Scheepsemissies in kaart gebracht

Scheepvaart is een belangrijke bron van vervuiling. Volgens een onderzoek zou de zwaveluitstoot van schepen wereldwijd leiden tot zestigduizend extra doden per jaar. Daarom heeft de International Maritime Organisation bepaald dat in zogeheten Emission Control Areas alleen relatief schone brandstof mag worden gebruikt. Maar het is lastig om te controleren of dat ook inderdaad gebeurt en wat het effect is. Er zijn nu eenmaal weinig snuffelpalen op de Noordzee.

Monitoringsysteem

Een consortium van BMT ARGOSS, KNMI en VORtech heeft subsidie gekregen van het Nederlands Instituut voor Vliegtuigbouw en Ruimtevaart (NIVR) om een systeem te ontwikkelen dat de luchtkwaliteit boven zee in de gaten kan houden. De gegevens hiervoor zullen afkomstig zijn van metingen met de OMI en SCIAMACHY instrumenten aan boord van satellieten.

Deze metingen worden met data-assimilatietechnieken gekoppeld aan een model van de atmosferische chemie boven het zeegebied. Waar de satellietmetingen vooral informatie geven over concentratie van bepaalde stoffen in een hele luchtkolom op specifieke momenten, kan het model de 3D fysica weergeven over een hele periode. De combinatie van metingen en modellen geeft waarschijnlijk veel meer inzicht in de emissies van scheepvaart dan wat met metingen of modellen apart mogelijk zou zijn.

Uitdagend

Het is een uitdagend project. Het gebruik van satellietmetingen op deze manier is redelijk nieuw. Een belangrijk vraagstuk is welke data-assimilatie methode er gebruikt moet worden. Wat dat betreft is de OpenDA toolbox, die voor de data-assimilatie wordt gebruikt, een handig hulpmiddel. Als het chemiemodel eenmaal is aangesloten op OpenDA kan geëxperimenteerd worden met de verschillende data-assimilatiemethoden die in OpenDA beschikbaar zijn. Als er een nieuwe methode ontwikkeld moet worden, kan ook dat heel snel gerealiseerd worden met de OpenDA toolbox.

Wel zullen er optimalisaties nodig zijn om de hoeveelheid rekenwerk binnen de perken te houden. Het chemiemodel is zelf al dermate groot dat het op een rekencluster gedraaid moet worden. Het toepassen van data-assimilatie maakt de hoeveelheid rekenwerk alleen nog maar groter. Bovendien is er ook nog sprake van grote hoeveelheden data die binnen zullen komen en verwerkt moeten worden. Daarvoor moet een efficiente database ontwikkeld worden. Kortom: er moet op vele fronten gewerkt worden om het systeem met acceptabele snelheid te kunnen draaien.

Kennis

Het consortium, dat aangevoerd wordt door BMT ARGOSS, brengt alle kennis bij elkaar die nodig is om dit project tot een goed einde te brengen. BMT ARGOSS levert in het bijzonder de kennis over het inwinnen van de gegevens en het distribueren van resultaten. KNMI brengt haar ervaring in met het interpreteren van satellietgegevens. Samen beschikken ze bovendien over een forse kennis op het gebied van atmosferische chemie. VORtech levert vooral kennis en ervaring op het gebied van data-assmilatie en performance-optimalisatie.

Het consortium wil met dit project aantonen dat het beschikt over cutting-edge technologie om satellietmetingen en modellen in te zetten voor operationele toepassingen.