Determinación de gases de efecto invernadero y gases traza

Determinación de gases de efecto invernadero y gases traza

Nuevas estrategias de observación de la tierra en la evaluación de los
sumideros de carbono. CDTI, 17 Diciembre 2007
Determinación de gases de
efecto invernadero y gases traza
mediante Teledetección
Abel Calle
Laboratorio de Teledetección de la Universidad de Valladolid
[email protected]
Column averaged CO2 mixing ratio (ppm) for 1 February 2005 calculated from NOAA's
CarbonTracker model and measurements from a number of sites in the WMO-GAW Global
CO2 network
WMO Greenhouse Gas Bulletin
WMO-GAW: Red global
de vigilancia de gases
de efecto invernadero
para CO2 y CH4
Gases efecto invernadero y gases contaminantes
Contaminantes:
La Agencia de protección medioambiental de EEUU (U.S. Environmental
Protection Agency, EPA) identifica 6 agentes contaminantes:
Monóxido de carbono (CO)
Dióxido de nitrógeno (NO2)
Dióxido de azufre (SO2)
Ozono (O3)
Plomo
Aerosoles
Principales gases de
efecto invernadero:
Vapor de agua
Dióxido de carbono (CO2)
Metano (CH4)
Oxido nitroso (N2O)
CFC’s y otros
Gases traza: los que
se encuentran en una
proporción inferior al
1%: todos excepto
oxígeno y nitrógeno
Misiones NASA
Nimbus-7, Meteor-3, Adeos, Earth Probe
TOMS, SAGE- 1978
Deep Space Climate Observatory (DSCVR): Triana
Gore sat, pto Lagrange
UARS, Upper Atmosphere Research Satellite
CLAES, HALOE, ISAMS, MLS - 1991
EOS: TERRA, Earth Observation System-AM
MOPITT - 2000
EOS: A-Train:
AQUA (EOS PM) : AIRS - 2002
AURA (EOS Chem) : HIRDLS, MLS, OMI, TES - 2004
OCO -2008 ?
TOMS: el comienzo
El País, 13 de Noviembre de 1989
Total Ozone Mapping
Spectrometer (TOMS)
NASA GSFC
TOMS: Evolución del espesor total de ozono
NASA GSFC Scientific Visualization Studio
En 2003, se produjo el “agujero de ozono”
de los más grandes jamás observados
Barbara Summey (SSAI)
Nimbus-7 / TOMS: SO2
Images from the
June 15, 1991
eruption of
Mt. Pinatubo,
Philippines.
The gas and ash
clouds were
tracked by
TOMS for
several weeks
as they encircled
the Earth.
Fueron inyectadas
20 Megatons de
SO2 directamente a
la estratosfera
UARS: Upper Atmospheric Research Satellite
Fue lanzado en Septiembre 1991
por el Discovery, tras un retraso
en financiación producido por el
accidente del Challenger
Primera misión de la serie
“planeta tierra” de NASA
Estudios de la química y dinámica
de la media y alta estratosfera
Primeros mapas de radicales de
Cloro en la estratosfera y su
relación con la formación de nubes
polares estratosféricas, en la
dinámica del ozono
UARS: sensores y medidas
HALOE:
CLAES:
MLS:
ISAMS:
Halogen Occultation Experiment
Cryogenic Limb Array Etalon Spectrometer
Microwave Limb Sounder
Improved Stratospheric and Mesospheric Sounder
WINDII, HRDI:
Medida de vientos en
la estratosfera
UARS / HALOE y CLAES
UARS / HALOE
En 1987 se celebró el Protocolo de Montreal, en que se acordó la restricción
en la producción de CFC’s. En 1992, el acuerdo de Copenhagen, estableció la
total eliminación de la producción de CFCs.
