Skip to main content

De Copernicus- Dienst voor Atmosfeermonitoring is nu operationeel met grote bijdragen van het BIRA

Research Topic Chapter
News flash intro
Copernicus is het Aardobservatieprogramma van de Europese Unie, dat onze planeet en haar omgeving in het oog houdt ten dienste van alle Europese burgers. Het biedt zes informatiediensten op basis van gegevens afkomstig van aardobservatiesatellieten en in-situ metingen. Hiertoe behoort de Copernicus Dienst voor Atmosfeermonitoring (CAMS) die in bijna reële tijd gegevens aanlevert over de luchtkwaliteit en de ozonlaag, zowel wereldwijd als met een focus op Europa. Het BIRA werkte samen met internationale consortia om drie competitieve aanbestedingen te winnen, en draagt nu bij aan dit vlaggenschip van de Europese Unie door productvalidatie en modelontwikkeling.
Body text

De Copernicus-Dienst voor Atmosfeermonitoring: een belangrijk Europees programma voor al haar burgers

De Copernicus-Dienst voor Atmosfeermonitoring (CAMS) biedt continue gegevens en informatie over de samenstelling van de atmosfeer. Het beschrijft de huidige situatie, voorspelt de situatie enkele dagen vooruit en analyseert consistent retrospectieve dataverzamelingen van de afgelopen jaren. Deze producten worden gratis verstrekt via een interactieve catalogus.

CAMS ondersteunt vele toepassingen in verschillende domeinen, waaronder gezondheid, monitoring van omgevingsfactoren, hernieuwbare energie, meteorologie en klimatologie. De dienst richt zich op vijf hoofdgebieden:

  • luchtkwaliteit en atmosfeersamenstelling
  • ozonlaag en ultraviolette straling
  • emissies en oppervlaktestromen
  • zonnestraling
  • stralingsforcering (verschil tussen inkomende energie van de Zon en uitgestraald door de Aarde)

CAMS wordt uitgevoerd door het Europees Centrum voor Weersverwachtingen op Middellange Termijn (ECMWF) met bijdragen van lidstaten via concurrerende aanbestedingen. Dankzij de vele internationale samenwerkingsverbanden heeft het BIRA drie contracten verdiend om belangrijke bijdragen te leveren aan CAMS:

  • het verzamelen en kwaliteitsbeheer van referentiegegevens
  • de validatie van kernproducten
  • de software-ontwikkeling van een stratosferische chemiemodule voor het volgende-generatie globale model van ECMWF

 

Het BIRA levert referentiewaarnemingen

Ons instituut coördineert de snelle-aflevering van observaties vanaf de grond aan het Netwerk voor de Detectie van Atmosferische Samenstellingsverandering (NDACC), verzekert de kwaliteitscontrole van deze waarnemingen en levert deze af aan ECMWF en andere CAMS-providers om de continue validatie mogelijk te maken van CAMS-analyses en -voorspellingen.

Voor dit contract werkt het BIRA samen met meer dan 26 onderzoeksgroepen uit 19 verschillende instituten wereldwijd.

Het BIRA draagt bij tot de validatie

Ons instituut verdiende twee sterke bijdragen aan de continue validatie van de kernproducten die door CAMS worden geleverd.

  • De eerste vergelijkt CAMS-producten met NDACC- en TCCON-waarnemingen die we dagelijks verzamelen.
  • De tweede focust op de stratosferische ozonlaag, waarbij de CAMS-analyses en -prognoses worden vergeleken met onafhankelijke satellietobservaties.

Validatieplots worden automatisch gegenereerd op toegewijde servers voor NDACC en stratosferische ozon. Goed beoordeelde validatierapporten worden elk kwartaal en elk jaar bezorgd. CAMS is een operationeel programma, geen onderzoeksproject. Vandaar dat de tijdige levering en kwaliteit van deze rapporten contractueel worden gegarandeerd.

Het BIRA neemt deel aan de ontwikkeling van het nieuwe generatie globale modellen

De ontwikkeling van het BASCOE model en de data-assimilatie heeft een sterke expertise opgeleverd aan het BIRA inzake de modellering van de chemische samenstelling van de stratosfeer en diens kwantitatieve vergelijking met satellietwaarnemingen. Deze expertise is grondig gevaloriseerd in CAMS aan de hand van belangrijke bijdragen zowel aan het validatiecontract als het modelontwikkelingscontract.

Het is inderdaad zo dat het model dat momenteel gebruikt wordt door ECMWF in CAMS niet expliciet rekening houdt met de stratosferische chemie, en eerder steunt op een vereenvoudigde voorstelling voor ozon en voor correcties door de assimilatie van satellietwaarnemingen. Om dit te verbeteren in het  nieuwe generatie operationele systeem werkt het BIRA samen met het Koninklijk Nederlands Meteorologisch Instituut om een operationele versie van het ECMWF-model aan te leveren dat troposferische chemie van het Nederlandse model combineert met stratosferische chemie van het BASCOE-systeem. Een prototype van dit gecombineerd model werd al beschreven in een peer-reviewed tijdschrift (Huijnen et al., GMD, 2016).

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Figuur 2: Wereldkaart met aangeduide stations van NDACC- en TCCON-netwerken die gebruikt worden voor CAMS-modelvalidering. Het BIRA coördineert en beheert de kwaliteit van de datastroom van de NDACC-instrumenten.
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Figuur 3: Dichtheid van ozon in de lagere stratosfeer boven de Zuidpool, als functie van tijd, tijdens het jaar 2011. De referentie is de BASCOE heranalyse van Aura-MLS (zwarte lijn; zie het aparte nieuwsitem over BRAM), duidelijk aangevend dat het jaarlijkse terugkeren ‘ozongat’ een grote vermindering kent tussen augustus en november. De gekleurde lijnen tonen de resultaten van 3 pre-operationele versies van het globale CAMS-model: in het rood met gebruik van de softwarecode afgeleid uit BASCOE; in het groen en blauw met gebruik van softwarecodes aangeleverd door respectievelijk het Max Planck Instituut voor Meteorologie (Duitsland) en Météo-France.