Dual-comb Spectroscopy for City-scale Open Path Greenhouse Gas Monitoring

Author(s):  
G.-W. Truong ◽  
E.M. Waxman ◽  
K.C. Cossel ◽  
F.R. Giorgetta ◽  
W.C. Swann ◽  
...  
2021 ◽  
Author(s):  
Lukas N. Pilz ◽  
Sanam N. Vardag ◽  
Joachim Fallmann ◽  
André Butz

<p><span>Städte und Kommunen sind für mehr als 70% </span><span>der globalen, fossilen CO2-Emissionen</span><span> verantwortlich, sodass hier ein enormes Mitigationspotential besteht. Informationen über (inner-)städtische CO2-Emissionen stehen allerdings oft nicht </span><span>in hoher zeitlicher und räumlicher Auflösung</span><span> zur Verfügung und sind </span><span>meist</span><span> mit großen Unsicherheiten behaftet. Diese Umstände erschweren eine zielgerichtete und effiziente Mitigation im urbanen Raum. </span><span>Städtische Messnetzwerke können als unabhängige Informationsquelle einen Beitrag leisten, um CO2-Emissionen in Städten zu quantifizieren und Mitigation zu verifizieren</span><span>. </span><span>Verschiedene denkbare Beobachtungsstrategien sollten</span><span> im Vorfeld abgewägt werden, um urbane Emissionen bestmöglich, d.h. mit der erforderlichen Genauigkeit und </span><span>Kosteneffizienz</span><span> zu quantifizieren. So können Messnetzwerke die Basis für zielgerichtete und kosteneffiziente Mitigation legen.</span></p><p><span>Im Rahmen des Verbundvorhabens „Integrated Greenhouse Gas Monitoring System for Germany“ (ITMS) werden wir verschiedene Beobachtungsstrategien für urbane Räume entwerfen und mit Hilfe von Modellsimulation evaluieren und abwägen. Notwendige Voraussetzung für </span><span>die Evaluation der Strategien</span><span> ist eine akkurate Repräsentation des atmosphärischen Transports im Modell.</span></p><p><span>Diese Studie zeigt</span><span> erste Ergebnisse der hochauflösenden (1kmx1km) meteorologischen Simulationen für den Rhein-Neckar-Raum mit dem WRF Modell. </span><span>Die in WRF simulierten meteorologischen Größen werden für verschiedene Modellkonfigurationen mit </span><span>re-analysierten Daten des European Centre for Medium-Range Weather Forecasts (ECMWF) und ausgewählten Messstationen verglichen. Damit evaluieren wir </span><span>den Einfluss unterschiedlicher Nudging-Strategien, Parametrisierungen physikalischer Prozesse und urbaner Interaktionen</span><span> auf </span><span>die Modellperformance</span> <span>von</span><span> Lufttemperatur, Windrichtung, Windgeschwindigkeit und Grenzschichthöhe. Durch diese Analysen gewährleisten wir, dass die Simulation der Beobachtungsstrategien auf robuste</span><span>m</span><span> und realistische</span><span>m</span><span> atmosphärischen Transport basieren und schlussendlich repräsentative Empfehlungen für den Aufbau von Messnetzwerken liefern können. </span></p>


2008 ◽  
Vol 48 (2) ◽  
pp. 244 ◽  
Author(s):  
Zoë Loh ◽  
Deli Chen ◽  
Mei Bai ◽  
Travis Naylor ◽  
David Griffith ◽  
...  

Feedlot production of beef cattle results in concentrated sources of gas emissions to the atmosphere. Reported here are the preliminary results of a micrometeorological study using open-path concentration measurements to determine whole-of-feedlot emissions of methane (CH4) and ammonia (NH3). Tunable near-infrared diode lasers were used to measure line-averaged (150–400 m) open-path concentrations of CH4 and NH3. A backward Lagrangian stochastic model of atmospheric dispersion and the software package WindTrax were used to estimate greenhouse gas fluxes from the measured concentrations. We studied typical Australian beef feedlots in the north (Queensland) and south (Victoria) of the continent. The data from a campaign during summer show a range of CH4 emissions from 146 g/animal.day in Victoria to 166 g/animal.day in Queensland and NH3 emissions from 125 g/animal.day in Victoria to 253 g/animal.day Queensland.


Author(s):  
László Haszpra ◽  
Zoltán Barcza ◽  
István Szilágyi

Author(s):  
Hailiang Shi ◽  
Zhiwei Li ◽  
Hanhan Ye ◽  
Haiyan Luo ◽  
Wei Xiong ◽  
...  

2009 ◽  
Vol 44 (10) ◽  
pp. 1011-1018 ◽  
Author(s):  
Kyoung S. Ro ◽  
Melvin H. Johnson ◽  
Ravi M. Varma ◽  
Ram A. Hashmonay ◽  
Patrick Hunt

2009 ◽  
Author(s):  
Susana Briz ◽  
José Barrancos ◽  
Dácil Nolasco ◽  
Gladys Melián ◽  
Eleazar Padrón ◽  
...  

2020 ◽  
Author(s):  
Morten Hundt ◽  
Oleg Aseev ◽  
Herbert Looser

<p>Observation of air pollutants and greenhouse gases with high selectivity and sensitivity is of great importance for our understanding of their sources and sinks. For air pollution modelling and validation of emission inventories measurements at various spatial and temporal scales are required. Infrared laser absorption spectroscopy is often the method of choice, offering outstanding performance and reliability. Most frequently, however, this technology is used in a “one-species-one-instrument” solution because of the narrow spectral coverage of DFB-lasers. This can be overcome by combining several Quantum Cascade Lasers (QCLs), providing unique solutions in compact laser absorption spectrometers for environmental monitoring of multiple species in a single instrument.</p><p>We combined multiple DFB-QCLs into a single, compact laser absorption spectrometer to measure up to ten different compounds. We present simultaneous atmospheric measurements of the greenhouse gases CO<sub>2</sub>, N<sub>2</sub>O, H<sub>2</sub>O and CH<sub>4</sub>, and the pollutants CO, NO, NO<sub>2</sub>, O<sub>3</sub>, SO<sub>2</sub> and NH<sub>3</sub> with a single instrument. Furthermore, the instrument performance, first field results and comparison to standard air-quality and greenhouse gas monitoring instrumentation are discussed. The results demonstrate that spectrometers using QCLs can serve as an all-in-one solution for environmental monitoring stations replacing up to seven instruments at once. Furthermore, due to their reduced size and robustness, they can be used on mobile platforms, opening up new applications of air quality and greenhouse gas monitoring in cities.</p>


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