Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Präzise Schadstoffermittlung aus dem All

15.11.2019

Neues Verfahren verbessert die Identifikation und Quantifizierung von Stickoxidquellen per Satellit

Stickoxide (NO und NO2) tragen wesentlich zur Luftverschmutzung bei. Um die Luftqualität möglichst gut vorherzusagen und Strategien zur Reduktion der Verschmutzung zu entwickeln, sind präzise Emissionsdaten notwendig.


Stickoxidemissionen im nördlichen Rheinland. Die Auswertung gemittelter Satellitendaten (April bis Oktober 2018) mit Hilfe der neuen Methode grenzt die Emissionen der Braunkohlekraftwerke Niederaußem und Neurath klar von denen der Städte Köln und Düsseldorf ab. Quelle: MPIC, S. Beirle


Das TROPOMI-Instrument an Bord des Forschungssatelliten Sentinel-5P misst eine Vielzahl von Schadstoffen wie Stickoxide. Forscher des Max-Planck-Instituts für Chemie konnten anhand der Daten nun die Identifikation und Quantifizierung von Stickoxidquellen deutlich verbessern. Quelle: ESA

Dazu helfen unter anderem tägliche Satellitenmessungen. Das Messgerät blickt dabei auf eine bestimmte Fläche und registriert dabei alle Schadstoffe zwischen Erdboden und Satellit. Da die Schadstoffwerte oftmals stark variieren, werden sie in der Regel über einen Zeitraum von mehreren Monaten gemittelt.

Der Haken: Wechselnde Winde „verschmieren“ die vom All aus ermittelten Emissionswerte und verringern so das räumliche Auflösungsvermögen der Messungen.

Wissenschaftlern aus Deutschland, China und den USA ist es nun gelungen, die räumliche Auflösung der Stickoxidemissionsdaten deutlich zu verbessern und so die ausgestoßenen Schadstoffmengen besser zu bestimmen. Wie das Team unter Leitung des Max-Planck-Instituts für Chemie in der aktuellen Ausgabe des Forschungsmagazins Science Advances berichtet, kombinierte es Messungen des kürzlich gestarteten Forschungssatelliten S5P/TROPOMI der Europäischen Weltraumorganisation ESA mit Winddaten. Aus dem horizontalen Transport des Schadstoffs kann auf die zugrunde liegenden Emissionen geschlossen und so das Verschmieren des Signals zurückgerechnet werden.

Industrieanlagen auf zwei Kilometer genau lokalisierbar

„Unser Verfahren macht es möglich, punktuelle Emissionsquellen wie einzelne Kohlekraftwerke von der Hintergrundverschmutzung auf bis zu zwei Kilometer genau zu lokalisieren“, sagt Steffen Beirle, Erstautor der Studie.

„Wir können die emittierten Schadstoffmengen auch zuverlässiger quantifizieren.“ Laut Beirle können damit Emissionsinventare beispielsweise auf ihre Aktualität und räumliche Muster überprüft werden.

Laut nationalen und internationalen Konventionen wie dem Kyoto-Protokoll sind Länder zur Angabe verpflichtet, wie viele Treibhausgase und Luftschadstoffe sie produzieren. Diese Daten werden in sogenannten Emissionsinventaren erfasst.

Für die Gegend um die saudi-arabische Hauptstadt Riad entstand mit Hilfe der neuen Methode ein detailliertes Emissionsmuster, das die Schadstoffemissionen der verschiedenen Öl- und Gaskraftwerke in der Umgebung von Riad abbildet.

Das Emissionsmuster erlaubt die eindeutige Zuordnung zu Punktquellen und Trennung von Kraftwerken und anderen Quellen wie Verkehr. Das gleiche wiederholten die Wissenschaftler für Deutschland und Südafrika. Hier sind Kohlekraftwerke die größten Einzelquellen von Stickoxiden.

Die Stickoxidwerte erhielten die Forscher vom Messgerät TROPOMI. TROPOMI steht für Tropospheric Monitoring Instrument. Das Spektrometer misst neben Stickoxiden auch andere Schadstoffe und Treibhausgase wie Kohlenmonoxid, Formaldehyd, Ozon und Methan und fliegt an Bord des Sentinel-5 Precursor (S-5P) Satelliten der ESA seit Oktober 2017 um die Erde.

