Síť pro sledování celkových uhlíkových sloupů - Total Carbon Column Observing Network - Wikipedia

Síť pro sledování celkových uhlíkových sloupů
Stránka Caltech TCCON
Stránka Lamont TCCON
Stránka Park Falls TCCON
ZkratkaTCCON
Formace26. května 2004; Před 16 lety (2004-05-26)
TypMezinárodní síť pro spolupráci
produktysloupcová měření skleníkových plynů
Metodyblízká IR sluneční spektroskopie
Židle
Debra Wunch (2020-23)
Spolupředseda (Evropa / Afrika)
Thorsten Warneke (2020-23)
Spolupředseda (W. Pacifik / Asie)
Nicholas Deutscher (2020-23)
Regiony-InstrumentaceSpektrometr Bruker 125HR
SoftwareGGG2014 / GGG2020
Weby23 (2015)
Primární plyny (sloupce)CO2, CH4, CO, N2O, HF, H2Ó

The Síť pro sledování celkových uhlíkových sloupů (TCCON) je globální síť nástrojů, které měří částku oxid uhličitý, metan, kysličník uhelnatý, oxid dusičitý a další stopové plyny v Atmosféra Země. TCCON (/ˈtiːkɒn/ TEE-kon ) začalo v roce 2004 instalací prvního nástroje v Park Falls, Wisconsin, USA, a od té doby se rozrostla na 23 provozních nástrojů po celém světě, se 7 bývalými pracovišti.[1] TCCON je navržen tak, aby vyšetřoval několik věcí, včetně toku (nebo tok ) uhlíku mezi atmosférou, pevninou a oceánem (tzv uhlíkový rozpočet nebo uhlíkový cyklus ). Toho je dosaženo měřením atmosférické hmotnosti uhlíku ( vzdušná frakce ). Měření TCCON zlepšila chápání vědecké komunity vědeckou komunitou uhlíkový cyklus,[2][3] a městské skleníkový plyn emise.[4] TCCON podporuje několik satelitních přístrojů tím, že poskytuje nezávislé měření pro srovnání (nebo validaci) satelitních měření atmosféry nad místy TCCON místa.[5][6] TCCON poskytuje primární datovou sadu pro ověření měření pro Orbitální uhlíková observatoř (OCO-2) mise,[7] a byl použit k ověření jiných vesmírná měření oxidu uhličitého.

Dějiny

Jedním z důvodů, proč byl TCCON založen kvůli chybám modelování mezi efektivitou míchání mezi PBL a zdarma troposféra.[2] Protože měření TCCON jsou v celém sloupci atmosféry nad místem (PBL a volná troposféra jsou měřeny současně), jsou měření zlepšením oproti tradičnímu in situ v tomto ohledu měření povrchu. TCCON vylepšil CO2 měření hmotnostního gradientu mezi severní a jižní polokoulí.

První výroční zasedání TCCON bylo v roce San Francisco, Kalifornie v roce 2005. Každý rok se koná setkání v místě, které se střídá mezi Severní Amerikou, západním Pacifikem a Evropou a je hostitelem zúčastněné instituce. V roce 2015 se jednání konalo v University of Toronto.[8]

Kreslené zjednodušování měření kolonového plynu pomocí TCCON a satelitu. O2 a sledovaný plyn se měří a porovnávají pro průměrované množství sloupce.
Kreslené zjednodušování měření kolonového plynu pomocí TCCON a satelitu. Ó2 & sledovaný plyn se měří a porovnává pro průměrované množství sloupce.

Technika měření

Hlavním nástrojem v každém místě TCCON je a Bruker IFS 125HR (HR pro vysoké rozlišení, ~ 0,02 cm−1) nebo příležitostně 120 hodin Spektrometr s Fourierovou transformací. Sluneční světlo je směrováno do spektrometru pomocí solárních sledovacích zrcadel a další optiky. Spektrometry měří absorpci přímého slunečního záření atmosférickým stopové plyny primárně v blízké budoucnosti infračervený kraj. Tento dálkový průzkum Země Tato technika vytváří přesné a přesné měření sloupec celkem hojnost stopový plyn. Hlavní omezení této techniky spočívá v tom, že měření nelze zaznamenávat, pokud není slunečno (tj. V noci nebo při silné oblačnosti nejsou k dispozici žádná měření).[9]

Zúčastněné weby a instituce

Aktuální stránky TCCON se nacházejí v Spojené státy, Kanada, Německo, Polsko, Francie, Japonsko, Austrálie, Nový Zéland, Jižní Korea, Shledání, a Ascension Island.[1] Bývalý web byl v Brazílie. Weby se mohou změnit, když je třeba nástroj přesunout na nové místo.

