Уникальная сенсорная сеть для измерения парниковых газов

Сеть датчиков MUCCnet (Munich Urban Carbon Column network) состоит из пяти высокоточных оптических приборов, анализирующих спектры солнечного света. Они измеряют концентрацию газов: диоксида углерода (CO₂), метана (CH₄) и оксида углерода (CO). Поскольку каждый газ имеет уникальный спектральный «отпечаток пальца», концентрации этих газов можно определить в столбах воздуха между приборами и солнцем. Измерение вертикального столба атмосферы позволяет исключить локальные помехи, делая такой учёт парниковых газов особенно точным.

Измерения в пяти точках в Мюнхене и вокруг него

Один из приборов MUCCnet расположен в кампусе Технического университета Мюнхена (TUM), четыре других — на границах города по сторонам света (север, восток, юг, запад). Принцип работы, как объясняет профессор Цзя Чэнь, заключается в сравнении данных с наветренного и подветренного датчиков: рост концентрации газа между ними указывает на источник в городе. С помощью данных сети и метеопараметров мощные компьютеры создают пространственную карту выбросов.

Использование данных для улучшения расчётных показателей выбросов

В рамках Парижского соглашения для отчётности не требуются атмосферные измерения — используются расчётные данные. Это, среди прочего, не позволяет обнаруживать неизвестные источники, например, утечки из газопроводов. MUCCnet был создан для высокоточных измерений, которые могут уменьшить неточности расчётов.

Карантин как естественный эксперимент

Карантинные меры в Германии весной 2020 года и зимой 2020/21, включая серьёзное ограничение авиасообщения, привели к изменениям в городских выбросах парниковых газов. Это предоставило исследователям уникальную возможность для валидации измерений и атмосферных моделей. Однако, как показывают данные, даже такое масштабное событие, как пандемия, не остановило ежегодный рост концентрации CO₂ в атмосфере из-за его длительного времени жизни (сотни лет).

Данные измерений доступны онлайн

С начала 2021 года исследователи запустили сайт (atmosphere.ei.tum.de), где в открытом доступе представлены данные измерений, описаны приборы и методы. Заинтересованные лица могут найти там абсолютные значения концентраций парниковых газов и сравнивать данные разных станций.

«Поскольку изменение климата — глобальная проблема, мюнхенская сеть должна быть лишь первым шагом», — говорит профессор Чэнь. В будущем команда планирует использовать данные со спутников для масштабирования разработанных в Мюнхене методов и моделей по всему миру.