HALOE mide el
Cloro
estratosférico a
una altura de 55
km. Estas medidas
son continuadas
con el sensor MLS
de Aura
James R. Russel (Hampton University)
Motivaciones para medir el CO y CH4
La determinación de perfiles de CO ha sido identificado como objetivo de
importancia primaria de cara a mejorar nuestro entendimiento del sistema
global del clima.
El comité EOS Science Steering Committee - "The fate of carbon monoxide, remotely
detected from space, in conjunction with a few other critical meteorological and chemical
parameters, is crucial to our understanding of the chemical reaction sequences that occur
in the entire troposphere and govern most of the biogeochemical trace gases" (EOS,
1987).
World Meteorological Organization - "Definition of trends and distributions for
tropospheric CO is essential. A satellite-borne CO sensor operating for extended periods
could help enormously" (WMO, 1985).
El CH4 juega un papel importante en la química atmosférica, de forma que se
encuentra presente en los ciclos bioquímicos.
El Metano se incrementa en la atmósfera a un ritmo del 1%/año, aunque la
fuente de este incremento aún es confusa.
El Metano
El Metano contribuye en un 18.6 % al calentamiento provocado por gases de efecto
invernadero liberados en actividades humanas.
Afecta al clima por su influencia sobre el ozono troposférico y sobre el vapor de agua
estratosférico.
El Metano se libera a la atmósfera por procesos naturales (~ 40%, pantanos y acción de
insectos) y fuentes antropogénicas (~ 60%, explotación de combustibles fósiles,
cultivos de arroz, ganadería, quema de biomasa)
Evolución anual del CH4, período 1984-2006
Fuente: WMO, 23 November 2007, Greenhouse Gas Bulletin
Relación de crecimiento del CH4, período 19842006. Incremento medio de 2.4 ppb/año en los
últimos 10 años
Terra / MOPITT: principio de medida
Measurements Of Pollution In The Troposphere (MOPITT) fue lanzado en órbita heliosíncrona a
bordo del satélite Terra en Diciembre de 1999.
MOPITT estima perfiles atmosféricos de CO usando la radiación térmica de CO a 4.7 µm. La columna
de CO y CH4 son medidas usando las bandas 2.4 y 2.3 µm, midiendo la radiación solar proveniente de la
superficie. (No hay planes para la difusión de datos del producto Metano).
Resolución horizontal de 22kmx22km en nadir, Swath
640 km (3 días para cobertura total). Columna total de
CO y relación de mezcla de CO a 7 alturas
(superficie, 850, 700, 500, 350, 250, y 150 h Pa).
Los perfiles de CO son
determinados mediante
kernels promediados
(525).
Ajuste de la radiancia
observada con los
kernels predefinidos.
(Radiómetro de
correlación)
Esta figura representa el
patrón general de
perfiles de CO en la
Troposfera que
contiene el 90% del
CO en la atmósfera
Channel #
Primary use
Spectral
Band
1
2
3
4
CO
CO
CO
CH4
CO
CO
CO
CH4
CO thermal
CO solar
CO thermal
CH4 solar
CO thermal
CO solar
CO thermal
CH4 solar
5
6
7
8
Center
Wavenumber
-1
(cm )
2166 (52)
4285 (40)
2166 (52)
4430 (140)
2166 (52)
4285 (40)
2166 (52)
4430 (140)
Terra / MOPITT: Medida del CO
El objetivo de este
sensor es la medida
de concentraciones
de monóxido de
carbono (CO) y
metano (CH4), en la
troposfera
Ambos, CO y CH4
son producidos por
los sistemas de
biomasa, océanos
y sobre todo,
actividades
humanas
derivadas de la
contaminación
atmosférica.
Su entendimiento
y análisis es
fundamental para
el seguimiento del
efecto invernadero
CO:
50 ppb
390 ppb
(MOPITT): Measurement of Pollution in the Troposphere
Terra / MOPITT
El monóxido de carbono es un bioproducto, que proviene de la quema
de combustibles fósiles, de la
industria y el tráfico rodado; La
imagen de Abril muestra que los
niveles de CO son muchísimo más
elevados en el hemisferio norte
donde se concentra la población y
las actividades industriales.
El CO se libera en los incendios y la
quema de pastos y sabana
(600Mt/año). Obsérvese la imagen
de octubre donde se muestran
grandes penachos de CO producidos
en Brasil y Sudáfrica.
Tomada de: Earth Observatory, NASA
Mapa mundial de la huella ecológica
WWF. Living Planet Report, 2006
Mapa que combina la población en cada parte del planeta con el área requerida para suplir
su consumo con las tierras agropecuarias, tierras de pastoreo, zonas pesqueras, bosques y
área requerida para absorber el CO2 liberado en la quema de combustibles fósiles
Terra / MOPITT: Emisiones de incendios
Aproximadamente
120 g CO son
emitidos por kg de
materia seca
Tomada de: Earth Observatory, NASA
Incendios de la
sabana y bosques
tropicales: 343 Mt
CO año;
Fuegos no
tropicales: 68 Mt CO
año
Terra / MOPITT: Emisiones de incendios
NCAR: U.S. National Center for Atmospheric
Research, in Boulder, CO
EOS Afternoon Constellation: A-Train
NASA planned a series of satellites known as the Earth Observing System
(EOS) as the nucleus of a "Mission to Planet Earth." From high above
Earth, EOS satellites would monitor land, sea and atmosphere for changes
in the environment.
A-Train EOS
Coordinated Observations
EOS-PM
May 2002
1:18
EOS-Chem
July 2004
CloudSat – 3-D cloud climatology
CALIPSO – 3-D aerosol climatology
aerosols,
polarization
TES – T, P, H2O, O3, CH4, CO
MLS – O3, H2O, CO
HIRDLS – T, O3, H2O, CO2, CH4
OMI – O3, aerosol climatology
AIRS – T, P, H2O,
CO2, CH4
MODIS – cloud,
aerosols, albedo
OCO - - CO2
O2 A-band
ps, clouds,
aerosols
PARASOL (Polarization & Anisotropy of Reflectances for Atmospheric Sciences coupled with Observations from a Lidar): lanzado en
Diciembre de 2004. Proyecto del CNES. Su radiómetro estudia la atmósfera midiendo la dirección y polarización de la luz reflejada
por nubes y aerosoles.
CALIPSO (Cloud Aerosol Lidar and Infrared Pathfinder Satellite Observation) y CloudSat: lanzados juntos en Abril de 2006.
Proporcionan una visión en 3-D de las nubes y aerosoles mostrando la forma y cómo afectan a la meteorología y al clima.
ESSP-OCO (Earth System Science Pathfinder-Orbiting Carbon Observatory): será lanzado en 2008. OCO será colocado 15 minutos
delante de Aqua y medirá, por primera vez, la concentración de CO2 en la atmósfera.
Misión AURA
AURA (Latín de Brisa) fue puesto en órbita el 15 de Julio de 2004. Tiempo de vida útil de 5 años.
Aura orbita en 15 minutos detrás del satélite AQUA. AURA forma parte del Earth Observing
System (EOS), un programa dedicado al control y seguimiento de las interacciones que afectan al
clima global, mediante el empleo de satélites y sistemas coordinados por NASA.
El principal objetivo de la misión
AURA es responder a tres
preguntas científicas:
¿Cambia la capa de ozono como
se espera? Relación con efecto
invernadero.
¿Qué procesos controlan los
contaminantes de la troposfera?
¿Cuál es el papel de los
aerosoles de la alta troposfera, el
vapor de agua y el ozono en el
cambio climático?
AURA: Instrumentos y medidas
Schoeberl, M.R et al., IEEE Transactions on
Geoscience and Remote Sensing, 44, (5),
1066-1074.2006
Parámetros determinados mediante AURA
Parámetros atmosféricos determinados mediante HIRDLS, MLS, OMI, and TES, y rango de altitud en que
son medidos dichos parámetros. Los solapamientos proporcionan perspectivas independientes útiles para
calibraciones cruzadas.
HIRDLS: Nubes polares estratosféricas
Nubes delgadas constituidas de hielo, ácido nítrico y mezcla de ácido sulfúrico que se forman en la
estratosfera polar cuando la temperatura cae por debajo de los -88 C. Son conocidas como PSCs (Polar
Stratospheric Clouds) y liberan compuestos de Cloro (ClO). Sus colores llamativos provienen de la
refracción de la luz solar Por los pequeños cristales de hielo.
La fotografía muestra PSC sobre Islandia a una altitud de 22 km.
MLS: Seguimiento del agujero de ozono
Durante 2006 se produjo el agujero más severo
observado hasta hoy. El satélite AURA determinó
Septiembre 21-30, 2006, el área promedio del agujero
valores de 85 UD en Oct. 8 en una región sobre capas
de ozono fué el más grande jamás observado: 27
de hielo al este de la Antártida. Este fenómeno fue
millones de km2. La imagen es del Sept. 24, es el
consecuencia de la aparición de altas concentraciones de
récord de un sólo día 29.2 millones de km2.
sustancias destructoras del ozono unido a un récord en
Credit: NASA
condiciones de frío estratosférico.
Credit: NASA
TES: Ozono troposférico
First TES global map of tropospheric O3 (9/21/2004)
TES: El ciclo del agua
Mediante el análisis de
distribución de moléculas de
agua ligera y pesada,
pueden deducirse las
fuentes y procesos del ciclo
del vapor de agua, el gas
más abundante de efecto
invernadero en la atmósfera
de la tierra
Distribución de las moléculas de vapor de agua “pesado" y "ligero" sobre los trópicos de la tierra. Rojo indica
vapor de agua “pesado” proveniente de la evapotranspiración de la vegetación. Azul y Morado muestran el vapor
de agua “ligero” cuyo origen se encuentra en la condensación. Datos obtenidos por Tropospheric Emission
Spectrometer del satélite AURA.
Créditos de la imagen: NASA/JPL
OMI: Indice de aerosol del humo
OMI distingue diferentes tipos de aerosol: nubes, humo, sulfatos, etc
Dos imágenes del instrumento Ozone Monitoring Instrument (OMI) del satélite AURA que muestran medidas de
humo sobre Alaska y oeste de Canadá, durante Agosto de 2005. El aumento de la cantidad de humo se muestra
como un índice de aerosol con sombras de color azul (menor o sin humo) hasta rosáceo (humo denso).
Creditos de la imagen: NASA/OMI Science Team
OMI: Indice de aerosol del humo
The images above show the smoke aerosol layer generated by the fires in Southern California, as seen
by Aqua-MODIS (true color) and Aura-OMI (Aerosol Index overlaid over MODIS rgb), as it
drifted over the Pacific Ocean on October 22.
AURA: seguimiento del ozono procedente de incendios
Niveles de ozono elevados sobre regiones afectadas por grandes incendios y arrastrado por corrientes de
viento, en las regiones tropicales. Datos procedentes de la misión AURA combinados con el modelo
atmosférico GEOS-Chem.
Créditos de la imagen: NASA
El CO2
CO2 es el gas más importante como absorbente de la radiación infrarroja.
Responsable del 63% del calentamiento por gases de efecto invernadero.
Aproximadamente 10,000 años antes de la revolución industrial la concentración de CO2 fue constante
~280 ppm. Este valor representa una cantidad de balance de flujos estacionales de 100
Gigatonnes por año entre atmósfera-biosfera y océanos.
