Het sensornetwerk MUCCnet (Munich Urban Carbon Column network) bestaat uit vijf uiterst nauwkeurige optische instrumenten die de lichtspectra van de zon analyseren. Ze meten de concentratie van de gassen kooldioxide (CO ₂ ), methaan (CH ₄ ) en koolmonoxide (CO). Aangezien elk gas zijn eigen unieke spectrale 'vingerafdruk' heeft, ’ concentraties van deze gassen kunnen worden bepaald in de luchtkolommen tussen de instrumenten en de zon.

"Door een verticale kolom van de atmosfeer te meten, lokale storingen, zoals de onevenredige invloed van aangrenzende stapels, kan verwijderd worden. Daarom, dit type broeikasgasbalancering wordt als bijzonder robuust en nauwkeurig beschouwd, " zegt prof. Jia Chen.

Metingen op vijf locaties in en rond München

Een van de meetapparatuur van MUCCnet staat op de hoofdcampus van TUM en meet binnenstedelijke concentraties. Vier andere apparaten bevinden zich aan de stadsgrenzen van München in alle vier de windrichtingen (noord:Oberschleissheim, oosten:Feldkirchen, zuid:Taufkirchen en west:Graefelfing).

Chen legt het principe in eenvoudige bewoordingen uit:"We hebben één sensor boven de wind van de stad geplaatst en de tweede met de wind mee. Dus elke toename van gassen tussen de eerste sensor en de tweede moet vanuit de stad zijn gegenereerd." Om zoveel mogelijk windrichtingen te dekken, er is een sensor in elke windrichting. Met de invoer van de sensorgegevens en meteorologische parameters, krachtige computers kunnen een ruimtelijk opgeloste emissiekaart van de stad maken.

Meetgegevens gebruiken om de berekende emissiecijfers te verbeteren

Op grond van het klimaatakkoord van Parijs atmosferische metingen zijn niet vereist om de emissiedoelstellingen te halen. "In plaats daarvan, de emissiecijfers die we in het nieuws horen zijn gebaseerd op berekeningen, " legt prof. Chen uit.

Onder andere, dit maakt het onmogelijk om tot nu toe onbekende bronnen op te sporen, zoals lekken in gasleidingen. Daarom, Prof. Jia Chen's team en projectleider Florian Dietrich creëerde MUCCnet om emissies met hoge precisie te meten, die onnauwkeurigheden in berekeningen kunnen verminderen.

Corona-lockdown als natuurlijk experiment voor de meetgegevensreeks

De huidige Corona-crisis biedt een nuttig natuurlijk experiment voor onderzoekers, omdat als gevolg van de twee Duitse lockdowns in het voorjaar van 2020, evenals in de winter van 2020/21 en de ernstige beperking van het luchtverkeer, er zijn veranderingen opgetreden in de uitstoot van broeikasgassen in steden, waarmee zowel metingen als atmosferische transportmodellen kunnen worden gevalideerd.

Helaas, de levensduur van CO ₂ is erg lang (enkele honderden jaren) en meetresultaten tonen aan dat zelfs een ingrijpende wereldwijde gebeurtenis als deze pandemie de jaarlijkse toename van CO ₂ concentratie in de atmosfeer.

Meetgegevens zijn online toegankelijk

Sinds begin 2021 is de onderzoekers hebben een website (atmosphere.ei.tum.de) geëxploiteerd die niet alleen meetgegevens voor iedereen toegankelijk maakt, maar legt ook de gebruikte apparaten uit en de principes die worden gebruikt om de gegevens te verkrijgen. Geïnteresseerden kunnen absolute waarden van broeikasgasconcentraties vinden op het portaal en kunnen, bijvoorbeeld, vergelijkingen maken tussen stations op verschillende locaties.

"Omdat klimaatverandering een wereldwijd probleem is, het netwerk van München zou slechts de eerste stap moeten zijn, " zegt prof. Chen. In de toekomst, Het team van Chen is van plan om metingen van bestaande broeikasgassatellieten te gebruiken om de in München ontwikkelde methoden en modellen wereldwijd uit te breiden en zo een beslissende bijdrage te leveren aan het begrijpen en oplossen van het klimaatprobleem.