De verbranding van biomassa is een van de belangrijkste bijdragen aan de emissie van spoorgassen en aerosolen in de atmosfeer en heeft een aanzienlijke invloed op de atmosferische chemie en stralingsbalans. Als gevolg van klimaatverandering en menselijke activiteit nemen de intensiteit en de frequentie van de bosbranden dramatisch toe, zoals blijkt uit de recente grote branden in de VS, Australië en het Amazonegebied.
Instrumenten zoals TROPOMI aan boord van Sentinel-5p zijn essentieel voor het bestuderen van de invloed van de branden op de samenstelling van de atmosfeer en de luchtkwaliteit. De kleine pixels en de verbeterde spectrale kenmerken en ruimtelijke dekking maken ongekend gedetailleerde waarnemingen van brandpluimen mogelijk voor een hele reeks aan spoorgassen, zoals:
- NO2
- HONO
- HCHO
- CHOCHO
- CO
- aerosolen
Het team "UV-zichtbaar licht waarnemingen" streeft naar de ontwikkeling en wetenschappelijke exploitatie van een aantal van deze producten, omdat ze waardevolle inzichten verschaffen over verbrandingsprocessen, atmosferische chemie-interacties en het effect van emissies door bosbranden op lange afstand.
Eerste satellietcartografie van waterstofnitriet in bosbrandpluimen
Dankzij de verbeterde ruimtelijke resolutie van TROPOMI kunnen kortlevende spoorgassen, waarvoor de gemiddelde concentraties over het grondpixel aanzienlijk lager zijn voor satellieten met een grove resolutie, beter gedetecteerd worden. Voor het eerst was het mogelijk om waterstofnitriet (HONO) uit de ruimte te detecteren. De resultaten onthullen consequent het bestaan van verhoogde HONO-uitstoot tijdens bosbranden in belangrijke ecosystemen.
Het belang van HONO in de atmosferische chemie komt voort uit zijn rol als voorloper van het OH-radicaal. Deze laatste behoort tot de belangrijkste oxiderende moleculen en controleert de afbraak van verontreinigende stoffen en broeikasgassen, en draagt bij tot de vorming van ozon en fotochemische smog. Uit de evaluatie van pyrogene HONO-emissies blijkt dat deze tot nu toe aanzienlijk zijn onderschat. De HONO-emissies kunnen ongeveer twee derde van de OH-productie in nieuwe bosbrandpluimen vertegenwoordigen en kunnen een aanzienlijke invloed hebben op de samenstelling van de atmosfeer op regionaal niveau.
Satellietbewaking van formaldehyde en glyoxaal uit de verbranding van biomassa
Emissies van koolwaterstoffen door branden produceren zuurstofhoudende vluchtige organische stoffen (OVOS'en), hetzij direct, hetzij door secundaire reacties. OVOS'en zijn betrokken bij snelle chemische oxidatieprocessen, die op hun beurt bijdragen aan de vorming van ozon en secundaire aerosolen. Belangrijke OVOS'en zijn formaldehyde (HCHO) en glyoxaal (CHOCHO) die beide meetbaar zijn door TROPOMI en aanvullende informatie geven over de onderliggende chemische mechanismen in brandpluimen.
Hoogwaardige langetermijnproducten op basis van recent ontwikkelde of verbeterde algoritmen kunnen worden gebruikt om HCHO en CHOCHO uit de verbranding van biomassa te bestuderen. Met name de recente megabranden in de VS, Australië en het Amazonegebied zijn in de satellietgegevens van ongekende omvang. Ter illustratie geeft de grafiek in onderstaande figuur aan dat de bosbranden van 2020 in Californië minstens de helft aan HCHO hebben uitgestoten van wat in totaal is waargenomen tijdens de gehele levensduur van de OMI in dat seizoen.
Verdere lectuur:
-
Theys, N., Volkamer, R., Müller, J.-F., Zarzana, K.J., Kille, N., Clarisse, L., De Smedt, I., Lerot, C., Finkenzeller, H., Hendrick, F., Koenig, T.K., Lee, C.F., Knote, C, Yu, H., and Van Roozendael, M. (2020). Global nitrous acid emissions and levels of regional oxidants enhanced by wildfires. Nature Geoscience, 13(10), 681-686. https://doi.org/10.1038/s41561-020-0637-7
- BIRA-Nieuws: Wereldwijde waterstofnitriet-emissies door bosbranden onthuld vanuit de ruimte
- European Space Agency News: SENTINEL online