Členové TCCON spolupracují z různých institucí. V Severní Americe některé z nich zahrnují Caltech, JPL, Národní laboratoř Los Alamos, NASA Ames a University of Toronto. V Evropě některé z nich zahrnují Technologický institut v Karlsruhe, Max Planck Institute for Biogeochemistry, University of Bremen, Agencia Estatal de Meteorología, Královský belgický institut pro kosmickou aeronomii, Finský meteorologický ústav, a Pierre a Marie Curie University. K některým v západním Pacifiku patří University of Wollongong, Národní institut pro výzkum vody a atmosféry, Národní institut pro environmentální studia, JAXA a Národní institut pro meteorologický výzkum Korejské republiky.

Nové weby jsou přijaty do sítě, když vyšetřovatelé webů prokáží požadovaný hardware a schopnost zpracování dat. Jednotnost je udržována v celé síti pomocí stejného modelu FTS a stejného softwaru pro načítání. GGG je software TCCON.[1] Zahrnuje I2S (interferogram do spektra) FFT a podprogramy spektrálního přizpůsobení GFIT. GFIT je také vhodný algoritmus, který byl použit pro ATMOS, který létal na Raketoplán,[10] a používá se pro spektrální přizpůsobení spekter získaných a balón nese spektrometr.[11]

Mapa

Stránky TCCON po celém světě od ledna 2020.[8]   zelená = aktivní a veřejná data k dispozici,   azurová = aktivní a zatím žádná veřejná data,   bílá = dřívější a veřejná data,   žlutá = potenciální budoucí web

Nejdůležitější údaje o používání dat

Údaje z každého webu zpracovávají vyšetřovatelé, kteří vedou tento konkrétní web. Atmosférické množství plynů se nahrává a ukládá v jednotných formátech a data jsou hostována na Caltech s knihovnou Caltech a jsou k dispozici na webu http://tccondata.org. Data jsou zveřejňována za předpokladu, že bude dodržena licence k datům.[12]

Data byla použita pro různé analýzy. Některé z nich zahrnují

  • Odhady emisí metanu a oxidu uhelnatého byly provedeny pro EU South Coast Air Basin obsahující Los Angeles pomocí měření TCCON a CARB inventář.[13]
  • Charakterizace toků biosféry na jižní polokouli [14]
  • Hodnocení sezónní výměny CO2 mezi biosférou a atmosférou [15]
  • Četné projekty validace satelitu [16][17][18]
  • Validační projekty zahrnující srovnání CO2 a CH4 měřeno TCCON s měřením přístroji s nižším rozlišením[19][20]
  • Kovovariace mezi povrchovou teplotou a CO2 v boreálních oblastech[21]
  • Rozlišování mezi kterými ze dvou elektráren (každá ~ 2 000 MW) oblaky znečištěného vzduchu pocházely ve spojení s Pandora NO2 spektrometr[22]

Satelitní podpora

Mezi satelitní mise podporované TCCON patří: Satelitní skleníkové plyny (GOSAT),[23][24][25] SCIAMACHY,[26] a Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2).[7]

Viz také

Reference

  1. ^ A b C Wunch, D .; Toon, G. C .; Sherlock, V .; Deutscher, N.M .; Liu, X .; Feist, D. G .; Wennberg, P. O. (2015). Datová verze sítě GGG2014 sítě sledující celkový uhlík (PDF). Oak Ridge, Tennessee, USA: Centrum pro analýzu informací o oxidu uhličitém, Oak Ridge National Laboratory. doi:10.14291 / tccon.ggg2014.documentation.R0 / 1221662. Citováno 12. května 2016.
  2. ^ A b Yang, Z., RA Washenfelder, G. Keppel-Aleks, NY Krakauer, JT Randerson, PP Tans, C. Sweeney a PO Wennberg (2007), New constraints on Northern Hemisphere vegetation net flux, Geophysical Research Letters, 34 ( 12), 1-6, doi:10.1029 / 2007GL029742. Dostupný z: http://www.agu.org/pubs/crossref/2007/2007GL029742.shtml
  3. ^ Chevallier, F. a kol. (2011), Global CO2 fluxes inference from surface air-sample measurement and from TCCON retrievals of the CO2 total column, Geophysical Research Letters, 38 (24), 1-5, doi:10.1029 / 2011 GL049899. Dostupný z: http://www.agu.org/pubs/crossref/201...GL049899.shtml
  4. ^ Ověření emisí skleníkových plynů: metody podpory mezinárodních dohod o změně klimatu, http://www.nap.edu/catalog/12883.html
  5. ^ http://www.gosat.nies.go.jp/eng/gosat/page6.htm
  6. ^ Boland, S. a kol. (2009), Potřeba měření atmosférického oxidu uhličitého z vesmíru: Příspěvky z rychlého refletu orbitální uhlíkové observatoře, http://www.nasa.gov/pdf/363474main_OCO_Reflight.pdf
  7. ^ A b http://oco.jpl.nasa.gov/science/validation/
  8. ^ A b TCCON webová stránka, https://tccon-wiki.caltech.edu/Sites, přístup 6. února 2016
  9. ^ Wunch, D., G. C. Toon, J.-F. L. Blavier, RA Washenfelder, J. Notholt, BJ Connor, DWT Griffith, V. Sherlock a PO Wennberg (2011), The total carbon column observing network, Philosophical Transaction of the Royal Society - Series A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences, 369 (1943), 2087-2112, doi:10.1098 / rsta.2010.024040. Dostupný z: http: //rsta.royalsocietypublishing.o.../2087.full.pdf
  10. ^ Webová stránka JPL NASA ATMOS, http://remus.jpl.nasa.gov/atmos/onshuttle.html, přístup 6. února 2016
  11. ^ Webová stránka interferometru NASA JPL MkIV https://airbornescience.nasa.gov/instrument/MkIV, přístup 6. února 2016
  12. ^ Webová stránka zásad používání dat TCCON https://tccon-wiki.caltech.edu/Network_Policy/Data_Use_Policy, přístup 6. února 2016
  13. ^ Wunch, D., P. O. Wennberg, G. C. Toon, G. Keppel-Aleks a Y. G. Yavin (2009), Emise skleníkových plynů ze severoamerického velkoměsta, Geophys. Res. Lett., 36, L15810, doi: 10.1029 / 2009 GL039825.
  14. ^ Deutscher, NM, Sherlock, V., Mikaloff Fletcher, SE, Griffith, DWT, Notholt, J., Macatangay, R., Connor, BJ, Robinson, J., Shiona, H., Velazco, VA, Wang, Y. „Wennberg, PO a Wunch, D .: Ovladače kolísavé průměrné variability CO2 na webech Southern Hemispheric Total Carbon Column Observing Network, Atmos. Chem. Phys., 14, 9883-9901, doi: 10,5194 / acp-14-9883-2014, 2014.
  15. ^ Messerschmidt, J., Parazoo, N., Wunch, D., Deutscher, N. M., Roehl, C., Warneke, T. a Wennberg, P. O .: Vyhodnocení odhadů výměny sezónní atmosféry – biosféry pomocí měření TCCON, Atmos. Chem. Phys., 13, 5103-5115, doi: 10,5194 / acp-13-5103-2013, 2013.
  16. ^ Wunch, D., et al .: Metoda pro vyhodnocení zkreslení v globálních měřeních celkových sloupců CO2 z vesmíru, Atmos. Chem. Phys., 11, 12317-12337, doi: 10,5194 / acp-11-12317-2011, 2011.
