www.sron.nl/r-de-atmosfeer-ontrafeld

GOME / OMI / SCIAMACHY: De aardse atmosfeer ontrafeld  

b_180_0_3355443_00_images_stories_sron_50jaar_dashback50.jpg
Missies in het kort
Belangrijkste resultaten
Voortgezet onderzoek
Links
 

Missies in het kort

Nederland neemt deel aan verschillende satellietprogramma’s die zich toeleggen op het bestuderen van de aardse atmosfeer. Kennis over de atmosfeer is belangrijk om te begrijpen hoe het klimaat op aarde verandert, en onder welke factoren dit gebeurt. Samen met de oceanen en de bodem vormt de atmosfeer de zogeheten biosfeer. Hierin speelt het aardse leven zich af. De atmosfeer zorgt niet alleen voor lucht om te ademen, maar ook voor verdeling van zonnewarmte, bescherming tegen schadelijke invloeden vanuit de ruimte, en het reguleren van allerlei kringlopen. Satellieten zijn een machtig hulpmiddel bij het atmosfeeronderzoek omdat ze wereldwijde metingen kunnen doen, 24 uur per dag en 7 dagen per week. En ze zijn in staat om snelle veranderingen direct in kaart te brengen.

Wat zien aardobservatiesatellieten? Satellieten vliegen boven de atmosfeer en verrichten dus op afstand metingen. Passieve remote sensing houdt in dat instrumenten aan boord kijken naar de verstrooide zonnestraling die via de atmosfeer of het aardoppervlak naar de ruimte wordt gezonden. Net als bij sterrenkundig onderzoek wordt naar het spectrum van deze straling gekeken. Talrijke moleculen verraden hun aanwezigheid via de spectraallijnen. De Nederlandse bijdrage aan het internationale atmosfeeronderzoek concentreert zich op deze techniek. Actieve remote sensing maakt gebruik van signalen, zoals radar, die vanaf de satelliet naar de aarde worden gestuurd en waarvan de reflectie wordt geanalyseerd. Op deze manier kunnen topografische details (hoogteverschillen, ruwheid van het terrein op het land en windgolven op zee, in kaart worden gebracht.

Belangrijke Nederlandse bijdragen aan het atmosferisch onderzoek vanuit de ruimte zijn:
   omhoogomlaag

Belangrijkste resultaten

Onderzoeksterreinen waar Nederland zich in heeft gespecialiseerd zijn onder andere: Naast metingen bedoeld voor zuiver wetenschappelijk onderzoek rond weer en klimaat, worden veel gegevens ook op continu-basis verzameld. Ze worden verwerkt tot dagelijkse overzichten – soms meerdere malen per dag. De kaarten, wereldwijd en regionaal, staan ter beschikking van gebruikersgroepen, zoals meteorologen, klimatologen en andere wetenschappers, maar ook overheden, landbouwkundigen, en dergelijke. Tot de ‘routine’ producten behoren onder andere:
  • Dagelijkse overzichten van luchtverontreiniging boven West-Europa en andere gebieden, veelal op basis van metingen aan het gas stikstofdioxide (NO2). Ook troposferisch ozon (O3) en zwaveldioxide (SO2) gelden als indicatoren voor luchtvervuiling. Voorbeelden zijn te vinden bij de links naar OMI en SCIAMACHY.
  • Dagelijkse overzichten van de ozonconcentraties en verwachtingen hoe deze concentraties zich in de loop van de komende dagen ontwikkelen. Voorbeelden zijn te vinden bij de links naar OMI en GOME-2. De instrumenten kunnen ook apart de ozonconcentraties in de stratosfeer in beeld brengen zodat het ontstaan en verdwijnen van het ‘ozongat’ boven de poolgebieden kan worden gevolgd.
  • Dagelijkse overzichten van aerosolenconcentraties. De instrumenten brengen bijvoorbeeld de verspreiding van vulkaanstof in beeld, of laten zien hoe stof uit de Sahara uitwaaiert over Europa en de Atlantische oceaan. Voorbeelden zijn te vinden bij de links naar OMI, GOME-2 en SCIAMACHY.
   omhoogomlaag

Voortgezet onderzoek

Onderzoek rond de biosfeer is niet alleen wetenschappelijk interessant. Steeds vaker is er interesse vanuit het maatschappelijk-economische veld. Immers, de kwaliteit van het milieu en de ontwikkelingen in het klimaat zijn van direct belang voor de economie, de energiepolitiek en veiligheid. Samen met de Europese Unie ontwikkelt ESA het Global Monitoring for Environment and Security (GMES) programma. Het omvat onder andere een serie kleinere Sentinel-projecten. Een ervan, de Sentinel-5, gaat specifiek over atmosferisch onderzoek en moet een instrumentenpakket opleveren voor een van de volgende meteosatellieten van ESA / EUMETSAT. Nederland concentreert zich op een nieuw instrument voor deze missie: TROPOMI. De kans bestaat dat een voorloper van dit instrument op een eerdere missie (2014) meegaat om de datastroom vanuit SCIAMACHY veilig te stellen, ook als ENVISAT’s missie wordt beëindigd.

TROPOMI betekent Tropospheric Monitoring Instrument. Het combineert de eigenschappen van OMI en SCIAMACHY: een brede kijkhoek en een groot spectraal bereik. Anders dan de naam doet vermoeden, meet het instrument meer dan de ozonconcentraties in de troposfeer. Er zijn ook metingen mogelijk aan NO2 en SO2, aan methaan (CH4), koolmonoxide (CO) en formaldehyde (HClO), eveneens een indicator van luchtvervuiling. Voor TROPOMI is een breed Nederlands consortium opgezet. Hierin participeren onder andere SRON en KNMI (beide hebben de wetenschappelijke leiding), naast TNO, Dutch Space en MECON.

