Satelliet Waarnemingen
TROPOMI Tropospheric Monitoring Instrument TROPOMI is een uniek satellietinstrument dat de luchtkwaliteit, het klimaat en de ozonlaag in de gaten houdt. Dit instrument draait op een hoogte van 824 km in ongeveer 100 minuten rondjes om de aarde. Met een brede dekking van 2.600 km meet TROPOMI de atmosfeer van de hele aarde binnen een dag. Deze dagelijkse mondiale dekking wordt gecombineerd met een hoge ruimtelijke resolutie van 7 km. TROPOMI meet ultraviolet, het aardoppervlak en de atmosfeer. Uit die metingen kunnen de concentraties van sporengassen en de eigenschappen van wolken Gegevens van TROPOMI worden gebruikt om verwachtingen van luchtkwaliteit te verbeteren en te meten of de uitstoot van gassen in de atmosfeer toe- of afneemt. Door de hoge ruimtelijke resolutie is dit tot op stadsniveau mogelijk. Dit is belangrijk om na belangrijke toepassing is het detecteren van vulkanische pluimen voor luchtvaartveiligheid. ontwikkeld om de ruwe gegevens te ijken. KNMI coördineert de ontwikkeling van de 2 KNMI is ook verantwoordelijk voor de aansturing en kalibratie van het instrument in de ruimte en het monitoren van de dataproducten. TROPOMI is een samenwerking tussen Airbus Defence and Space Netherlands, door de Nederlandse ministeries van EZ, OCW en I&M. Copernicus en de atmosfeer De atmosfeerservice van het Copernicus-programma van de Europese Unie (CAMS) combineert beschikbare observaties satellietgegevens en metingen op de aarde en in de atmosfeer met modellen die de veranderingen in de samenstelling van de atmosfeer beschrijven. Als resultaat krijgen we een gedetailleerd beeld van de concentraties luchtvervuiling, de verdeling van broei- een impressie). Dagelijks worden er verwachtingen gemaakt van de hoeveelheid vervuiling, vergelijkbaar met de weersverwachting. De afdeling RDSW levert een grote bijdrage aan CAMS in de vorm van satellietgegevens van o.a. OMI en TROPOMI en metingen vanaf de grond. Bovendien coördineert de afdeling het CAMS-validatieproject, dat de kwaliteit van de verwachtingen documenteert. Satelliet Waarnemingen (RDSW), KNMI 2
OMI en luchtvervuiling Stikstofdioxide (NO 2 ) is een belangrijk ingrediënt voor het ontstaan van luchtvervuiling. Deze kaart laat de wereldwijde verdeling van troposferisch NO 2 zien, zoals waargenomen door het Ozone Monitoring Instrument (OMI). Diverse bronnen van luchtvervuiling kunnen duidelijk worden onderscheiden: verkeer, zware industrie, energiecentrales werkend op fossiele brandgebouwd door Nederland en Finland en bevindt zich aan boord van de Aura-satelliet van NASA. UV-straling De UV-index, in het Nederlands veelal zonkracht genoemd, moment dat de zon het hoogst aan de onbewolkte hemel staat. De UV-index wordt bepaald uit de wereldwijde ozonverdeling en van de verwachting voor de komende dagen van de wind en luchtdruk in de atmosfeer kunnen we een verwachting voor de ozonverdeling maken. Daaruit bepalen we dan een verwachting van de UV-index, als service aan het algemeen publiek. UV-index in Europa op 8 juni 20162 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 Totaal Ozon (Dobson Eenheden) 200 300 400 500 1970 1985 2000 2015 Ozonverdeling boven Antarctica in oktober2 Ozon Het ozongat, een gebied boven de Zuidpool met uitzonderlijk lage ozonwaarden in de maanden september tot december, werd voor het eerst gezien in 1983. In de jaren daarna werd het ozongat steeds groter en dieper. Sinds ongeveer 2000 groeit het ozongat niet meer en er zijn tekenen dat het langzaam kleiner wordt. Om veranderingen in de wereldwijde ozonverdeling te volgen hebben we alle beschikbare satellietwaarnemingen samengevoegd tot een consistente ozonreeks vanaf 1970. Satelliet Waarnemingen (RDSW), KNMI 3