Desde el año 1700 el CO2 ha incrementado el 36%, por Emisiones de quema de combustibles fósiles
(8.4 Gt carbon por año) y Deforestación (1.5 Gt por año)
Evolución anual del CO2, período 1983-2006
Fuente: WMO, 23 November 2007, Greenhouse Gas Bulletin
Relación de crecimiento del CO2, período 19832006. Incremento medio de [1-3] ppm/año en los
últimos 10 años
• Resolve pole to pole XCO2 gradients
on regional scales
• Resolve the XCO2 seasonal cycle in
the Northern Hemisphere
356
364
Motivaciones para el seguimiento del CO2
Fuentes y sumideros
Aunque el hemisferio norte es un
sumidero de carbono, hasta ahora
no se ha podido determinar el peso
relativo entre los continentes de Asia
y Norte-América y las cuencas
oceánicas con suficiente resolución.
Motivaciones para el seguimiento del CO2
CO2 se ha
incrementado desde
280 a 370 ppm desde
el comienzo de la era
industrial
Sólo la mitad del CO2
emitido por
combustibles fósiles e
incendios permanece
en la atmósfera. El
resto ha sido
absorbido por los
océanos y la biosfera
AQUA / AIRS
El instrumento AIRS (Atmospheric Infrared Sounder) de la NASA, a bordo de Aqua, fue diseñado
originalmente para la medida del vapor de agua atmosférico y la temperatura para ser aplicados en
aplicaciones de predicción meteorológica. Sin embargo se está utilizando para observar CO2. Equipos
de NASA, NOAA, ECMWF, UMBC, Princeton y CalTech aplican diferentes métodos para determinar la
concentración de CO2 en la media troposfera (8 km por encima de la superficie).
Observatorio OCO
ESSP-OCO (Earth System Science Pathfinder-Orbiting Carbon Observatory)
Espectros, de alta resolución, de la luz del sol reflejada en las bandas
NIR del CO2 y O2 utilizadas para determinar el promedio de la fracción
molecular XCO2 del CO2 aire seco. Precisión del 0.3% (1 ppm)
CO2 1.61 µm: Columna de CO2 con máxima sensibilidad cerca de la
superficie, donde tiene lugar el intercambio superficie atmósfera
O2 0.765 µm (banda-A)
CO2 2.06 µm band
correcciones de efectos topográficos (presión
superficie), albedo, temperatura atmosférica,
nubes y aerosoles
λ /∆λ
∆λ=21000
∆λ
λ /∆λ
∆λ=17500
∆λ
CO2 2.06 µm
O2 A-band
Clouds/Aerosols, Surface Pressure
CO2 1.61µ
µm
Column CO2
Clouds/Aerosols, H2O, Temperature
David Crisp, OCO PI, JPL/Caltech. Crisp, D., Johnson, C The Orbiting Carbon
Observatory Mission, ACTA ASTRONAUTICA 56 (1-2) : 193-197 JAN 2005.
OCO: observación y cobertura
Modo Nadir: apuntamiento al nadir local
para recoger datos con la máxima resolución
espacial. Aunque más desfavorable SNR
Modo “Glint”: apuntamiento hacia el reflejo
solar en dirección de reflexión especular. Para
obtener más favorable SNR sobre el océano.
Modo Target: apuntamiento sobre lugares
específicos, sobre todo estaciones de tierra
para realizar validaciones
En nadir: swath de 10 km y pixeles de 1x1.5 km2
En modos Glint y Target inferiores a 10km2
Cobertura total: 16 días
GOSAT (Greenhouse gases Observing SATellite)
Proyecto conjunto de la JAXA (Japan
Aerospace Exploration Agency), MOE
(Ministry of Environment) y NIES ( National
Institute for Environmental Studies)
Objetivos:
1. Determinar fuentes y sumideros de gases de
efecto invernadero y verificar cumplimiento
del protocolo de Kyoto
2. Medida del CO2 con precisión 1% durante
2008-2012
Medida del CO2 y CH4
globalmente, con resolución
espectral de 0.2 cm-1 en la
región SWIR
GOSAT: bandas espectrales
Misiones ESA
ERS-2
GOME
ENVISAT
GOMOS, SCIAMACHY, MIPAS
MetOp
GOME-2, IASI
Sentinel-4
Geostationary Earth Orbit (GEO)
Sentinel-5
Low Earth Orbit (LEO)
ENVISAT / GOMOS
Vertical profiles of O3, NO2, NO3, O2, H2O,
OClO and BrO during ozone hole conditions
aerosol extinction coefficients, atmospheric
turbulence, T, polar stratospheric clouds.