Wissenschaftliche Ansprechpartner:

Dr. Steffen Beirle
Max-Planck-Institut für Chemie
Telefon: 06131-3054740
E-Mail: steffen.beirle@mpic.de

Originalpublikation:

Originalpublikation:
Pinpointing Nitrogen Oxide Emissions from Space
Steffen Beirle, Christian Borger, Steffen Dörner, Ang Li, Zhaokun Hu, Fei Liu, Yang Wang und Thomas Wagner
ScienceAdvances, Vol. 5, no. 11, 2019
DOI: 10.1126/sciadv.aax9800

Dr. Susanne Benner | Max-Planck-Institut für Chemie
Weitere Informationen:
https://www.mpic.de/4516520/praezise-schadstoffermittlung-aus-dem-all?c=3477744

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Biowissenschaften Chemie:

nachricht Magnetschwebetrennung in der Drogenfahndung - Analyse illegaler Substanzen in Pulver durch magnetische Levitation
09.12.2019 | Gesellschaft Deutscher Chemiker e.V.

nachricht HZDR-Experiment liefert wichtige Ansätze, um die Wasserelektrolyse zu optimieren
09.12.2019 | Helmholtz-Zentrum Dresden-Rossendorf

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Biowissenschaften Chemie >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Geminiden - Die Wünsch-dir-was-Sternschnuppen vor Weihnachten

Gemeinsame Pressemitteilung der Vereinigung der Sternfreunde (VdS) und des Hauses der Astronomie in Heidelberg - Die Geminiden, die Mitte Dezember zu sehen sind, sind der "zuverlässigste" der großen Sternschnuppen-Ströme mit bis zu 120 Sternschnuppen pro Stunde. Leider stört in diesem Jahr der Mond zur besten Beobachtungszeit.

Sie wurden nach dem Sternbild Zwillinge benannt: Die „Geminiden“ sorgen Mitte Dezember immer für ein schönes Sternschnuppenschauspiel. In diesem Jahr sind die...

Im Focus: Electronic map reveals 'rules of the road' in superconductor

Band structure map exposes iron selenide's enigmatic electronic signature

Using a clever technique that causes unruly crystals of iron selenide to snap into alignment, Rice University physicists have drawn a detailed map that reveals...

Im Focus: Das 136 Millionen Atom-Modell: Wissenschaftler simulieren Photosynthese

Die Umwandlung von Sonnenlicht in chemische Energie ist für das Leben unerlässlich. In einer der größten Simulationen eines Biosystems weltweit haben Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler diesen komplexen Prozess an einem Bestandteil eines Bakteriums nachgeahmt – am Computer, Atom um Atom. Die Arbeit, die jetzt in der renommierten Fachzeitschrift „Cell“ veröffentlicht wurde, ist ein wichtiger Schritt zum besseren Verständnis der Photosynthese in einigen biologischen Strukturen. An der internationalen Forschungskooperation unter Leitung der University of Illinois war auch ein Team der Jacobs University Bremen beteiligt.

Das Projekt geht zurück auf eine Initiative des inzwischen verstorbenen, deutsch-US-amerikanischen Physikprofessors Klaus Schulten von der University of...

Im Focus: Developing a digital twin

University of Texas and MIT researchers create virtual UAVs that can predict vehicle health, enable autonomous decision-making

In the not too distant future, we can expect to see our skies filled with unmanned aerial vehicles (UAVs) delivering packages, maybe even people, from location...

Im Focus: Freiformflächen bis zu 80 Prozent schneller schlichten: Neue Werkzeuge und Algorithmen für die Fräsbearbeitung

Beim Schlichtfräsen komplexer Freiformflächen können Kreissegment- oder Tonnenfräswerkzeuge jetzt ihre Vorteile gegenüber herkömmlichen Werkzeugen mit Kugelkopf besser ausspielen: Das Fraunhofer-Institut für Produktionstechnologie IPT aus Aachen entwickelte im Forschungsprojekt »FlexiMILL« gemeinsam mit vier Industriepartnern passende flexible Bearbeitungsstrategien und implementierte diese in eine CAM-Software. Auf diese Weise lassen sich große frei geformte Oberflächen nun bis zu 80 Prozent schneller bearbeiten.

Ziel im Projekt »FlexiMILL« war es, für die Bearbeitung mit Tonnenfräswerkzeugen nicht nur neue, verbesserte Werkzeuggeometrien zu entwickeln, sondern auch...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

VideoLinks
Industrie & Wirtschaft
Veranstaltungen

QURATOR 2020 – weltweit erste Konferenz für Kuratierungstechnologien

04.12.2019 | Veranstaltungen

Die Zukunft der Arbeit

03.12.2019 | Veranstaltungen

Intelligente Transportbehälter als Basis für neue Services der Intralogistik

03.12.2019 | Veranstaltungen

VideoLinks
Wissenschaft & Forschung
Weitere VideoLinks im Überblick >>>
 
Aktuelle Beiträge

Vulkan „F“ ist der Ursprung der schwimmenden Steine

09.12.2019 | Geowissenschaften

Magnetschwebetrennung in der Drogenfahndung - Analyse illegaler Substanzen in Pulver durch magnetische Levitation

09.12.2019 | Biowissenschaften Chemie

Luftverschmutzung: IASS legt erstes Emissionsinventar für Nepal vor

09.12.2019 | Ökologie Umwelt- Naturschutz

Weitere B2B-VideoLinks
IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics