EM27/SUN Sonnenabsorptionsspektrometer

Solarabsorptionsspektrometer

Messen Sie die Treibhausgaskonzentration in der gesamten Atmosphäre

Die Spektrometer der Serie EM 27/SUN sind FT-IR-Fernerkundungssysteme für atmosphärische Messungen. Für diese Spektrometer dient die Sonne als Lichtquelle, gefolgt von einem kamerabasierten Solar-Tracker. Sie quantifizieren Gase wie Kohlendioxid und Methan in der Atmosphäre, indem sie die Absorptionsspektren des Sonnenlichts analysieren.

Das EM 27/SUN bietet ein sehr kompaktes und robustes Design, es hat ein relativ geringes Gewicht und eine intuitive Benutzeroberfläche. Es ist tragbar und daher ideal für Messkampagnen in abgelegenen Gebieten mit wenig Infrastruktur geeignet. In Kombination mit unserem hochauflösenden FT-IR-Spektrometer IFS 125HR und dem hochpräzisen laserbasierten Gasanalysator der MGA-Serie bieten wir unseren Kunden eine breite Palette ergänzender Lösungen für die Analyse von Treibhausgasen (GHG) und die Atmosphärenforschung.

Benutzernetzwerk

Das EM 27/SUN ist das Standardinstrument im globalen Netzwerk COCCON (COllaborative Carbon Column Observing Network). Netzwerke auf Stadt- und Landesebene, die aus mehreren EM 27/SUN-Einheiten bestehen, werden aufgebaut, um Änderungen der Treibhausgaskonzentrationen in einem bestimmten Gebiet zu überwachen.

Kamerabasierter Solar-Tracker

Die schematische Zeichnung zeigt den Solar-Tracker des EM 27/SUN, der der Bewegung der Sonne folgt.

Wenn die Sonne als Lichtquelle für die atmosphärische Absorptionsspektroskopie verwendet wird, ist die präzise Verfolgung der Sonnenposition entscheidend, um Fehler bei der Bestimmung von Gaskonzentrationen in der Atmosphäre zu minimieren.

Das EM 27/SUN nutzt ein innovatives, kamerabasiertes Rückkopplungssystem, um die Bewegung der Sonne zu verfolgen und den Sonnenstrahl in das Spektrometer zu lenken. Die CamTracker-Software analysiert das Sonnenbild auf dem Detektor in Echtzeit, um die Ausrichtung des Nachführspiegels und der Bühne aktiv zu steuern und sicherzustellen, dass der Tracker der Sonnenbewegung folgt.

Ein wichtiges Merkmal dieses Solar-Trackers ist seine Fähigkeit, die Sonne präzise zu verfolgen, selbst wenn sie von einer dünnen Wolkenschicht oder Nebel verdeckt ist.

Bestimmen Sie die Treibhausgasemissionsrate einer Stadt

Mehrere EM 27/SUN-Einheiten können um eine regionale Treibhausgasquelle, wie etwa eine Stadt, herum positioniert werden, um deren Treibhausgasemissionsrate abzuleiten. Diese Rate wird durch die Messung des Konzentrationsunterschieds von Treibhausgasen zwischen zwei EM 27/SUN-Einheiten an verschiedenen Standorten, in Kombination mit meteorologischen Daten wie Windgeschwindigkeit und einem Transportmodell, bestimmt.

Schematische Darstellung des Messaufbaus mit mehreren EM 27/SUN zur Ermittlung der Treibhausgasemissionsrate einer Stadt. X_GHG: gemessene Treibhausgaskonzentration, ΔX_GHG: Differenz zwischen dem an den windabgewandten und windabgewandten Standorten gemessenen X_GHG.

Solche Messkampagnen wurden in mehreren Städten auf der ganzen Welt durchgeführt. Als Beispiel wird die Tokio-Kampagne im folgenden Video gezeigt.

Beispiele für Messkampagnen mit dem Einsatz mehrerer EM 27/SUN-Einheiten in einer Stadt

St. Petersburg und Jekaterinburg (2019-2020)
München (2018)
Indianapolis (2016)
Tokio (2016)
Paris (2015)
Berlin (2014)

Validierung von Satellitenmessungen

Das EM 27/SUN eignet sich hervorragend zur Validierung der Messergebnisse von Treibhausgasüberwachungssatelliten, da beide Systeme eine ähnliche Messgeometrie aufweisen (d. h. Messungen durch die gesamte Atmosphäre). Dank der hohen Portabilität des EM 27/SUN können Messkampagnen zur Satellitenvalidierung sogar an entfernten Standorten durchgeführt werden.

Beispiele für Standorte solcher Messkampagnen (und die zu validierenden Satelliten) sind in der Liste unten und auf der Karte aufgeführt. Eine Reihe von Kampagnen zur Validierung von CH₄- und CO-Produkten der Sentinel-5 Precursor (S5P)-Mission finden Sie auf dieser Website.