Zwaveldioxide (pluimen) monitoren met satellietgegevens
Emissies van zwaveldioxide (SO₂) hebben een grote impact op de luchtkwaliteit en het klimaat, omdat ze worden omgezet in sulfaat-aerosolen. Wanneer SO₂ na een vulkaanuitbarsting in de bovenste atmosfeer terechtkomt, vormt het bovendien een ernstig risico voor de luchtvaart. Nauwkeurige monitoring van deze emissies is essentieel om de impact op het milieu en de gevolgen voor de volksgezondheid te beoordelen.
Het Sentinel-5P TROPOMI-instrument levert waardevolle satellietgegevens voor de wereldwijde en gedetailleerde monitoring van SO₂-pluimen. Deze informatie is cruciaal voor de beoordelingen van onze luchtkwaliteit, klimaatonderzoek en rampenpreventie. Door objectieve inzichten kan men de effectiviteit van nieuwe beleidsmaatregelen evalueren en tijdig waarschuwen bij een vulkaanuitbarsting.
Een belangrijke luchtverontreinigende stof met wereldwijde klimaateffecten
Zwaveldioxide (SO₂) is een luchtverontreinigende stof die in de aardatmosfeer vrijkomt en zich snel oxideert tot zwavelzuur en sulfaat-aerosolen. Deze stoffen dragen bij aan verschillende milieuproblemen, zoals lokale luchtvervuiling, zure neerslag en wereldwijde klimaateffecten. SO₂-emissies zijn afkomstig van zowel natuurlijke als menselijke bronnen. De belangrijkste menselijke bronnen zijn kolencentrales, de olie- en gasindustrie en metaalraffinage. Daarnaast stoten natuurlijke bronnen zoals vulkaanuitbarstingen en bosbranden enorme hoeveelheden SO₂ uit. Aanhoudende vulkaanuitbarstingen kunnen bijvoorbeeld grote hoeveelheden SO₂ en as in de bovenste atmosfeer brengen, wat een ernstig risico vormt voor de luchtvaart en volksgezondheid.
In veel Westerse landen (Europa en de VS) zijn SO₂ emissies sinds de jaren 80 sterk gedaald dankzij de brede toepassing van ontzwavelingstechnologieën in energiecentrales. In landen als China en India daarentegen zijn de SO₂ emissies gestegen door een hoge energieconsumptie. Pas na 2013 begon de uitstoot in China af te nemen, terwijl de emissies in India nog steeds toenemen.
In het Midden-Oosten zijn olieraffinaderijen een grote bron van SO₂ emissies, zonder tekenen van afname. In veel landen wereldwijd blijft metaalraffinage een belangrijke bron van SO₂ vervuiling en verhoogde zuurgraad, wat schadelijke gevolgen kan hebben voor lokale ecosystemen en een directe bedreiging vormt voor planten en dieren.
COBRA: een nieuw algoritme voor verbeterde emissiebewaking
Om SO₂ emissies wereldwijd te monitoren en in te schatten, is nauwkeurige en gevoelige detectie vanuit de ruimte van cruciaal belang. Het Sentinel-5P TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) is een geavanceerde satellietsensor die hoogwaardige gegevens levert voor het opvolgen van onze luchtkwaliteit op wereldschaal, met een uitzonderlijke resolutie van 3,5x5,5 km². TROPOMI biedt waardevolle gegevens voor het beoordelen van SO₂ emissies, het monitoren van veranderingen in vulkanische activiteit en de impact van luchtvervuiling. Terrascope biedt verschillende dataproducten van TROPOMI, waaronder dagelijkse, maandelijkse en jaarlijkse SO₂ kaarten. Deze gegevens zijn essentieel voor iedereen die zich bezighoudt met luchtkwaliteit, atmosferische modellering en het verminderen van vulkanische risico’s.
BIRA-IASB heeft een nieuw algoritme ontwikkeld, COBRA (Theys et al., 2021), dat de detectielimiet van eerdere TROPOMI SO₂-producten aanzienlijk verbetert. Dankzij COBRA kunnen we emissiebronnen veel beter monitoren. Het algoritme draait momenteel in de pre-operationele S5P-PAL-omgeving, waarbij kaarten beschikbaar zijn in Terrascope voor de gehele missieperiode (sinds mei 2018). Sinds november 2024 is COBRA geïntegreerd in de operationele processor en een volledige herverwerking van alle dataproducten wordt verwacht in de eerste helft van 2025.
Deze satellietgebaseerde kaarten tonen het SO₂ signaal, gedetecteerd met het nieuwste S5P/TROPOMI-algoritme, gemiddeld over één jaar (2019) voor een uitgestrekt gebied dat het Midden-Oosten en India omvat (links). Ter vergelijking is ook de NO₂ kaart voor dezelfde periode en regio weergegeven (rechts).
De kracht van het combineren van SO₂ en NO₂ gegevens
De SO₂ kaart toont verhoogde SO₂ concentraties in India, met name in het noordoosten van het land, waar grote kolencentrales bijdragen aan de hotspots. In het Midden-Oosten worden hoge SO₂ niveaus in verband gebracht met de olie- en gasindustrie, met opmerkelijke concentraties in de Perzische Golf, Iran, Saoedi-Arabië, Irak en Koeweit. Hoge SO₂ niveaus als gevolg van metaalraffinage zijn ook zichtbaar nabij Tasjkent, Oezbekistan.
De NO₂ kaart vertoont enkele overeenkomsten met de SO₂ waarnemingen, zoals boven de Indiase energiecentrales, maar ook duidelijke verschillen. De NO₂ kaart onthult hoge vervuilingsniveaus boven stedelijke gebieden zoals New Delhi, die niet zichtbaar zijn in de SO₂-gegevens. Opvallend is dat sommige SO₂ uitstootpunten afwezig zijn op de NO₂ kaart, met name in de Perzische Golf. Het gecombineerde gebruik van zowel SO₂ als NO₂ producten is essentieel om de impact van emissies wereldwijd nauwkeuriger te beoordelen.
Het monitoren van SO₂ emissies is essentieel om de impact op ons milieu en onze gezondheid te beoordelen
Gemiddelde SO₂ concentraties gemeten door TROPOMI in december 2024 boven de Democratische Republiek Congo, waar de vulkanen Nyiragongo en Nyamulagira zich bevinden.
Fact & Figures
70
70% van de SO₂ emissies is afkomstig uit menselijke activiteiten, terwijl 30% wordt veroorzaakt door vulkanen.
2
Door strengere regelgeving en technologische verbeteringen zijn de door de mens veroorzaakte SO₂ emissies in de afgelopen 20 jaar met 50% gedaald.
125
In de Europese Unie bedraagt de luchtkwaliteitsnorm voor SO₂ een dagelijkse gemiddelde concentratie van 125 µg/m³, die niet meer dan drie dagen per kalenderjaar mag worden overschreden.
Producten en diensten
Sentinel-5P globaal SO₂
De Terrascope viewer biedt dagelijkse, maandelijkse en jaarlijkse wereldwijde zwaveldioxide (SO₂) kaarten.
Sentinel-5P Europees NO₂
Toegang tot dagelijkse, maandelijkse en jaarlijkse verbeterde stikstofdioxide (NO₂) gegevens voor Europa.
Sentinel-5P globaal NO₂
Verken dagelijkse, maandelijkse en jaarlijkse stikstofdioxide (NO₂) gegevens op wereldschaal.
Deze case is gepubliceerd in samenwerking met BIRA-IASB
