Dal NERC Field Spectroscopy Facility (UK) una suite atmosferica spettrale in miniatura, autonoma e portatile, in grado di rilevare le emissioni umane di gas serra ad alta risoluzione temporale
Le emissioni umane dei gas serra (GHG) CO2 e metano CH4 (oltre agli altri gas traccia CO e N2O) stanno influenzano direttamente il nostro clima, per cui sapere dove e come emettiamo GHG può aiutarci a capire meglio come riduciamo tali emissioni.
E se sappiamo che le urbane impattano per oltre il 70% sulle emissioni globali di CO2, oltre a rappresentare una grande frazione di emissioni di CH4, manca ancora una piena comprensione dei flussi di carbonio dentro e fuori dalle aree urbane.
Dall’identificazione delle fonti urbane dominanti, all’impatto dei processi biogeni nelle emissioni urbane di GHG, fino al confronto tra misurazioni satellitari e a terra dei gas serra. Infine, le emissioni di GHG sono anche mescolate con emissioni di altri gas in traccia e di particolato, potenzialmente direttamente dannose per la salute umana. Capire quanto sono collegati questi due filoni potrebbe aiutare a risolvere entrambi i problemi contemporaneamente. Per realizzare politiche efficaci di contrasto al cambiamento climatico è essenziale disporre di un set di dati che esaminino tutti questi punti. Dati ottenibili attraverso una strumentazione a terra in grado di misurare i GHG ad alta risoluzione temporale all’interno delle aree urbane. La nuova Spectral Atmospheric Suite della NERC Field Spectroscopy Facility presso l’università di Edimburgo è progettata per questo scopo.
Istituita con un finanziamento del NERC nell’aprile 2019, la Spectral Atmospheric Suite è composta da tre ‘nodi’ strumentali, ciascuno dei quali è costituito da strumenti spettroscopici in grado di effettuare misurazioni ad alta risoluzione temporale di GHG, aerosol e altri gas in tracce. Uno spettrometro a infrarossi a trasformata di Fourier (FTIR) (EM27/SUN di Bruker) misura le densità di colonna dei GHG CO2, CH4 e CO, mentre uno spettrometro 2D MAX-DOAS ad assorbimento ottico differenziale (i2D SkySpec di AirYX – Enviro Technology Services) misura la densità della colonna verticale di gas come NO2, SO2 e HONO.
A complemento di queste rilevazioni e per consentire il confronto tra misurazioni da terra e satellitari, c’è un fotometro sole-cielo-lunare (CE318-T di CIMEL Electronic), che fornisce misurazioni della profondità ottica dell’aerosol. Infine, ogni nodo dispone anche di una stazione meteorologica autonoma (WXT5360 di Vaisala) che fornisce le misurazioni meteorologiche necessarie per l’elaborazione dei dati acquisiti.
La potenza della Spectral Atmospheric Suite non risiede solo negli strumenti di alta qualità in ogni nodo – che lo rendono potente come un ‘supersito’ in miniatura per misurazioni atmosferiche – ma anche nella sua portabilità e nella sua natura autonoma. I nodi possono essere implementati rapidamente per lunghi periodi di tempo senza supervisione umana, con scarso consumo di energia e in aree in cui le reti tradizionali non sono state in grado di raggiungere. Ciò rende la Spectral Atmospheric Suite ideale sia per le aree urbane, dove la capacità di spostarsi rapidamente e facilmente intorno ai nodi si presta a misurazioni ‘hotspot’ urbane, ma anche per aree remote – come le zone umide – dove l’implementazione dell’infrastruttura può essere un problema.
Dopo test approfonditi degli strumenti e della configurazione, ad Aprile 2021 i nodi sono stati schierati in tutta Londra nell’ambito della campagna intitolata “London Remote Sensing Observatory for Carbon and Air Quality”. La grande quantità di dati di alta qualità raccolti è a disposizione degli obiettivi di ricerca del progetto DARE-UK (Detection and Attribution of Regional greenhouse gas Emissions in the UK) dell’Università di Leicester. L’attuale campagna per la Spectral Atmospheric Suite dovrebbe concludersi nel 2023, dopodiché sarà possibile presentare domanda alla Field Spectroscopy Facility per l’utilizzo di uno o più di questi potenti nodi ‘supersito’ in miniatura da utilizzare nelle misurazioni della qualità dell’aria.
