Stikstofoxiden (NOX = NO + NO2) tasten de menselijke gezondheid en ecosystemen aan, en reageren verder om secundaire verontreinigende stoffen te produceren, met name ozon, een broeikasgas. NO2 is meestal afkomstig van menselijke activiteiten, namelijk transport (>50% van de emissies), energie (26%) en industriële processen (14%). Monitoring van activiteiten op hoge resolutieschalen kan ertoe leiden dat de bestrijdingsmaatregelen worden gericht op de meest verontreinigende sectoren.
Luchtkwaliteitsstations op de grond in heel België monitoren de verontreinigingsconcentraties op uurbasis, terwijl het zonnesynchrone TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) met hoge resolutie dagelijks verticale NO2-troposferische kolommen meet vanuit de ruimte. In beide datasets werd een hoge NO2-verontreiniging in de buurt van Antwerpen waargenomen, vanwege de aanwezigheid en de omvang van de bovengenoemde sectoren in dit gebied.
TROPOMI werd gelanceerd in november 2017. Sindsdien hebben validatiecampagnes aangetoond dat de waargenomen TROPOMI NO2 -kolommen boven sterk vervuilde gebieden te hoog zijn. Boven Antwerpen werden TROPOMI NO2-retrievals vergeleken met kolommetingen met hoge temporele en ruimtelijke resolutie verkregen aan boord van een vliegtuig, uitgerust met een hyperspectrale beeldvormer die NO2 meet.
Simulatie rond Antwerpen op basis van bottom-up emissies
We hebben een hoge-resolutie WRF-Chem-simulatie van 100 x 100 km rond Antwerpen opgezet op basis van bottom-up emissies van de Vlaamse Milieumaatschappij, met een resolutie van 1 km2. De meteorologie en chemie van het model werden geoptimaliseerd door kalibratietests met in-situ- en vliegtuigwaarnemingen. Vervolgens gebruikten we het model als instrument om de inputemissies te verbeteren, meer bepaald door het toegepaste temporele profiel af te stemmen en de magnitude over specifieke regio's aan te passen.
Wij stelden vast dat de NOX-emissies boven Brussel en Antwerpen met 20% werden onderschat, boven het Ruhrgebied met 13% en boven Parijs met 39%. Het gebruik van de aangepaste emissiefluxen in het model resulteerde in een zeer goede overeenkomst tussen het model en de waarnemingen (zie Figuur 1). Verder onderzoek zou zich kunnen richten op de analyse van sectorspecifieke onderschattingen.
Door onderlinge vergelijking van model, vliegtuig en satelliet NO2 hebben wij de TROPOMI-bias geschat op -10% boven Antwerpen, wat in het bereik ligt van andere onafhankelijke validatieresultaten boven zones met hoge verontreiniging. Wij hebben erop gewezen dat het belangrijk is rekening te houden met de verticale gevoeligheid van het TROPOMI-instrument. Ten slotte hebben wij de analyse uitgevoerd met een bijgewerkt TROPOMI NO2-product, wat resulteerde in een onbeduidende vertekening boven Antwerpen.
Referentie
Poraicu, C., Müller, J.-F., Stavrakou, T., Fonteyn, D., Tack, F., Deutsch, F., Laffineur, Q., Van Malderen, R., and Veldeman, N.: Cross-evaluating WRF-Chem v4.1.2, TROPOMI, APEX, and in situ NO2 measurements over Antwerp, Belgium, Geosci. Model Dev., 16, 479–508, https://doi.org/10.5194/gmd-16-479-2023, 2023.