1. El espectro de una estrella se mide cuando la línea estrella-satélite se encuentra por
encima de la atmósfera (120 km) sin absorción.
2. Se toman diferentes medidas a diferentes profundidades de la atmósfera.
3. La transmitancia se obtiene dividiendo el espectro estelar dentro de la atmósfera entre el
espectro estelar fuera de la atmósfera.
4. La densidad de los constituyentes atmosféricos es determinada mediante dichas
transmitancias a diferentes alturas z.
ENVISAT / SCIAMACHY
SCIAMACHY:
SCANNING IMAGING ABSORPTION SPECTROMETER FOR ATMOSPHERIC CARTOGRAPHY
Mide luz solar:
reflejada, dispersada y transmitida
Modos: Nadir, Limbo y Ocultación
Nadir
Columna total
Limbo Perfiles
Perfiles verticales:
Troposfera: O3, O4, N2O, NO2, CO, CO2,
H2O, CH4, (HCHO, SO2 en condiciones de contaminación)
Estratosfera: O3, O2, O4, NO, NO2, CO, CO2,
H2O, CH4, SO2 de erupciones volcánicas, OClO
y ClO en episodios de agujero de ozono, parámetros de
aerosoles, parámetros de nubes, P y T
DOAS: Differential Optical
Absorption Spectroscopy
SCIAMACHY: Medida
Medidas continuas de la radiación solar
Transmitida
Reflejada
Dispersada
En la región espectral de ultravioleta, visible e infrarrojo corto
[0.22-2.38 microns] con resolución moderada entre [0.2-1.5
nm]
MODO NADIR:
las columnas de los gases traza son determinadas con una
resolución espacial de 30x60 km, utilizando la técnica DOAS
(Differential Optical Absorption Spectroscopy
Platt, U. and Perner, D.: 1983, ‘Measurements of atmospheric trace gases by long path
differential UV/visible absorption spectroscopy’, in: D. A. Killinger and A. Mooradien
(eds), Optical and Laser Remote Sensing, Springer Verlag, New York pp. 95–105.
MODO LIMBO:
La atmósfera es sondeada verticalmente, analizando la luz
solar cerca del horizonte, cambiando la altura tangente en
pasos discretos, desde la superficie hasta una altura de 100
km, aportando información de los perfiles verticales de gases
traza.
Rozanov, A., Rozanov, V. and Burrows, J. P.: 2001, Numerical RTM for a spherical
planetary atmosphere: Combined differential-integral approach involving the Picard
iterative approximation, JQSRT, 69, 513–534.
1: Nadir
2: Horizonte
(limbo)
3: Ocultación (sol
y luna) fuente y
calibraciones
SCIAMACHY: refracción de la atmósfera
Determinación del NO2: Europa
A detail from a global image shows the European mean tropospheric nitrogen dioxide (NO2)
vertical column density (VCD) between January 2003 and June 2004, as measured by the SCIAMACHY
instrument on ESA's Envisat. The scale is 1015 molecules/cm-2. Image produced by S. Beirle, U. Platt
and T. Wagner of the University of Heidelberg's Institute for Environmental Physics.
