijn precursoren te beperken.
De wetenschappelijke gemeenschap beoordeelt regelmatig de effectiviteit van deze protocollen, gebaseerd op nauwkeurige en goed gekarakteriseerde metingen die de hele aarde bestrijken gedurende meerdere decennia en met de best mogelijke resolutie. Voldoen aan deze meetvereisten is een hele uitdaging, maar nodig voor het begrijpen van de processen die de ozonconcentratie in de troposfeer bepalen.
TROPOMI is de nieuwe standaard
Het TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI), dat in 2017 aan boord van de Copernicus Sentinel-5p-satelliet werd gelanceerd, is het Europese vlaggenschip voor het opvolgen van ozon en zijn precursoren met ongeëvenaarde resolutie. TROPOMI registreert dagelijks troposferische ozonwaarnemingen boven de tropische gordel.
BIRA-onderzoekers zijn verantwoordelijk voor de kwaliteitscontrole van deze (en andere) TROPOMI-data, en hebben een operationeel systeem ontwikkeld dat de metingen continu en bijna in real-time evalueert. Onlangs werd een uitgebreide evaluatie van de eerste twee jaar troposferische ozonmetingen door TROPOMI afgerond.
Kwaliteitscontrole van TROPOMI-data
Gedetailleerde vergelijkingen met referentiemetingen zijn essentieel bij het beoordelen van de datakwaliteit van TROPOMI. Met behulp van ozonsondes aan ballonnen en van twee andere satellietinstrumenten stelden BIRA-onderzoekers vast dat de afwijking en nauwkeurigheid van de troposferische ozonmetingen door TROPOMI kleiner zijn dan respectievelijk 15 % en 8-13 %.
De hoge resolutie van TROPOMI liet ook gedetailleerde studies toe van geofysische verschijnselen zoals:
- bosbranden
- Madden-Julian-oscillatie
- zonale ‘wave-one’
TROPOMI levert superieure troposferische ozonmetingen in vergelijking met eerdere en recente satellietinstrumenten, wat resulteert in waardevolle klimaatgegevens.
Internationale wetenschappelijke analyses van troposferisch ozon
BIRA-onderzoekers breiden hun TROPOMI-analyse ook uit naar andere satellietmetingen. Ze onderzoeken mogelijke oorzaken van verschillen tussen datasets, met bijzondere aandacht voor hun verticale gevoeligheid en bereik. Het met elkaar in overeenstemming brengen van de datasets is nodig om vooruitgang te boeken in het begrip van de ruimtelijke verdeling en evolutie van troposferisch ozon.
Op die manier zet BIRA zich in voor internationale activiteiten in samenwerking met het “Committee on Earth Observation Satellites” (CEOS) en het tweede “Tropospheric Ozon Assessment Report” (TOAR-II) dat de wetenschappelijke basis zal vormen voor wijzigingen in regelgeving met betrekking tot luchtkwaliteit en klimaatverandering.
Referentie
Hubert, D., Heue, K.-P., Lambert, J.-C., Verhoelst, T., Allaart, M., Compernolle, S., Cullis, P. D., Dehn, A., Félix, C., Johnson, B. J., Keppens, A., Kollonige, D. E., Lerot, C., Loyola, D., Maata, M., Mitro, S., Mohamad, M., Piters, A., Romahn, F., Selkirk, H. B., da Silva, F. R., Stauffer, R. M., Thompson, A. M., Veefkind, J. P., Vömel, H., Witte, J. C., and Zehner, C.: TROPOMI tropospheric ozone column data: Geophysical assessment and comparison to ozonesondes, GOME-2B and OMI, Atmos. Meas. Tech. Discuss., https://doi.org/10.5194/amt-2020-123, in review, 2020.
