Satellieten zijn de best beschikbare meetinstrumenten om wereldwijd menselijke luchtvervuiling op te sporen. En ook om te meten of onze lucht schoner wordt nu er zoveel maatregelen zijn genomen om de verspreiding van het coronavirus tegen te gaan. De impact blijkt enorm, ontdekte atmosfeeronderzoeker Pieternel Levelt. Zij staat aan de basis van de twee meest vooraanstaande satellietinstrumenten, OMI en TROPOMI, die schadelijke luchtvervuilers in de atmosfeer gedetailleerd in kaart brengen.
Luchtkwaliteit
Beide satellietinstrumenten draaien op honderden kilometers hoogte om de aarde en spelen een leidende rol in het monitoren van verschillende luchtvervuilende stoffen die invloed hebben op de luchtkwaliteit en het klimaat. OMI, de voorganger van de in 2017 gelanceerde TROPOMI, meet sinds 2004 en levert tot op de dag van vandaag belangrijke gegevens. Levelt: “OMI heeft nog altijd de langste meetreeks voor stikstofdioxide en zwavelstofdioxide in de atmosfeer en doet het na 16 jaar dienst uitzonderlijk goed, wat heel bijzonder is voor een satellietinstrument."
Effect van de coronacrisis
Met de meetgegevens van beide instrumenten valt van alles af te leiden. Heel actueel is de afname die momenteel te zien is in luchtvervuiling door de coronacrisis. In China is bijvoorbeeld sinds eind januari 2020, toen de noodmaatregelen daar van start gingen, de hoeveelheid stikstofdioxide in de lucht gemiddeld 35 procent minder geworden ten opzichte van 2019. In sommige steden in China liep de afname zelfs op tot ruim 50 procent. Ook boven Noord-Italië is een flinke reductie te zien, boven Milaan bijvoorbeeld zelfs 40%. "We hebben nog niet eerder zo’n sterke reductie in de uitstoot van stikstofdioxide gezien. We hebben over een periode van een paar weken gemeten, omdat je bijvoorbeeld variatie in het weer wilt uitsluiten als mogelijke oorzaak.”
Luchtvervuiling in Nederland
Ook in Nederland is de concentratie van stikstofdioxide aanzienlijk afgenomen: tussen de twintig en zestig procent, in vergelijking met metingen in een vergelijkbare periode van vorig jaar. Deze schattingen zijn nu nog redelijk onzeker, vandaar dat het KNMI de satellietmetingen gaat combineren met metingen vanaf de grond. "Dit gaat wel een paar maanden duren", zegt Levelt bij de NOS, die deze ontwikkelingen ook nauwgezet volgt. "Wat het ingewikkeld maakt, is dat het weer bij ons heel veranderlijk is, waardoor de luchtvervuiling snel meer of minder wordt. Dat komt niet alleen door de wind, maar ook door bijvoorbeeld de regen. Na een bui is de lucht meteen flink schoner."
Resolutie
De in 2017 gelanceerde TROPOMI verschilt op een aantal belangrijke punten van OMI. Zo is de resolutie van het instrument tien keer beter – en dat biedt onderzoekers nieuwe mogelijkheden. Levelt: "TROPOMI heeft een ruimtelijke resolutie van ongeveer 3,5 bij 5,5 kilometer, waarmee het mogelijk wordt om verschillende bronnen van luchtvervuiling te identificeren. In een stad als Rotterdam kan bijvoorbeeld de luchtvervuiling boven de haven worden onderscheiden van luchtvervuiling boven het stadscentrum. Het wordt dan ook interessant om te kijken of maatregelen om luchtvervuiling tegen te gaan effect sorteren. De resolutie is ook goed genoeg om een pluim luchtvervuiling in de tijd te volgen, waardoor we beter zicht krijgen op de ontwikkeling van een pluim afkomstig van grotere industriegebieden, of bosbranden.
Broeikasgassen
TROPOMI kan naast stikstofdioxide twee belangrijke broeikasgassen meten: methaan en de hoeveelheid ozon in de troposfeer, de onderste laag van de dampkring. Deze behoren na CO2 tot de belangrijkste broeikasgassen die een rol spelen in de opwarming van het klimaat, onderstreept Levelt. "Bovendien is ozon in de troposfeer een echte luchtvervuiler, het is giftig. We hebben TROPOMI vanaf het begin gebouwd om deze ozonconcentraties nauwkeuriger te bepalen, ook om meer duidelijkheid te krijgen over de rol die ozon speelt in relatie tot klimaatverandering. Over de hoeveelheid ozon in de troposfeer bestaan namelijk nog grote onzekerheden. Dat geldt overigens ook voor de hoeveelheid stofdeeltjes in de atmosfeer. Daar werken we met TROPOMI ook aan, al blijft dit nog lastiger."
Monitoring
Er is maar één manier om hierover meer duidelijkheid te krijgen, zegt Levelt: meer metingen en meer kennis opbouwen. "Monitoren, het verkrijgen van goede en nauwkeurige metingen, dat is onze belangrijkste rol. TROPOMI is zeker niet het enige instrument daarvoor, maar levert wel een zeer belangrijke bijdrage."
Meten met satellieten biedt zo stevig houvast om uitstoot van luchtvervuilende stoffen te monitoren, besluit Levelt. Hoeveel luchtvervuilende stoffen er worden uitgestoten, is op dit moment vooral gebaseerd op informatie aangeleverd door overheidsdiensten en bedrijven. "Met één satelliet kan voor bepaalde stoffen de luchtvervuiling op de hele wereld in kaart gebracht worden. We kunnen zo satellieten uitstekend inzetten als aanvullend instrument van de bestaande methodieken. Niet alleen voor Nederland, maar wereldwijd."
Over TROPOMI
Het TROPOMI project is gerealiseerd in opdracht van het Netherlands Space Office (NSO), en gefinancierd door de ministeries van Economische Zaken, van Infrastructuur en Milieu, en van Onderwijs, Cultuur en Wetenschap, en door de Europese ruimtevaartorganisatie ESA.
Het TROPOMI-instrument is ontworpen en gebouwd in opdracht van de Nederlandse overheid en de Europese ruimtevaartorganisatie ESA. TROPOMI is het instrument aan boord van de Europese Sentinel 5 Precursor satelliet en onderdeel van het EU Copernicus aardobservatie programma. KNMI levert de hoofdonderzoeker, en SRON de co-hoofdonderzoeker. De hoofdaannemer van TROPOMI is Airbus Defence and Space Nederland. Het opto-mechanische ontwerp is van TNO. De ontwikkeling van de TROPOMI dataproducten is een samenwerkingsproject van instituten uit Nederland, Duitsland, België, Groot Brittannië en Finland.