SCIAMACHY: NO2 Escala global
A detail from a global image shows the global mean tropospheric nitrogen dioxide (NO2) ) vertical
column density (VCD) between January 2003 and June 2004, as measured by the SCIAMACHY
instrument on ESA's Envisat. The scale is 1015 molecules/cm-2. Image produced by S. Beirle, U. Platt
and T. Wagner of the University of Heidelberg's Institute for Environmental Physics.
SCIAMACHY: NO2 Escala global, 2006
Mean nitrogen dioxide (NO2) pollution map for 2006, measured by Envisat's Scanning
Imaging Absorption Spectrometer for Atmospheric Chartography (SCIAMACHY)
instrument, which records the spectrum of sunlight shining through the atmosphere.
SCIAMACHY: CO [2003-05]
Grandes cantidades de CO proceden de quema de bosques, savana y combustibles fósiles (oil, coal, gas).
Principales regiones fuente de CO son África, Sudamárica (CO resultante de fuegos durante la estación seca)
y China (CO resultante de actividades industriales y tráfico rodado)
Envisat / SCIAMACHY: transporte de emisiones
A computer-based simulation of the trans-boundary movement of carbon monoxide (CO) released from
South American wild fires. The transport route of the CO is clearly visible moving across Southern
Africa to Australia, as confirmed by Envisat SCIAMACHY observations.
SCIAMACHY: CH4 [2003-05]
Las fuentes de CH4 son los arrozales, pastizales con rumiantes y pantanos. Además ha sido descubierto la
emisión de CH4 por la vegetación viva (Keppler et al., Nature, 2006), lo que explica las altas cantidades
detectadas en zonas tropicales
SCIAMACHY: CO2 en el hemisferio norte
SCIAMACHY: CO2 en el hemisferio norte
Buchwitz, et al., Atmos. Chem. Phys., 7, 4249-4256, 2007
SCIAMACHY: CO2 (Continuidad de las medidas)
SCIAMACHY: CO2 [2003-05]
Cantidades altas de CO2 son absorbidas por la vegetación en primavera y verano (bajos niveles de CO2
en la atmósfera) y son liberadas grandes cantidades durante otoño e invierno.
Niveles de CO2 aumentan cada año en un 0.5-1% por la quema de combustibles fosiles
Fuentes y sumideros
Valores bajos de CO2 en el
“escudo canadiense” y
valores altos en la zona
central-oeste de EEUU.
Los valores observados se
corresponden claramente
con un cambio de
vegetación de coniferas y
bosques caducifolias (norte)
a cultivos y planicies de
pastos (centro-oeste).
Obsérvese la fecha (julio)
Barkley and Monks, Envisat symposium, 2007
SCIAMACHY: Validación y significado del error
Precisión estimada:
Los incrementos
interanuales dependen
del tiempo y la latitud,
entre 1-3 ppm/año.
Precisión exigida:
1ppm (0.3%)
Para el ciclo estacional,
(mayor amplitud en
mayores latitudes) la
precisión debe ser mejor
de 2pp.
Buchwitz, et al., Atmos. Chem. Phys., 7, 4249-4256, 2007
Precisión actual de
SCIMACHY ∼1% (<4%)
Insuficiente precisión
para la calidad
exigida por los
modelos de inversión
tendentes a determinar
la distribuciónde las
fuentes y sumideros
Envisat-MIPAS
MIPAS: Michelson
Interferometer for
Passive Atmospheric
Sounding
From MIPAS observations, ESA
routinely retrieves the altitude
distribution of pressure (p),
temperature (T) and VMR
of H2O, O3, CH4, N2O, HNO3
and NO2
Limb sounding, operates in the
near/mid infrared
(685 - 2410 cm−1)
21 November 2007-MIPAS again
full-time operational. As a result of
the currently very stable MIPAS
operations, the instrument duty cycle
will be increased from 80% to 100%
starting 01 December 2007.
