In vergelijking met andere grote Duitse steden is de lucht in München nog niet eens zo vervuild. Toch was die vervuiling in 2019 nog altijd ongeveer 6 procent boven de richtwaarde van de Wereldgezondheidsorganisatie (WHO). Onderzoekers uit de werkgroep van Jia Chen, hoogleraar Environmental Sensing and Modelling aan de Technische Universität München (TUM) hebben nu een volautomatisch sensornetwerk ontwikkeld. Dit MUCC-net (Munich Urban Carbon Column network) houdt de kwaliteit van de lucht heel precies in de gaten.
Het systeem bestaat uit vijf optische instrumenten die de concentratie van kooldioxide (CO2), methaan (CH4) en koolmonoxide (CO) in de lucht meten door het spectrum van het zonlicht te analyseren. Elk gas heeft namelijk zijn eigen speciale spectrale ‘vingerafdruk’. Door analyse van de overeenkomstige golflengten kan de concentratie van deze gassen in de luchtkolom tussen het instrument en de zon worden bepaald, leggen de uitvinders uit.
“Door een verticale kolom van de atmosfeer te meten, kunnen lokale verstoringen worden verwijderd. Bijvoorbeeld de onevenredige invloed van een naburige schoorsteen”, zegt prof. Jia Chen. “Daarom wordt dit type broeikasgasmonitoring als bijzonder degelijk en nauwkeurig beschouwd.” Een van de meetapparaten van MUCCnet bevindt zich op de campus van de TUM. Het meet de concentraties in de binnenstad. De andere vier zijn opgesteld bij de stadsgrenzen in alle richtingen: Oberschleißheim in het noorden, Feldkirchen in het oosten, Taufkirchen in het zuiden en Gräfelfing in het westen.
Computermodel
“We zetten één sensor op in de windrichting voor de stad en de tweede achter de stad”. Legt Chen het principe uit. “Alle broeikasgassen die door de tweede sensor worden gemeten, maar niet door de eerste, moeten dus in de stad zijn gegenereerd.” Om zoveel mogelijk windrichtingen te kunnen bestrijken, is er in elke windrichting een sensor, zegt hij. “Met behulp van een computermodel kan op basis van deze gegevens, samen met de meteorologische parameters, een ruimtelijk gedetailleerde emissiekaart van de stad worden gemaakt.”
Volgens het klimaatakkoord van Parijs zijn metingen van de atmosfeer niet vereist om de emissiedoelstellingen te halen, legt de wetenschapper uit. “De emissiecijfers die we in het nieuws horen, zijn namelijk gebaseerd op berekeningen.”
Dit betekent onder meer dat het niet mogelijk is voorheen onbekende bronnen zoals lekken in gaspijpleidingen te kwantificeren. Het team heeft met MUCCnet de mogelijkheid geschapen “de emissies met grote precisie te meten. Daardoor kunnen onnauwkeurigheden in de berekeningen worden verminderd”.
Coronacrisis
De coronacrisis gaf de onderzoekers ideale omstandigheden voor een experiment. De emissies waren lager als gevolg van de twee lockdowns en strenge beperkingen op het luchtverkeer. Dit stelt de onderzoekers in staat zowel de metingen als de atmosferische transportmodellen te valideren. Uit de meetresultaten blijkt echter dat de jaarlijkse stijging van de CO2-concentratie in de atmosfeer zelfs door de pandemie niet kon worden gestopt. De reden hiervoor is dat CO2 een gas is met een zeer lange levensduur van enkele honderden jaren.
Website
Alle inwoners van München kunnen zelf nagaan hoe het met de concentraties van broeikasgas is gesteld. Voor hen is een aparte website gemaakt. Daarin worden niet alleen het meetprincipe en de gebruikte meetapparatuur uitgelegd. Ook zijn alle gegevens van alle stations die sinds september 2019 zijn vastgelegd, voor iedereen toegankelijk gemaakt. “Aangezien klimaatverandering een wereldwijd probleem is, is het netwerk in München slechts de eerste stap,” zegt Chen. In de toekomst wil zij de in München ontwikkelde methoden en modellen wereldwijd uitbreiden met behulp van metingen van bestaande broeikasgassatellieten. Op die manier willen zij een “beslissende bijdrage leveren tot het begrip en de oplossing van het klimaatprobleem”.
Ook interessant:
Robotzaadjes houden de klimaatverandering in de gaten
Start-up of the day: Hawa Dawa maakt luchtkwaliteit inzichtelijk
Als je dit artikel leuk vindt, lees dan ook:
