Onderzoeksproject P4S/25/ROMA (Onderzoeksactie P4S)
Al een eeuw lang wordt de totale ozonkolom (TOC) gemeten met behulp van grondinstrumenten, namelijk Dobson- en Brewer-spectrofotometers. Deze instrumenten zijn nu de referentie voor ozonmonitoring van de Wereld Meteorologische Organisatie (WMO). Dobson- en Brewer-metingen hebben een cruciale rol gespeeld in ons begrip van de stratosferische chemie, onder meer bij de ontdekking van het ozongat boven Antarctica en bij de validatie van atmosferische satellietwaarnemingen. De toekomstige ontwikkeling van het stratosferisch ozon blijft echter onzeker. Referentiemetingen van totaal kolomozon (TOC) vanaf de grond blijven daarom essentieel voor de evaluatie van de effecten van het Protocol van Montreal, alsook van klimaatverandering en daarmee samenhangende verschuivingen in de atmosferische chemie, bijvoorbeeld ten gevolge van grootschalige bosbranden.
Het Dobson-instrument wordt niet langer geproduceerd en de fabrikant van het Brewer-instrument heeft in oktober 2024 aangekondigd zowel de productie als het onderhoud stop te zetten. Hierdoor staat de ozongemeenschap voor de dringende uitdaging om nieuwe referentie-instrumenten te identificeren voor grondgebonden TOC-metingen.
De nieuwe TOC-referentie-instrumenten moeten een nauwkeurigheid hebben die vergelijkbaar is met die van de Brewer- en Dobson-instrumenten en voldoen aan de WMO-doelnorm van 1%. Daarnaast moeten deze instrumenten langdurig stabiel zijn en voldoende robuust om bestand te zijn tegen sterk variërende omgevingsomstandigheden wereldwijd.
Momenteel worden twee kandidaat-instrumenten door de wetenschappelijke gemeenschap geëvalueerd: Pandora en BTS. Om de selectie van een geschikte opvolger voor de Brewer af te ronden, heeft de ozongemeenschap behoefte aan gerichte onderlinge vergelijkingscampagnes in poolgebieden, evenals aan verder onderzoek naar de langetermijnstabiliteit van deze nieuwe instrumenten. Tot op heden zijn de Brewer-, BTS- en Pandora-instrumenten nog niet gezamenlijk met elkaar vergeleken in Antarctica.
Het Belgische Princess Elisabeth Station (PES) biedt daarom een ideaal platform voor de inzet en onderlinge vergelijking van deze instrumenten.
De specifieke doelstellingen van het ROMA-project zijn als volgt:
- Het hele jaar door gebruik maken van de RMI Brewer-ozonspectrofotometer, die reeds op PES is geïnstalleerd. Tot nu toe werd de Brewer alleen gebruikt tijdens de zuidelijke zomer, wanneer het station bemand was.
- Het verplaatsen van een BIRA-IASB Pandora-instrument (voorheen operationeel in Ukkel, België) naar PES voor jaarronde ozonmonitoring, na een passende aanpassing van het instrument aan de Antarctische omstandigheden. Naast ozon zal de Pandora ook een reeks belangrijke ozongerelateerde chemische componenten meten, waaronder NO₂, OClO, BrO en NO₃.
- Aankoop van een BTS-spectrometer op projectkosten en installatie en operatie ervan op PES gedurende het hele jaar.
- Evaluatie of de Pandora en BTS voldoen aan de WMO doelnorm voor de totale ozonkolom. Voor deze activiteit zal gebruik worden gemaakt van zowel historische gegevens in Ukkel als gegevens die tijdens het project op PES zijn verzameld.
- Systematische vergelijkingen uitvoeren tussen onze TOC-metingen vanaf de ground en gegevens van bestaande (TROPOMI, GOME2) en toekomstige satellietsensoren die tijdens het project zullen worden gelanceerd (S5, Altius). Daarnaast zullen de verkregen TOC-gegevens worden vergeleken met bestaande heranalysegegevens.
- Beoordelen of NO2-, OClO- en BrO-kolommetingen afgeleid van Pandora-gegevens verder kunnen bijdragen aan satellietvalidatie over Antarctica.