  17. ^ Dils, B., Buchwitz, M., Reuter, M., Schneising, O., Boesch, H., Parker, R., Guerlet, S., Aben, I., Blumenstock, T., Burrows, JP, Butz A., Deutscher, NM, Frankenberg, C., Hase, F., Hasekamp, ​​OP, Heymann, J., De Mazière, M., Notholt, J., Sussmann, R., Warneke, T., Griffith, D., Sherlock, V. a Wunch, D .: Iniciativa pro změnu klimatu skleníkových plynů (GHG-CCI): komparativní validace produktů pro vyhledávání algoritmů GHG-CCI SCIAMACHY / ENVISAT a TANSO-FTS / GOSAT CO2 a CH4 s měřením z TCCON, Atmos. Měření Tech., 7, 1723-1744, doi: 10,5194 / amt-7-1723-2014, 2014.
  18. ^ M. Buchwitz a kol .: Iniciativa pro změnu klimatu skleníkových plynů (GHG-CCI): Srovnání a hodnocení kvality globálních datových souborů CO2 a CH4 citlivých na blízký povrch ze satelitů, Remote Sens. Environ., 162, 344- 362, doi: 10.1016 / j.rse.2013.04.024, 2015.
  19. ^ Gisi, M., Hase, F., Dohe, S., Blumenstock, T., Simon, A. a Keens, A .: XCO2-měření pomocí stolní FTS pomocí solární absorpční spektroskopie, Atmos. Měření Tech., 5, 2969-2980, doi: 10,5194 / amt-5-2969-2012, 2012.
  20. ^ Petri, C., Warneke, T., Jones, N., Ridder, T., Messerschmidt, J., Weinzierl, T., Geibel, M. a Notholt, J .: Dálkový průzkum CO2 a CH4 pomocí sluneční absorpce spektrometrie s nízkým rozlišením spektrometru, Atmos. Měření Tech., 5, 1627-1635, doi: 10,5194 / amt-5-1627-2012, 2012.
  21. ^ Wunch, D., Wennberg, PO, Messerschmidt, J., Parazoo, NC, Toon, GC, Deutscher, NM, Keppel-Aleks, G., Roehl, CM, Randerson, JT, Warneke, T. a Notholt, J .: Kovariace letního CO2 na severní polokouli s povrchovou teplotou v boreálních oblastech, Atmos. Chem. Phys., 13, 9447-9459, doi: 10,5194 / acp-13-9447-2013, 2013.
  22. ^ Rodica Lindenmaier, Manvendra K.Dubey, Bradley G. Henderson, Zachary T. Butterfield, Jay R. Herman, Thom Rahn a Sang-Hyun Lee. Víceúrovňová pozorování CO2, 13CO2 a znečišťujících látek ve Four Corners za účelem ověření a přiřazení emisí. PNAS 2014 111 (23) 8386-8391; publikováno před tiskem 19. května 2014, doi: 10,1073 / pnas.1321883111
  23. ^ Crisp, D. a kol .: Algoritmus načítání ACOS XCO2, část 2: Globální charakterizace dat XCO2, Atmos. Měření Tech. Diskutujte., 5, 1-60, doi:10.5194 / amtd-5-1-2012, 2012, http://www.atmos-meas-tech-discuss.net/5/1/2012/amtd-5-1-2012.html
  24. ^ Butz, A. a kol. (2011), Směrem k přesným pozorováním CO2 a CH4 od GOSAT, Geophysical Research Letters, 38 (14), 2-7, doi:10.1029 / 2011GL047888, http://www.agu.org/pubs/crossref/2011/2011GL047888.shtml
  25. ^ Morino, I. a kol. (2011), Předběžná validace objemových směšovacích poměrů oxidu uhličitého a methanu v průměru na sloupci získaných z infračerveného spektra krátkých vlnových délek GOSAT, Atmospheric Measurement Techniques, 4 (6), 1061-1076, doi:10.5194 / amt-4-1061-2011, http://www.atmos-meas-tech.net/4/1061/2011/
  26. ^ Buchwitz, M. a kol. (2006), Atmosférické uhlíkové plyny získané ze SCIAMACHY programem WFM-DOAS: verze 0.5 CO a CH4 a dopad vylepšení kalibrace na získávání CO2, Atmospheric Chemistry and Physics, 6 (9), 2727-2751, doi:10.5194 / acp-6-2727-2006, http://www.atmos-chem-phys.net/6/2727/2006/

externí odkazy

  • Média související s TCCON na Wikimedia Commons