Herziening satellietgegevens voor tweede evaluatierapport over troposferisch ozon

2023-2024
Het eerste internationale Tropospheric Ozone Assessment Report (TOAR-I) bracht discrepanties aan het licht tussen satellietwaarnemingen van de verspreiding en lange-termijn veranderingen van ozon in de troposfeer, waarschijnlijk als gevolg van verschillen in verticale gevoeligheid tussen de verschillende satelliet meettechnieken.

Om de onderlinge consistentie van de satellietgegevens voor de tweede TOAR-beoordeling te verbeteren, heeft het BIRA de verticale harmonisatie van 16 belangrijke wereldwijde satellietdatasets uitgevoerd. Dankzij deze harmonisatie is de spreiding tussen de datasets met 10-40% verminderd.

Body text

Beoordeling van troposferisch ozon vanuit de ruimte

Het Tropospheric Ozone Assessment Report (TOAR) is een internationaal initiatief dat tot doel heeft de wereldwijde verspreiding, variabiliteit en trends van troposferisch ozon en de daarmee samenhangende effecten op de menselijke gezondheid, ecosystemen en het klimaat te beoordelen en te documenteren.

De eerste TOAR-fase (2014-2019) bracht verschillende discrepanties tussen satellietgegevens aan het licht, waardoor het vertrouwen in schattingen van de belasting, korte-termijnvariabiliteit en lange-termijnveranderingen van ozon in de vrije troposfeer werd beperkt. Een mogelijke oorzaak voor deze discrepanties is het feit dat satellietmetingen die met verschillende peilingstechnieken zijn verkregen, verschillen in ruimtelijk-temporele bemonstering, onzekerheden en verticale gevoeligheid voor ozon.

Met het oog op de tweede TOAR-beoordeling (TOAR-II, 2020-2025) heeft deze bevinding het Comité voor aardobservatiesatellieten (CEOS) ertoe aangezet een inter-institutionele onderzoeksactiviteit te coördineren om de troposferische ozongegevens van meerdere satellieten te harmoniseren.

In dit kader heeft het BIRA de verantwoordelijkheid op zich genomen om het ruimtelijk-temporele en verticale perspectief van zestien belangrijke satelliet ozon gegevensrecords te harmoniseren.

Harmonisation of 16 key satellite global datasets

Wat is het effect van gegevensharmonisatie?

Er werden vier harmonisatiemethoden ontwikkeld:

  • twee voor ozonprofielgegevens die werden verkregen door optimale schatting, en
  • twee voor troposferische ozonkolomgegevens die werden verkregen door residuele methoden.

De geharmoniseerde profielgegevens werden gekoppeld aan ozonmetingen, die onlangs ook als onderdeel van TOAR-II werden gehomogeniseerd. De effecten van gegevensharmonisatie op de wereldwijde verspreiding, seizoenscyclus en langetermijnveranderingen in vrije troposferische ozon werden bestudeerd.

De grootste vermindering van de discrepantie tussen datasets werd verkregen bij gebruik van gemodelleerde mondiale ozonvelden (hier afkomstig van de Copernicus Atmosphere Monitoring Service CAMSRA) als overdrachtsnorm om het harmonisatieproces te beperken.

Een belangrijke verwezenlijking van dit onderzoek naar gegevensharmonisatie is de betere onderlinge consistentie van de verschillende satellietgegevenssets, met een vermindering van hun spreiding met ongeveer 10-40 %, afhankelijk van de betrokken dataset en met sterke ruimtelijk-temporele afhankelijkheden.

Bovendien levert dit werk bewijs dat, afgezien van verschillen in ruimtelijk-temporele en verticale representativiteit, verschillen in meetonzekerheid waarschijnlijk een belangrijk probleem blijven voor het verbeteren van de beoordeling van de ruimtelijke verdeling en temporele evolutie van vrije troposferische ozon op basis van satellietwaarnemingen.