Emissies bepalen met satellietmetingen Emissies van stikstofoxide (NO ) in Oost-Azië herleid uit OMI-metingen. Elk ldchtkwaliteitsprobleem wordt veroorzaakt door de ditstoot zijn daarom essentieel voor de evaldatie van emissiebeleid, en voor de proddctie van correcte ldchtkwaliteitsverwachtingen. Vaak zijn echter de emissiegegevens gebaseerd op onnadwkedrige of achterhaalde statistische informatie. Het KNMI ontwikkelt geavanceerde algoritmes om emissies dit satellietmetingen te rdimtelijke homogeniteit, de hoge resoldtie en de snelle beschikbaarheid voor de gebrdiker. De KNMI satellietemissies worden gebrdikt door onderzoeksgroepen en beleidsmakers wereldwijd. Stof en rook Een belangrijk onderwerp binnen RDSW is het gebrdik van satellietinstrdmenten voor het waarnemen van woestijnzand, rook van vegetatiebranden, en vdlkaanas in de mondiale atmosfeer. Deze aerosolen absorberen zonlicht en verwarmen de atmosfeer. Hiermee, en ook door hdn invloed op wolken, vormen ze een belangrijke schakel in het klimaatsysteem. 0.0 0.6 1.2 1.8 2.3 2.9 3.5 (SCIAMACHY AAI) Woestijnzand uit de Sahara waargenomen op 25 juli 2004 boven de Atlantische Oceaan door de Europese satellietspectrometer SCIAMACHY. Fietsend stikstofdioxide meten werk en school inademen? Sinds jdni 2015 doen KNMI-medewerkers vraag. Binnen het City-Sonde Science project wordt een op het Een zelfgebodwde NO 2 sensor genaamd de NO 2 -sonde is oorspronkelijk ontwikkeld om aan een weerballon opgelaten te worden, maar wordt binnen dit project gekoppeld aan een mobiel Satelliet Waarnemingen (RDSW), KNMI 4
Cabauw: validatie van satellietmetingen meetmast met een groot aantal meetinstrumenten. Daarmee wordt de verticale opbouw van de atmosfeer voor onder andere wind, aerosolen, sporengassen, wolken en straling in detail gekarakteriseerd. De metingen worden in samenwerking met Nederlandse instituten gedaan in het CESAR (Cabauw Experimental Site for Atmospheric Research) consortium. CESAR levert essentiële informatie voor het begrijpen van atmosferische processen en het detecteren van langetermijntrends. De vrij beschikbare data worden gebruikt om klimaat-, weer- en luchtkwaliteitmodellen te verbeteren. Voor RDSW is CESAR met name van groot belang om de satellietmetingen die in de vakgroep gedaan worden, te valideren. Regelmatig worden meetcampagnes georganiseerd, waarbij aan het standaardinstrumentarium in Cabauw nog allerlei sensoren worden toegevoegd. Zo vond in september 2016 de tweede CINDI-campagne plaats om de dioxide, voor te bereiden. Tijdens CINDI-2 zijn de instrumenten die overal ter wereld TROPOMI valideren, naar Cabauw gekomen om met elkaar vergeleken te worden. De aanvullende metingen van het CESAR meetprogramma vormen de perfecte achtergrond voor deze essentiële stap in de satellietvalidatie. Ruimteweer Onze zon is een magnetisch actieve ster die het weer in de ruimte bepaalt. Dat ruimteweer invloed op aardse infrastructuren zoals satellieten, GPS, luchtvaart, elektriciteitsnetwerken, telecommunicatie, gas- en watervoorvitale sectoren welke van groot belang zijn voor onze nationale bekende weeralarm nu ook een ruimteweeralarm af zodat we als KNMI werkt samen met nationale en internationale partners om adequate ruimteweersverwachtingen op te stellen. Vulkanen Vulkaanuitbarstingen kunnen een groot gevaar opleveren voor de samenleving, in het bijzonder voor de luchtvaart omdat vulkaanas schade kan aanrichten in vliegtuigmotoren, die daardoor zelfs uit kunnen vallen. Tijdens de uitbarsting van de gedeelte van het Europese luchtruim gedurende zes dagen afgesloten met miljoenen gestrande reizigers als gevolg. Het wereldwijd monitoren van vulkanische activiteit is dus erg belangrijk. Dit wordt uitgevoerd door een aantal adviescentra op het gebied van vulkaanas, die de burgerluchtvaartautoriteiten adviseren over gevaarlijke vliegomstandigheden. Het KNMI draagt daaraan bij door het beschikbaar stellen van satellietwaarnemingen Hoogte van de aswolk uitgestoten door de gemeten op 6 mei 2010 door de Meteosat-satelliet. Satelliet Waarnemingen (RDSW), KNMI 5
EarthCARE De satelliet bevat vier instrumenten. De twee actieve instrumenten zijn een geavanceerde wolk/aerosol lidar met hoge spectrale De Earth Clouds, Aerosols and Radiation Explorer (EarthCARE) satelliet is een gezamenlijke missie van de Europese Ruimtevaartorganisatie (ESA) en de Japanse Aerospace Exploration Agencies (JAXA). EarthCARE is gericht op het verbeteren van het begrip van de 3D-structuur van aerosolen, wolken en atmosferische straling, De twee passieve instrumenten zijn een multispectrale imager (MSI) en een breedbandige radiometer (BBR). De algoritmeontwikkeling richt zich zowel op gebruik van data van de individuele instrumenten als het synergistische gebruik van meerdere instrumenten. KNMI is mede verantwoordelijk voor - pakket voor instrumentsimulatie. Daarnaast is KNMI direct verantwoordelijk voor de ontwikkeling van ATLID-algoritmes, MSI en MSI + ATLID. ADM-Aeolus De unieke satelliet ADM-Aeolus van de Europese ruimtevaart- 30 kilometer hoogte. Aan boord bevindt zich een lidar-instrument dat de verplaatsing van wolken, aerosolen en moleculen in de atmosfeer meet, waaruit de wind kan worden afgeleid. De satelliet cirkelt op 320 km hoogte rond de aarde in een polaire baan en levert aldus een mondiale bedekking van windmetingen. Het KNMI is mede verantwoordelijk voor de verwerking van de satellietgegevens. De windmetingen worden gebruikt om weermodellen bij te sturen en leveren daarmee een relevante bijdrage aan de verbetering van weersverwachtingen. ADM-Aeolus stuurt het weermodel dichter naar de werkelijke atmosfeer (overheersend groene structuren). ESA/ATG-Medialab Satelliet Waarnemingen (RDSW), KNMI 6
Wind op zee Wind op de Noordzee gemeten door de EUMETSAT/KNMI satelliet dat in staat is om wind te meten boven de oceanen. Het pvincipe is eenvoudig: een vadavbundel wovdt vanaf de satelliet naav het zeeoppevvlak gestuuvd en uit de hoeveelheid tevuggekaatste stvaling is de vuwheid het golfpatvoon van de zee te bepalen. De vuwheid is weev een maat voov de windsnelheid en windvichting. metingen op, die op geen enkele andeve maniev te vevkvijgen zijn. Het KNMI is weveldleidev in het bevekenen van de wind uit de intevnationale pvojecten met het doel de waavdevolle metingen in te winnen en zo goed mogelijk te gebvuiken. Toepassingen zijn ev op het gebied van weev en klimaat, zoals weev-, golfen stovmvloedvevwachtingen, windenevgie, windatlassen, Wolken en zonnestvaling De Meteosat-satellieten van EUMETSAT maken iedeve 15 minuten gedetailleevde foto s van de aavde, zowel van zichtbaav licht als 103 106 109 112 115 118 121 124 127 W/m 2 Gemiddelde jaarlijks inkomende zonnestraling van 2005 t/m 2015. infovmatie ovev bewolking, neevslag en zonnestvaling af te leiden. Deze gegevens zijn o.a. van belang voov ondevzoek naav vaviaties en tvends in bewolking en om het KNMI-weevmodel HARMONIE te evalueven en vevbeteven. Ook tal van pvaktische toepassingen zoals het monitoven van het vendement van zonnepanelen maken gebvuik van deze gegevens. Satelliet Waarnemingen (RDSW), KNMI 7
Colofon Publicatie: Vakgroep Research & Development Satellietwaarnemingen Ontwerp: Xerox/OBT Den Haag Aanvullende informatie / toegang tot data TROPOMI & OMI ESA-missies ADM-Aeolus en EarthCARE The_Living_Planet_Programme/Earth_Explorers/ CAMS (Copernicus Atmosphere Monitoring Service) TEMIS: Data atmosferische samenstelling Meteosat: Data bewolking, neerslag en zonnestraling