De satelliet en het meetinstrument
TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) is een meetinstrument dat met eerder vertoonde kwalificaties de samenstelling van de atmosfeer gaat meten. Het instrument is met toebehoren gemonteerd op het platform Sentinel 5-precursor. Het geheel is wat men in de volksmond een ‘kunstmaan’ noemt.
Die kunstmaan is gelanceerd op vrijdag 13 oktober 2017 en nog wel van-
uit Rusland, maar alles ging goed. De satelliet draait in een polaire baan op 824km boven de oppervlakte. Daardoor kan hij in één dag de hele aarde zien.
De ontwikkeling duurde zes jaar en kostte 80 miljoen (valt mee).
Tropomi heeft zijn eigen website www.tropomi.nl/ .
Tropomi staat in een traditie van eerdere instrumenten (Nederland is sterk in deze tak van sport). De diepblauwe afbeelding in de intro is gemaakt door een voorganger, de OMI (Ozone Monitoring Instrument). Het is het aantal NO2-molekulen in een atmosferische kolom van onder naar boven, links gemiddeld over oktober 2005 en rechts over oktober 2016. Wie daar lol in heeft, kan kaarten voor allerlei stoffen op allerlei
tijden vinden op www.temis.nl/airpollution/no2col/no2regioomimonth_v2.php .
Er vinden nu allerlei voorbereidende bewerkingen plaats. Daarna ziet het instrument elke dag de hele aarde en levert daarbij 20 miljoen waarnemingen per dag – dat zijn er tien keer zoveel als de voorgangers bij elkaar. Die datavloed moet binnen drie uur verwerkt zijn, bijv. om van invloed te zijn op weerberichten en smogwaarschuwingen.
De pixelgrootte van Tropomi op de grond is 7*7km (ter vergelijking, dat was bij OMI 13*24km). 7*7km op een kaart van Eindhoven ziet er zo uit:
Tropomi kan dus Veldhoven, Eindhoven en Nuenen uit elkaar houden.
De gedachte is dat het bij dit oplossend vermogen mogelijk wordt sommige individuele bronnen te zien.
Het instrument meet en vergelijkt straling, die rechtstreeks van de zon binnen komt, met straling die van de zon, heen en terug door de atmosfeer binnen komt. Die laatste geeft absorptiekenmerken, die het gevolg zijn van de aanwezigheid van geringe concentraties aan allerlei gassen. Die absorbtiekenmerken worden zichtbaar als je een spectrum van het binnenvallende licht maakt en dat gebeurt 300 maal per seconde.
Die absorptie kan op allerlei plaatsen in het spectrum plaatsvinden. Vandaar dat TROPOMI in verschillende gebieden kijkt (OMI, GOME en Sciamachy zijn voorgangers).
Sommige gassen zijn vooral van belang omdat ze toxisch zijn (bijv. NO2 en HCOH = formaldehyde en O3 laag in de atmosfeer), sommige omdat ze voor het klimaat van belang zijn (bijv. CO2 en CH4 = methaan), en sommige voor de ozonlaag hoog in de atmosfeer (bijv. sommige chloorverbindingen).
Ze kunnen ook meervoudig van belang zijn (bijv. hoge ozon).
“Fijn stof” zit in het plaatje als “Aerosols”.
Het KNMI heeft een goed verhaal over TROPOMI op www.knmi.nl/kennis-en-datacentrum/achtergrond/tropomi-sensing-the-troposphere-from-space .
Het KNAW-symposium
De Koninklijke Nederlandse Academie van Wetenschappen (KNAW) had op 25 september 2017 een symposium belegd over Tropomi. Daar spraken bouwers en gebruikers. Ik ben er naar toe geweest.
- Als belangrijkste bouwer sprak Nick van der Valk van TNO. De man was apetrots op zijn machientje en daar had hij groot gelijk in want er zitten uiterst innovatieve hoogstandjes aan hightech in. Maar dat gaat te ver voor een algemeen publiek. Ik doe hem onrecht, maar laat het achterwege.
- Maarten Krol, hoogleraar in Wageningen en met nog een stel andere wetenschappelijke functies, begon met het statement dat zij in Nederland gemiddeld een jaar korter leven vanwege de luchtvervuiling en de gemiddelde Beijing-Chinees drie jaar korter, en gaf daarna puntsgewijs aan waar het wetenschappelijke nut zit:
– Wetenschappelijk onderzoek.
Met verschillende satellieten samen kon men van augustus t/m december 2015 kwantitatief redelijk de bosbranden in Indonesie in kaart brengen door CO (koolmonoxide) te meten.
– trends volgen.
Men kon bijna in real time de ontwikkeling van het ozongat volgen (dat zich traag herstelt na de aanslag door de CFK’s – het Verdrag van Montreal is een succes, zij het geen snel succes).
Dit geeft de omvang van het ozongat bij de Zuidpool, per maand en over een aantal jaren.
(Hoog op de verticale as = een groot gat = slecht).Ook een trend is dat het luchtkwaliteitsbeleid van de overheid, althans bij NO2 , een succes blijkt. De concentraties dalen: het introplaatje uit 2005 is een stuk feller gekleurd dan het vergelijkbare plaatje uit 2016.
(Het probleem is alleen, dat de concentraties op sommige plaatsen en tijden niet genoeg dalen om onder de wettelijke limiet te komen, zie het Milieudefensievonnis. Het dieselgesjoemel speelt hier ook een rol bg).
– Voorspellen:
Bijv. ozonconcentraties in Amsterdam bij een zomersmogsituatie. - De bijdrage van Pepijn Veefkind overlapte gedeeltelijk die van Krol en zijn bijdrage heb ik al elders in dit verhaal verwerkt. Ik beperk me tot een website, waarop een goed interview met hem staat waarin ook meer in extenso een beeld gegeven wordt waar het in dit veld om draait: www.esa.int/Our_Activities/Observing_the_Earth/Copernicus/Sentinel-5P/Pepijn_Veefkind_KNMI_Senior_Scientist . Het lezen waard.
- Ilse Aben is bijzonder hoogleraar aan de VU inzake de fysica en de chemie van de aardatmosfeer, met speciale interesse voor de koolstofkringloop. Ze hield zich vooral bezig met methaan.
Methaan is een zeldzamer, maar veel krachtiger broeikasgas dan CO2 en haalt daarom toch nog 60% van het broeikaseffect van CO2 . Sinds het begin van de industriele revolutie is de methaanconcentratie met 150% gestegen.
Satellietmetingen wijzen bijvoorbeeld uit dat (opgeteld over het hele productieproces) uit de conventionele gaswinning veel meer methaan naar de atmosfeer weglekt dan eerder gedacht.
In Nederland ziet de satelliet niets spannends – “Nederland is saai”. (Overigens was Nederland in 2012 met 0,024% van het mondiale land-
oppervlak goed voor 0,24% van de mondiale, door mensen veroorzaakte, methaanproductie bgerard)
Onderstaande kaart van de mondiale methaanconcentraties in de atmosfeer is uit andere bron. Bedenk dat methaan een jaar of negen in de atmosfeer blijft en goed mengt. De meeste methaan waait dus weg. Als je dus op de kaart een fors signaal ziet, betekent dat dat er daar nog veel meer in de lucht komt dan er wegwaait.
Tenslotte
Voor alle meetsystemen geldt dat het goed is dat ze er zijn, maar dat ze op zichzelf niets oplossen. Ze zijn er om een olossing te ondersteunen, niet om die te vervangen. Daarvoor moet er gehandeld worden: minder dieren, betere auto’s, minder fossiele brandstoffen (bgerard)