Prosjekt

Prosjektet «Norsk initiativ for EarthCARE-validering av aerosolusikkerheter og strålingsprodukter i Arktis» (NEVAR) tar sikte på å støtte geofysisk validering av dataproduktene fra EarthCARE-satellitten.

EarthCARE (Earth Clouds Aerosols and Radiation Explorer) satellitten er utviklet av European Space Agency (ESA) i samarbeid med den japanske romfartsorganisasjonen (JAXA).

Hovedmålet er å forbedre forståelsen av interaksjoner mellom sky-aerosol-stråling og strålingsbalanse, slik at de kan modelleres med bedre pålitelighet i klima- og i numeriske værprediksjonsmodeller.

EarthCARE vil ha med fire instrumenter:

• ATLID (Atmosfærisk Lidar),
• BBR (bredbåndsradiometer),
• HLR (Cloud Profiling Radar) og
• MSI (Multi-Spectral Imager)

og vil levere en rekke dataprodukter: førti-fire ESA-produkter og elleve JAXA-produkter.

Satellittoppskyting er forventet i april 2024.

For en oversikt over EarthCARE, se:

• Illingworth et al., (2015),
• eller: https://earth.esa.int/eogateway/missions/earthcare.

NEVAR-prosjektet tar sikte på å støtte geofysisk validering av EarthCARE-dataproduktene. Det er delt i to faser:

1. Forberedende støtteaktiviteter, som starter november 2022 og varer i 18 måneder
2. EarthCARE-valideringsaktiviteter som vil starte 9 måneder før oppskyting og avsluttes tre år etter oppskyting.

Hovedmålene og formålene for NEVAR-prosjektet er:

• Å få en oversikt over instrumentelle og institusjonelle kapasiteter i arktiske stater, og å engasjere disse i valideringen av EarthCARE.
• Å bidra til utformingen av valideringsprotokoller for beste praksis for aerosol- og skyprofiler.
• Å utføre en global vurdering av aerosol- og usikkerhetsprodukter fra EarthCARE.
• Å vurdere strålingsprodukter for utvalgte steder i Arktis.

Prosjekt

Mer enn halvparten av verdens befolkning bor i byer. Ifølge WHOs luftkvalitetsdatabase utsettes 80% av befolkningen i byområder som overvåker luftforurensning for forurensingsnivåer som er høyere enn WHO sine anbefalinger. Dette antallet øker til 98% når man ser på byer i lav- og mellominntektsland med mer enn 100 000 innbyggere.

For å redusere luftforurensningen i urbane områder er det viktig å ha god kjennskap til den lokale luftkvalitetssituasjonen. Byer med lav inntekt og som ofte er de med dårligst luftkvalitet, har vanligvis ikke ressurser til å etablere et omfattende målenettverk bestående av kostbare referanseinstrumenter. Det er her bruken av rimelige luftkvalitetssensorer i kombinasjon med satellittdata kan gjøre en forskjell.

Integrering av luftkvalitetsdata fra ulike observasjonskilder er derimot langt fra trivielt. Observasjoner av luftkvalitet er tilgjengelig fra et bredt utvalg av datakilder (f.eks. ulike satellittinstrumenter på ulike satellittplattformer, bakkemålinger foretatt med sensorer og referanseutstyr) som alle måler ulikt med hensyn til tidsoppløsning, frekvens og romlig oppløsning.

Lavprissensorer for luftkvalitet har dukket opp de siste årene og gir en mulighet for å anskaffe luftkvalitetsobservasjoner med høy romlige oppløsning i urbane områder, men dataene fra disse sensorene har betydelig usikkerhet knyttet til seg. Satellitter observerer totalmengden luftforurensning i troposfæren (fra bakken og til ca 10 – 12 km) og ikke konsentrasjonen ved bakken. For å kunne bruke satellittdata for overvåkning av luftkvalitet i byer/tettsteder er det derfor essensielt å finne en metode for å beregne bakkekonsentrasjoner basert på satellittmålingene.

Så langt er det svært få studier som tar sikte på å kombinere måledata fra slike heterogene kilder for å gi bedre informasjon om urban luftkvalitet. Så vidt vi vet, har ingen tidligere studier gitt praktiske løsninger som kan implementeres i byer overalt. Hovedformålet med det foreslåtte prosjektet er å undersøke hvordan Sentinel-5P / TROPOMI-satellittdata (spesielt troposfæriske NO₂-kolonner) kan utnyttes bedre for å overvåke og kartlegge urban luftkvalitet på en romlig og tidsmessig skala som er relevant for menneskelig eksponering.

Målet er å levere timesvise luftkvalitetskart for NO₂ for to testbyer (Oslo og Madrid) i 100 x100 m oppløsning ved å kombinere (assimilere) satellittdata med målinger fra sensornettverk og/eller målinger fra referansemålestasjoner. Begge byene har et omfattende nettverk av referanse-målestasjoner for luftkvalitet. I Oslo er det i tillegg etablert et nettverk av rimelige sensorsystemer som måler NO₂.

Resultatene fra prosjektet vil vise oss hvilken merverdi satellittobservasjoner vil ha når disse assimilerings-metodene blir brukt på byer med dårligere eller ikke-eksisterende overvåkingsnettverk.