Unikt sensornetværk til måling af drivhusgasser

Sensornetværket MUCCnet (Munich Urban Carbon Column-netværk) består af fem optiske højpræcisionsinstrumenter, der analyserer solens lysspektre. De måler koncentrationen af ​​gasserne kuldioxid (CO ₂ ), metan (CH ₄ ) og carbonmonoxid (CO). Da hver gas har sit eget unikke spektrale 'fingeraftryk, ' koncentrationer af disse gasser kan bestemmes i luftsøjlerne mellem instrumenterne og solen.

"Ved at måle en lodret søjle af atmosfæren, lokale forstyrrelser, såsom den uforholdsmæssige indflydelse fra nabostabler, kan fjernes. Derfor, denne type drivhusgasbalancering anses for at være særlig robust og præcis, " siger prof. Jia Chen.

Målinger på fem steder i og omkring München

Et af MUCCnets måleapparater er placeret på TUMs hovedcampus og måler indre bykoncentrationer. Fire andre enheder er placeret ved Münchens bygrænser i alle fire kardinalretninger (nord:Oberschleissheim, øst:Feldkirchen, syd:Taufkirchen og vest:Graefelfing).

Chen forklarer princippet i enkle vendinger:"Vi satte en sensor op mod vinden fra byen og den anden mod vinden. Så enhver stigning i gasser mellem den første sensor og den anden skal være genereret inde fra byen." For at dække så mange vindretninger som muligt, der er en sensor i hver kardinalretning. Med input af sensordata og meteorologiske parametre, højtydende computere kan skabe et rumligt løst emissionskort over byen.

Brug af målte data til at forbedre de beregnede emissionstal

I henhold til Paris-klimaaftalen, atmosfæriske målinger er ikke nødvendige for at opfylde emissionsmålene. "I stedet, de emissioner, vi hører i nyhederne, er baseret på beregninger, " forklarer prof. Chen.

Blandt andet, dette gør det umuligt at opdage hidtil ukendte kilder - såsom lækager i gasrørledninger. Derfor, Prof. Jia Chens team og projektleder Florian Dietrich skabte MUCCnet for at måle emissioner med høj præcision, hvilket kan reducere unøjagtigheder i beregninger.

Corona lockdown som et naturligt eksperiment for måledataserien

Den nuværende Corona-krise er et nyttigt naturligt eksperiment for forskere, fordi som følge af de to tyske nedlukninger i foråret 2020 samt vinteren 2020/21 og alvorlige lufttrafikindskrænkninger, der har været ændringer i byernes drivhusgasemissioner, som kan bruges til at validere målinger samt atmosfæriske transportmodeller.

Desværre, levetiden for CO ₂ er meget lang (flere hundrede år), og måleresultater viser, at selv en så drastisk global begivenhed som denne pandemi ikke har stoppet den årlige stigning i CO2 ₂ koncentration i atmosfæren.

Måledata kan tilgås online

Siden starten af ​​2021 har forskerne har drevet en hjemmeside (atmosphere.ei.tum.de), som ikke kun gør måledata tilgængelige for alle, men forklarer også de anvendte enheder og de principper, der anvendes til at indsamle dataene. Interesserede kan finde absolutte værdier af drivhusgaskoncentrationer på portalen og kan, for eksempel, lave sammenligninger mellem stationer på forskellige lokationer.

"Da klimaændringer er et globalt problem, München-netværket bør kun være det første skridt, " siger prof. Chen. I fremtiden, Chens team planlægger at bruge målinger fra eksisterende drivhusgassatellitter til at udvide de metoder og modeller, der er udviklet i München på verdensplan og dermed yde et afgørende bidrag til at forstå og løse klimaproblemet.