Onderzoeksproject SD/CS/07A (Onderzoeksactie SD)
Context
AGACC-II kadert in de nationale en internationale inspanningen om de variabiliteit en lange-termijn evolutie van de atmosfeer op te volgen, om aldus de wisselwerking tussen de atmosferische veranderingen en de milieuveranderingen te detecteren en te begrijpen. Bijzondere aandacht gaat hierbij naar de klimaatsveranderingen. Een beter begrip van de impact van de menselijke activiteiten op de atmosfeer en het klimaat moet aan de basis liggen van de bepaling van beleidsmaatregelen ter bescherming van ons natuurlijk milieu. AGACC-II kadert ook in onze nationale verplichtingen om milieuparameters te rapporteren: resultaten zullen geïntegreerd worden in nationale en internationale rapporten tot vaststelling van de evolutie van de ozonlaag en het klimaat, en ter ondersteuning van dienovereenkomstige beleidsopties.
Projectbeschrijving
• Doelstellingen
Algemeen gesteld is de bedoeling van AGACC-II verschillende technieken voor teledetectie van de aardatmosfeer vanaf de grond te verbeteren. De beoogde technieken zijn: Brewer, MAXDOAS en Fourier transformatie infrarood (FTIR) spectrometrie, alsook zonfotometrie. Bovendien zal een aerosol lidar instrument (ceilometer) opgezet worden. De observaties vinden plaats in 3 reeds operationele sites, namelijk Ukkel, Jungfraujoch in de Zwitserse Alpen, en Ile de La Réunion ten oosten van Madagascar in de Indische Oceaan. We zullen metingen starten op een 4de site nl. aan de Universiteit van Bujumbura in Burundi.
Vier, meer specifieke doelstellingen kunnen onderscheiden worden:
(1) De afleiding van nieuwe informatie betreffende belangrijke broeikasgassen in de atmosfeer, namelijk koolstofdioxide, methaan en distikstofoxide (CO2, CH4 en N2O, resp.) en koolstof tetrafluoride (CF4) en koolstof tetrachloride (CCl4).
(2) De uitbreiding en/of verbetering van de reeks atmosferische constituenten die met FTIR spectrometrie vanaf de grond kunnen gemeten worden, zoals methylchloride (CH3Cl), methanol (CH3OH, ethyleen (C2H4), aceton ((CH3)2CO) en PAN (peroxyacetyl nitraat, C2H3NO5). Op Jungfraujoch zullen we ook meer vervangprodukten voor CFK proberen te detecteren en te kwantificeren, zoals HFC-134a (CH2FCF3). Deze zijn uiterst belangrijk in de context van de Montreal en Kyoto Protocols.
(3) het vergroten van onze expertise in het domein van aërosol teledetectie, en de bepaling van de directe impact van deze aërosolen op de stralingsbalans. We zullen trachten bijkomende optische parameters van de aërosolen te bepalen. Een aerosol lidar instrument zal informatie m.b.t. de verticale distributie leveren en zal de hoogte van de grenslaag meten.
(4) de studie van emissies boven Afrika. We zullen MAXDOAS metingen uitvoeren te Bujumbura van aërosolen en een aantal ozon- precursoren, zoals glyoxaal, formaldehyde en troposferisch stikstofdioxide (NO2). We zullen het transport van Afrika naar de Indische Oceaan onderzoeken.
• Methodologie
Nieuwe of verbeterde zogenaamde inversiestrategieën zullen ontwikkeld worden om uit de spectrale gegevens van de verschillende instrumenten geofysische parameters af te leiden. Daarbij zal de synergie tussen de instrumenten optimaal benut worden. Er zullen tevens laboratoriumexperimenten uitgevoerd worden om de kwantitatieve spectroscopische parameters van een aantal atmosferische gassen te verbeteren. Deze parameters zijn van essentieel belang in de ontwikkeling van de inversiestrategieën.
Waar mogelijk zullen lange tijdreeksen (op Jungfraujoch vanaf 1976 !) geanalyseerd worden met de nieuwe of geoptimaliseerde inversiestrategieën en spectroscopische gegevens. Seizoens- en jaarlijkse veranderingen van de verschillende gassen zullen bestudeerd worden en deze zullen vergeleken worden met model simulaties en satellietgegevens. Transport zal bestudeerd worden m.b.v. FLEXPART simulaties.
• Interactie tussen de verschillende partners
De vier partnerinstituten zullen hun complementaire expertise en instrumentatie verenigen. KMI staat in voor de ceilometer en de Brewerspectrometer; samen met BIRA zal het de zonfotometrie data uitbaten. BIRA heeft de expertise van de MAXDOAS techniek en van de FTIR spectrometrie in het nabije en het midden-infrarood op Ile de La Réunion. Ulg is expert in FTIR observaties in het midden-infrarood op Jungfraujoch. ULB zal de waarnemingen ondersteunen met de levering van spectroscopische parameters op basis van laboratorium metingen, voor dewelke het een internationale bekendheid heeft.
