Onderzoeksproject BR/165/PI/SACH4 (Onderzoeksactie BR)
PROJECT BESCHRIJVING
Er is nu een wijdverbreide wetenschappelijke consensus over de diepgaande invloed van menselijke activiteiten op het klimaatsysteem, met name door de toenemende uitstoot van broeikasgassen zoals kooldioxide (CO2) en methaan (CH4) sinds de pre-industriële periode. CH4 is tot 200 keer minder aanwezig in de atmosfeer dan koolstofdioxide, maar heeft een sterkere warmingspotentiaal dan CO2. De vergelijkbare impact van CH4 op klimaatverandering ligt meer dan 86 keer hoger dan CO2 over een periode van 20 jaar. Echter, daar het een relatief korte levensduur heeft in de atmosfeer van ~9 jaar, zullen maatregelen tot vermindering van methaanuitstoot in de atmosfeer een snelle en grote impact hebben. Daarom wordt CH4 nu algemeen erkend als één van de voornaamste doelstellingen voor regularisatie van de uitstoot van broeikassen en klimaatmitigatie.
De atmosferische CH4-concentratie is meer dan verdubbeld sinds de pre-industriële periode. Hoewel de belangrijkste natuurlijke en door de mens veroorzaakte processen die bijdragen tot de uitstoot en afbraak van methaan zijn geïdentificeerd, zijn er nog steeds grote onzekerheden voor elk van de individuele processen. Bovendien is CH4 een uitdagende atmosferische component om te bestuderen, aangezien de niet-monotone veranderingen in de afgelopen decennia en de jaar-tot-jaarfluctuaties nog niet volledig doorgrond zijn.
De doelstelling van het SACH4 project is een grootschalige studie om onze kennis te vergoten van het methaan budget en de onzekerheden in de verschillende processen te verkleinen. Het Koninklijk Belgisch Instituut voor Ruimte-Aeronomie (BIRA-IASB) heeft de afgelopen jaren een geoptimaliseerde strategie ontwikkeld voor de inversie van de troposferische methaan concentratie aan de hand van spectra van de IASI/METOP satelliet. In samenwerking met de Universiteit van Luik (Uliège) zullen we de IASI dataset vergelijken met tagged simulaties van het GEOS-Chem model om zo een beter zicht te krijgen op de vele processen die bijdragen tot het methaan budget.
Verder zullen we de mogelijkheid bestuderen om de isotopische concentraties van CH4 uit Fourier Transform InfraRed (FTIR) metingen van grondstations af te leiden. Deze isotoopmetingen zullen aanvullende informatie geven over de bronnen en reactiewegen van methaan.
GEOS-Chem (ww.geos-chem.org) is een globaal 3 dimensionaal Chemisch Transport Model dat de distributie van sporengassen en aerosolen kan simuleren. Sinds 2011 heeft het GIRPAS-team van Uliège het GEOS-Chem model geïmplementeerd voor ondersteuning van de interpretatie van meetdata. Met de GEOS-Chem tagged simulaties van CH4 kunnen we de bijdrage van de verschillende uitstoot- en afbraakprocessen tot de totale concentratie van methaan bepalen. Zo willen we de contributie van de verschillende processen tot de geobserveerde CH4 concentratie identificeren. Daarnaast, met de ontwikkeling van 13CH4 en CH3D producten van de FTIR-grondmetingen, zullen nieuwe isotopische CH4 observaties voorhanden zijn. Deze producten zullen een aanvullende bron van informatie geven. Met dit werk willen we onze kennis van de verschillende processen die bijdragen tot het methaan (CH4) budget vergroten. Deze kennis kan helpen om de meest relevante processen te identificeren die tot een vermindering van de CH4 uitstoot en de bijbehorende klimaatimpact van dit broeikasgas kunnen leiden. De SACH4 projectresultaten zullen kenbaar gemaakt worden via wetenschappelijke publicaties, conferenties en publieke communicatie.
Deze samenwerking tussen BIRA-IASB en Uliège zal aantonen hoe Belgische expertise op het gebied van observatie, modellering en analysemethoden gecombineerd kan worden. De koppeling van een globale analyse van satelliet- en modelgegevens met lokale isotoopmetingen brengt een innovatieve kijk om de kwestie van de onevenwichtigheid tussen de verschillende uitstoot- en afbraakprocessen van methaan te bestuderen. Dit project brengt nieuwe en originele elementen samen die kunnen helpen bij het oplossen van dit probleem. In een tijd waarin klimaatverandering en luchtkwaliteit een belangrijk rol spelen in het dagelijkse leven van elke Europeaan, is het van groot belang om de samenleving te informeren over de wijdverspreide invloed van de uitstoot van CH4.
Source attribution of methane using satellite observations, isotopic measurements and GEOS-Chem simulations (SACH4) : final report
Dils, B. - Langerock, B. - De Wachter, E. ... et al. Brussels : Belgian Science policy, 2021 (SP3038)
[Om te downloaden]