Carlotti, et al., Univ Bologna
SCIAMACHY: SO2
The measured mean
tropospheric SO2 for
the period August 2002
till February 2004 as
measured with the
satellite instrument
SCIAMACHY. The large
SO2 concentration
around Chengdu and
Chongqing correspond
to an area with many
coal mining activities.
MetOp
El programa MetOp (Meteorological Operational) es
una constelacion de tres satélites que darán
operacionalidad meteorológica hasta 2020.
Desarrollado como proyecto conjunto entre:
European Space Agency (ESA)
European Organisation for the exploitation of
Meteorological Satellites (EUMETSAT)
National Oceanic and Atmospheric
Administration (NOAA)
MetOp-A fue lanzado en Octubre de 2006.
Órbita polar heliosíncrona (DN 09:30) coordinado con
NOAA. MetOp-B y MetOp-C en intervalos de 4.5 años
MetOp-A / GOME-2
GOME-2 (Global Ozone Monitoring Experiment-2) mide concentraciones de
O3, NO2, SO2 y otros gases traza presentes en la atmósfera
Principio de medida: Espectroscopía de absorción
Cada gas tiene una “huella digital” de absorción en el espectro y su concentración
puede ser determinada a partir del “pico” en el espectro de la luz reflejada
ESA & EUMETSAT
Emisiones derivadas de volcanes
Eruption of Mt. Etna in Sicily (10/28/02)
In the atmosphere, sulfur dioxide combines with water
to form sulfuric acid, which is a component of acid
rain. Acid rain can have damaging effects on fish, trees,
other organisms, and human-made products (e.g., metal,
wood, and plastic).
GOME: Emisiones derivadas de volcanes
ETNA; sensor MSG
GOME is a nadir-viewing across-track scanning spectrometer that measures radiance back-scattered from the
atmosphere and the surface of the earth in the ultraviolet and visible range allowing the retrieval of
concentration of trace gases such as ozone (O3), sulphur dioxide (SO2) etc. The above image shows a
three-day composite of the SO2 concentration derived from GOME data. The satellite data shows
a region south-east of Sicily where the atmosphere is polluted with a concentration of SO2 up to
ten times higher than normal
MetOp-A /GOME-2: Columna de ozono total
First Image.Total ozone (O3) on 11 January 2007 by the GOME-2 instrument on MetOp-A. The image
illustrates the variability within the ozone layer, with the ozone-rich atmosphere at the northern mid-latitudes
and smaller ozone concentrations over the (sub)-tropical regions
MetOp-A /GOME-2: Producto de NO2
Total amount of
nitrogen dioxide
(NO2) in the
atmosphere over
Europe on 4
February 2007, as
measured by the
GOME-2
instrument carried
on MetOp-A.
MetOp-A / IASI
IASI (Infrared Atmospheric Sounding Interferometer) realiza medidas de
temperaturas y humedad atmosféricas y gases traza como CO, óxidos de
nitrógeno, CH4 y O3
Principio de medida: Interferómetro de Michelson
Mide la radiación infrarroja emitida por la tierra, realizando un muestreo muy fino
de las líneas del espectro.
Band 1 (15.5 to 8.26 microns): retrievals of temperature profiles and ozone
Band 2 (8.26 to 5 microns): retrievals of humidity and some trace gases
Band 3 (5 to 3.62 microns): retrievals of temperature and some trace gases
Temperature profiles in the troposphere and lower stratosphere with an accuracy of 1° Kelvin
and a vertical resolution of 1 kilometre in the lower troposphere.
Humidity profiles in the troposphere with an accuracy of 10% and vertical resolution of 1
kilometre in the lower troposphere.
The total amount of ozone in a column with an accuracy of 5% and fractional cloud cover and
cloud top temperature and pressure.
Sea and land surface temperatures
The total column content of the main greenhouse gases.
On March 1, 1982 the Venera 13 lander touched down on the
Venusian surface at 7.5° S, 303° E, east of Phoebe Regio
Conclusiones