• Verwachte resultaten en/of producten; band met Internationale Programma’s
De AGACC-II gegevens zullen heel nuttig zijn voor de verificatie van mondiale en regionale chemie-klimaatmodellen. Deze laatste worden gebruikt om de atmosferische processen en de biogeochemische cycli te begrijpen, alsook om de toekomstige staat van de atmosfeer en het klimaat te voorspellen. Bovendien zullen de laboratorium- en veldgegevens aan internationale databanken zoals HITRAN en GEISA enerzijds, en NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change) en TCCON (Total Carbon Column Observing Network) anderzijds, geleverd worden. De partners KMI, Ulg en BIRA zijn al lang lid van het NDACC netwerk. Dankzij AGACC-II hoopt BIRA ook gekwalificeerd te worden als lid van het TCCON netwerk.
Sommige resultaten zullen onmiddellijk aantrekkelijk zijn voor beleidsmakers: lange termijn tendensen van broeikasgassen, directe invloed van aërosolen op de stralingsbalans boven Ukkel, organische chloor- en fluor budgetten, ….Maar op langere termijn zijn alle AGACC-II resultaten relevant voor het milieubeleid, omdat opvolging van de atmosferische samenstelling een fundamenteel ingrediënt is van elk milieurapport ter ondersteuning van beleidsmakers.
Partners
Activiteiten
BIRA en KMI: Federale Wetenschappelijke Instellingen van de Pool Ruimte
o BIRA verrricht onderzoek in het domein van de ruimte aëronomie, d.i. de scheikunde en fysica van de atmosferen van de aarde en andere objecten in het zonnestelsel. Aanverwante dienstlevering aan de bevolking en de overheid behoort ook tot zijn taken.
O KMI staat in voor het leveren van diensten aan de bevolking en de overheid op het vlak van hydro-meteorologie, klimatologie, en geofysica. Deze diensten worden onderbouwd door observaties en wetenschappelijk onderzoek.
Het GIRPAS team van de Université de Liège doet atmosfeeronderzoek sinds de jaren zeventig, vanaf de grond, ballons en satellieten. Het staat meest bekend om zijn lange tijdsserie hoge kwaliteit meetgegevens vanaf het observatorium op Jungfraujoch.
De SCQP partner van de Université Libre de Bruxelles heeft een internationale reputatie in hoge-resolutie moleculaire laboratorium spectroscopie. Zijn doelstelling is het leveren van referentie data voor ondersteuning van onderzoek aan planetaire atmosferen.
Contact Informatie
Coördinator:
Martine De Mazière
Departementshoofd
Divisie “Samenstelling van de Atmosfeer”
Belgisch Instituut voor Ruimte Aêronomie
Ringlaan 3
1180 Brussel
Tel. +32-2-3730363
Fax. +32-2-3748423
martine@oma.be
http://www.aeronomie.be
http://agacc.aeronomie.be
Opvolgingscomité
(1) Dr. P. Termonia, KMI, BE
(2) Dr. J.-F. Müller, BIRA, BE
(3) Dr. M. Schulz, Meteorologisk Institutt, Oslo, NO
(4) Dr. P.-F. Coheur, ULB, BE
(5) Dr. Hugo Van Hooste, Vlaamse Milieu Maatschappij (VMM), BE
(6) Dr. Jan Voet, IRCEL-CELINE, BE
(7) Dr. C. Camy-Peyret, Université Pierre et Marie Curie, Paris, FR
(8) Prof. W. Maenhaut, Universiteit Gent, BE
De leden (1) t/m (3) zijn gebruikers van de AGACC-II resultaten als modelmakers;
Lid (4) is gebruiker van de AGACC-II resultaten voor satellietvalidatie;
Leden (5) en (6) zijn potentiële gebruikers van de data in de nationale milieucontext en de GMES context.
Leden (7) en (8) zijn experten in spectroscopie en aërosolonderzoek, resp. Dr. C. Camy-Peyret is ook nauw betrokken bij grond- en satellietwaarnemingen van de atmosfeer met FTIR spectrometrie.
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : final report
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2715)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 1
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2716)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 2
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2717)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 3
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2718)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 4
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2719)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 5
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2720)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 6
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2721)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 1 part 7
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2722)
[Om te downloaden]
Advanced exploitation of Ground-based measurements for Atmospheric Chemistry and Climate applications (AGACC II) : Annex 2
De Mazière, M. - De Backer, H. - Vander Auwera, J.... et al Brussels : Belgian scientific Policy, 2017 (SP2723)
[Om te downloaden]
