Metingen vanaf de grond

Onze meetstations

Onze onderzoeksgroep is verantwoordelijk voor of neemt deel aan FTIR-metingen op drie verschillende sites…

Onze groep is verantwoordelijk voor de FTIR-metingen op één site (Saint-Denis, Île de la Réunion), en neemt deel aan de metingen die door de Universiteit van Luik (ULg) worden uitgevoerd op de tweede site (Jungfraujoch in Zwitzerland). De derde site (Ukkel, België) wordt door onze groep gebruikt als testsite. De drie genoemde meetsites maken allemaal deel uit van het Network for the Detection of Atmospheric Composition Change (NDACC).

click to enlarge

Ile de la Réunion (21° S, 55° E):

Île de la Réunion is een eiland in de Indische Oceaan, nabij Madagaskar, ten oosten van het Afrikaanse continent, en is Frans grondgebied.

Het is één van de weinige NDACC-stations op zuidelijke (sub)tropische breedtegraad.

installation_stdenis

Tot nu toe hebben we metingen uitgevoerd in Saint-Denis (50 m boven zeeniveau) en op de site Maido (2203 m boven zeeniveau). Hoewel deze tweede site nog niet helemaal operationeel is, hebben wij er in 2002 al een campagne georganiseerd. Het voordeel van een site op zulke grote hoogte – boven de grenslaag –, is dat er minder interfererende vochtigheid en vervuiling is, wat de kwaliteit van de metingen bevordert.

click to enlarge
click to enlarge

Sinds september 2009 zijn onze FTIR-waarnemingen op Île de la Réunion officieel aanvaard als NDACC-metingen. Dit betekent dat de kwaliteit van de waarnemingen en de afgeleide geofysische gegevens voldoen aan de kwaliteitsnorm van de NDACC Infrared Working Group. Hierdoor kunnen de gegevens in het NDACC-archief worden opgenomen. Voor meer details, zie de NDACC-website.

Jungfraujoch (46.5°N, 8°E):

Jungfraujoch

Deze site bevindt zich in de Zwitserse Alpen, op 3.580 m boven zeeniveau. Wij werken er samen met de ULg. Deze laatste zijn verantwoordelijk voor de FTIR-instrumenten op Jungfraujoch.

De GIRPAS-groep van de Universiteit van Luik begon hier in 1950 al metingen uit te voeren. Dankzij de erg lange tijdreeks kunnen wij de evolutie van verschillende moleculen aanwezig in onze atmosfeer bestuderen, en de impact van recente menselijke activiteiten analyseren. Voor meer informatie, zie de GIRPAS-website.

Test site: Ukkel (50°N, 4°E):

Ukkel is onze thuisbasis. Wij testen hier nieuwe instrumenten, perifere apparatuur, toebehorend materiaal en onderdelen, zelfgebouwde zonnevolgers en automatiseringssystemen zoals BARCOS.

containerUccle ozone.meteo

Onze container met daarin het
recent aangekochte
Bruker 125HR-instrument.

 

De gassen die wij detecteren

Met onze FTIR-instrumenten kunnen we volgende gassen detecteren...

Directe broeikasgassen:

Andere soorten:

Methaan (CH4) Koolstofmonoxide (CO)
Distikstofmonoxide (N2O) Ethaan (C2H6)
Ozon (O3) Waterstofcyanide (HCN)
Waterdamp (H2O) Formaldehyde (CH2O)
Koolstofdioxide (CO2) Salpeterzuur (HNO3)
  Waterstofchloride (HCl)
  Waterstoffluoride (HF)

Meer details over deze gassen kan u hier raadplegen.

Reactief anorganisch chloor speelt een cruciale rol in de afbraak van stratosferisch ozon. Enkele voorbeelden van belangrijke gechloreerde bronnen zijn CFK’s, HCFK’s, CCl4, CH3CCl3 en halonen. Deze brongassen ondergaan in de stratosfeer fotolytische reacties en worden afgebroken tot anorganisch chloor en fluor.

Onze instrumenten

De instrumenten die wij gebruiken zijn Fourier Transform (FTIR) spectrometers…

Het zijn Michelson-interferometers.
Ze gebruiken het wiskundige concept van analyse van Fourierreeksen om de output van een detectorsignaal – het zogenaamde interferogram – om te zetten naar een vorm die bruikbaar is voor spectraalanalyse.