Links  

Missie in het kort
Meer over de EOS-AURA missie van NASA met het instrument OMI : http://aura.gsfc.nasa.gov/index.html
Meer over OMI : http://www.knmi.nl/omi/publ-nl/nieuws/newsWrap.php?language=pref_nl&timeFrame=latest&choise=page&path=publ-nl
Meer over ESA’s ERS-programma : http://earth.esa.int/object/index.cfm?fobjectid=4004
Meer over GOME : http://earth.esa.int/object/index.cfm?fobjectid=4004
En : http://www.iup.uni-bremen.de/gome/gomeinst.html
Meer over METOP van ESA en EUMETSAT : http://www.esa.int/esaLP/LPmetop.html
Meer over GOME-2 : http://www.esa.int/esaLP/SEMTTEG23IE_LPmetop_0.html
en : http://oiswww.eumetsat.org/WEBOPS/eps-pg/GOME-2/GOME2-PG-4ProdOverview.htm
Meer over ESA’s ENVISAT : http://envisat.esa.int/earth/www/area/index.cfm?fareaid=6
Meer over SCIAMACHY : http://envisat.esa.int/earth/www/object/index.cfm?fobjectid=1671
En : http://www.knmi.nl/research/climate_observations/service/sciamachy/index3.html
En : http://www.dutchspace.nl/pages/business/content.asp?id=230
Meer over TELIS : http://www.sron.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=2187&Itemid=580
En : http://www.sron.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=99&Itemid=238
En : http://www.dlr.de/caf/en/desktopdefault.aspx/tabid-5568/9076_read-17020/

Belangrijkste resultaten
Dagelijkse OMI-metingen : http://www.knmi.nl/omi/publ-nl/metingen/no2/metingen_no2_nrt.php
en : http://www.knmi.nl/omi/publ-nl/metingen/ozone/metingen_o3_nrt.php
Overzicht OMI mogelijkheden voor metingen : http://www.knmi.nl/omi/publ-nl/metingen/index.php
Naar resultaten van GOME : http://www.knmi.nl/gome_fd/
En : http://www.temis.nl/
Naar resultaten van GOME-2 : http://www.esa.int/esaLP/ESAK13094UC_LPmetop_0.html
Naar de SCIAMACHY homepage : http://www.sciamachy.org/
En : http://www.knmi.nl/samenw/sciamachy/products/index.php?species=HCHO
Meer over broeikasgassen, luchtvervuiling e.d. en OMI / SCIAMACHY : http://www.knmi.nl/cms/content/84447/scientific_highlights_of_sciamachy_and_omi
Voortgezet onderzoek
Meer over GMES en SENTINEL projecten : http://www.esa.int/esaLP/SEM097EH1TF_LPgmes_0.html
Meer over TROPOMI : http://www.knmi.nl/samenw/tropomi/Instrument/index.php?lang=nl&tag=full
Meer over SRON en TROPOMI : http://www.sron.nl/index.php?option=com_content&task=view&id=1426&Itemid=1310
Meer over de TROPOMI-organisatie : http://www.spaceoffice.nl/nl/Activiteiten/Planeet%20aarde/212.html

biosfeer
De biosfeer in beeld. De kaart toont de verdeling van plankton in de oceaan en vegetatie op het land, zoals gemeten vanuit satellieten
 OMI
Schema van het instrument OMI waaraan Nederland een belangrijke bijdrage heeft geleverd
 GOME
Het GOME instrument tijdens een laboratoriumtest
GOME-2
Het GOME instrument bevond zich aan boord van ESA's ERS-2 satelliet
SCIAMACHY
Schema van het GOME instrument met de stralengang om de spectra te verkrijgen van de aardse atmosfeer
 TELIS
Werk aan het SCIAMACHY instrument
 ozon
Lancering van TELIS aan boord van een ballongondel
Telis
Telis-hardware
OMI ozon
Kaart met de verdeling van stratosferisch ozon, gemeten met het OMI-instrument
OMI aerosolen
Verdeling van aerosolen (condensatiekernen) op basis van OMI-metingen
OMI  luchtvervuiling West Europa
Verdeling van luchtvervuiling boven West Europa op basis van OMI-metingen
OMI vulkaanpluim
Metingen aan een vulkanische pluim via het OMI-instrument
GOME
Verdeling van stratosferisch ozon op basis van GOME-metingen
Ozongat
Gat in de ozonlaag. Hoewel de uitstoot van freonen, vroeger veel gebruikt als drijfgas en koelmiddel, al jaren is beperkt, herstelt de ozonlaag maar langzaam
GOME
GOME-2 bevindt zich aan boord van ESA's nieuwste serie weersatellieten en brengt dagelijks de verdeling van allerlei gassen in de atmosfeer in kaart
SCIAMACHY
Metingen aan sporengassen via het SCIAMACHY-instrument aan boord van ESA's ENVISAT
GOME-2
Metingen aan de ozonverdeling via GOME-2
SCIAMACHY  UV straling
SCIAMACHY metingen aan de intensiteit van UV straling. Deze is in de gebieden rond de evenaar het grootst, tijdens deze meetreeks
SCIAMACHY  van broomoxide-gas
SCIAMACHY van broomoxide-gas

TROPOMI instrument
Algemeen ontwerp voor het TROPOMI instrument
Immersed grating TROPOMI
Immersed grating TROPOMI