Het inkomende licht wordt in twee verschillende optische weglengten gesplitst. De lichtintensiteit aan de detector – na recombinatie van het licht van de twee individuele weglengten –, wordt geregistreerd als een functie van de verplaatsing van de beweegbare spiegel in één van de lichtpaden, die de stralingsintensiteit I (λ) moduleert als een functie van de spiegelafstand. De door de detector vastgestelde intensiteitsverdeling wordt het “interferogram” genoemd (een voorstelling van de som van alle gemoduleerde golven). Het interferogram is niet rechtstreeks bruikbaar: een Fouriertransformatie moet uitgevoerd worden om het spectrum te verkrijgen.

Onze groep gebruikt twee types FTIR-spectrometers van het bedrijf Bruker: de Bruker IFS 120M en de Bruker IFS 125HR. De Bruker 120M op Île de la Réunion wordt binnenkort vervangen door de Bruker 125HR, die gegevens van een hogere kwaliteit levert.

Bovendien zal er een tweede Bruker 125HR geïnstalleerd worden om specifiek broeikasgassen te meten, in het bijzonder CO2 en CH4.

bruker 120 FTS
bruker 125 HR

In het diagram hieronder kunt u zien hoe de lichtbundel zich in deze spectrometer verspreidt.

Strahlengang_IFS125HR
Copyright © Brukeroptics

 

Automatiseringssysteem: BARCOS

BARCOS is een automatiserings- en afstandsbedieningssysteem voor atmosferische metingen met een Bruker-interferometer, ontwikkeld aan het BIRA...

Het bevat specifieke software (geschreven in Labview), een zonnevolger en een weerstation.

BARCOS:

  • Stelt ons in staat om spectrometrische atmosferische waarnemingen uit te voeren vanop afstand of autonoom, zonder menselijke aanwezigheid op de meetsite;
  • Is gemaakt met bestaande commerciële hardware- en softwareonderdelen, o.a. de Bruker OPUS-software voor de bediening van de spectrometer;
  • Bevat een klein meteorologisch station en een zonnevolger;
  • Is een flexibel systeem dat ook op elk moment manueel bediend kan worden;
  • Is operationeel indien toegang tot het internet op de meetsite mogelijk is.

Een gedetailleerde beschrijving van de hardware- en softwareconfiguraties van het BARCOS-systeem kunt u vinden in de volgende publicatie.

 

Campagnes

Op Île de la Réunion hebben wij 3 FTIR-meetcampagnes uitgevoerd…

eddy_christian_lareunion

Op Île de la Réunion hebben wij 3 FTIR-meetcampagnes uitgevoerd, in samenwerking met ULB en LACy (OPAR).

  • Oktober 2002
  • Augustus - oktober 2004
  • Mei - november 2007

Onze technici, ingenieurs en wetenschappers hebben hard gewerkt om de installatie van ons instrument af te ronden.

Sinds juni 2009 lopen er onafgebroken metingen in Saint-Denis.

Wij zijn van plan om in de nabije toekomst een nieuw instrument te installeren op de hooggelegen site Maido.

 

 

 

Netwerken

  • NDACC: Network for the Detection of Atmospheric Composition Change
    TCCON: Total Carbon Column Observing Network


NDACC

Dankzij de kwaliteit van onze FTIR-metingen op Île de la Réunion, zijn wij een officieel lid van de Infrared Working Group (IRWG) van NDACC. Op de Saint- Denissite op Île de la Réunion staan nog verschillende andere officieel erkende NDACC-instrumenten.

De twee andere stations waar wij werken (Jungfraujoch en Ukkel) zijn ook erkende NDACC-stations waar officieel erkende metingen voor atmosferische waarnemingen uitgevoerd worden.

NDACC: Network for the Detection of Atmospheric Composition Change

TCCON

TCCON is een wereldwijd netwerk van grondgebaseerde Fourier Transform Spectrometers die directe zonnespectra in het nabije infrarode spectrale gebied meten.

Uit die spectra worden zeer accurate en precieze concentraties afgeleid van de totale kolommen CO2, CH4, N2O, HF, CO, H2O, en HDO. TCCON is een essentiële bron voor de validatie van de satellietinstrumenten SCIAMACHY, GOSAT, en het toekomstige OCO-2.

We hebben als doelstelling om lid te worden van dit netwerk, met FTIR-metingen van broeikasgassen boven Saint-Denis (Île de la Réunion).

TCCON: Total Carbon Column Observing Network

 

 

 

 

Link naar de website van het Federaal Wetenschapsbeleid
Link naar de Federale Portaalsite