Skip to main content

Pluimen van Afrikaanse branden waargenomen op La Réunion

Research Topic Chapter
News flash intro
Verbranding van biomassa is een belangrijke bron van vluchtige organische stoffen (VOS), die een sleutelrol spelen bij de vorming van ozon en secundaire organische aerosolen. Karakterisatie van bronnen en verliezen van VOS in de atmosfeer ondersteunt het onderzoek naar zowel klimaatverandering als luchtkwaliteit. Onderzoekers aan het BIRA gebruikten VOS metingen uitgevoerd aan het Maïdo-observatorium op La Réunion, een tropisch eiland in de Indische Oceaan, om te zoeken naar aanwijzingen over ontbrekende bronnen van VOS in pluimen afkomstig van biomassaverbranding in Afrika.
Body text

In het kader van het OCTAVE project werd in het hooggelegen Maïdo-observatorium tussen oktober 2017 en november 2019 een bijna-continue dataset van VOS concentraties met een hoge tijdsresolutie gerealiseerd. Deze dataset wordt gebruikt om bronnen en verliezen van VOS in de tropische mariene atmosfeer beter te begrijpen.

Pluimen van Afrikaanse brandhaarden bereiken het afgelegen eiland

Pluimen afkomstig van Afrikaanse en Madagaskische brandhaarden kunnen de luchtkwaliteit op La Réunion beïnvloeden. Op sommige momenten zijn de pluimen zichtbaar voor het menselijk oog als een bruine waas rond het eiland en worden ze gemeld in de lokale media:

  • Un voile brumeux plane sur La Réunion - Imaz Press Réunion (8 August 2019)
  • Incendies en Afrique : les Hauts de La Réunion particulièrement impactés - Imaz Press Réunion (9 August 2019)

Onderzoekers aan het BIRA hebben zes intrusies van pluimen geselecteerd om hun chemische samenstelling te bestuderen en de impact op de atmosfeer over de zuidwestelijke Indische Oceaan in te schatten.

Blootleggen van lacunes in de huidige kennis

Gebruik makend van metingen van VOS, samen met routinemetingen van concentraties van koolstofmonoxide, stikstofoxiden (NOx = NO + NO2) en troposferisch ozon (O3), zijn twee aanwijzingen voor nog niet geïdentificeerde bronnen gevonden:

  1. Concentraties van mierenzuur waren 5 tot 10 keer hoger dan verwacht op basis van literatuurwaarden omtrent uitstoot aan de bron. Dit duidt erop dat mierenzuur wordt geproduceerd in de pluim tijdens transport van de brandhaard naar het observatorium.
  2. De Copernicus dienst voor atmosfeermonitoring (Copernicus Atmosphere Monitoring Service, CAMS) die data van de samenstelling van de atmosfeer in quasi reële tijd levert, onderschat de concentraties van O3, vooral in jonge pluimen. Dit gaat gepaard met een (nog niet begrepen) onderschatting van concentraties van NOx, de tweede essentiële precursor bij de vorming van O3 nabij het oppervlak.

Transport van de pluimen van biomassaverbranding

Atmosferische transportmodellen toonden aan dat het transport van de pluimen afkomstig van Afrikaanse en Madagaskische brandhaarden over de Indische Oceaan voornamelijk hoog in de atmosfeer gebeurt. Ze bereikten het Maïdo-observatorium op 7 tot 14 dagen tijd.

In vergelijking met de doorgaans zuivere lucht boven de oceaan wordt een stijging van de concentraties van acetonitrile, aceton, benzeen en methanol nabij het oppervlak met 25 tot 100 % verwacht als gevolg van de brandhaarden. Dit illustreert het potentieel van gelijktijdige VOS-metingen over de Indische Oceaan (met instrumenten aan boord van een schip) en aan het Maïdo-observatorium om de impact van oceaan/atmosfeer interacties te bestuderen. Dit is overigens zeer belangrijk voor stoffen zoals aceton en methanol waarvoor de uitwisseling met de oceaan slecht gekarakteriseerd is.

 

Referenties

Verreyken, B., Amelynck, C., Brioude, J., Müller, J.-F., Schoon, N., Kumps, N., Colomb, A., Metzger, J.-M., Lee, C.F., Koenig, T.K., Volkamer, R., and Stavrakou, T. (2020). Characterisation of African biomass burning plumes and impacts on the atmospheric composition over the south-west Indian Ocean, Atmospheric Chemistry and Physics, 20(23), 14821-14845. https://doi.org/10.5194/acp-20-14821-2020 Open Access Logo

Figure 2 body text
Figure 2 caption (legend)
Vergelijking tussen gemeten (zwarte stippen) en voorspelde (gekleurde lijnen) concentraties van CO (a), O3 (b) en NO2 (c). De gearceerde gebieden komen overeen met de periodes waarbinnen pluimen het observatorium bereiken. Gekleurde lijnen komen overeen met verschillende hoogteniveaus in het model. De groene lijn (800 mbar) komt overeen met de hoogte van het Maïdo-observatorium. Het is duidelijk dat CO goed wordt voorspeld door het model maar zowel NO2 en O3 systematisch onderschat worden. Dit is het duidelijkst voor de eerste twee (jongste) pluimen. Figuur uit Verreyken et al. (2020).
Figure 3 body text
Figure 3 caption (legend)
Aan de hand van VOS-data op Maïdo vonden we dat de concentraties van acetonitrile (CH3CN), methanol (CH3OH), aceton (CH3COCH3) en benzeen (C6H6) lineair variëren met de concentraties van CO. Hierdoor is het mogelijk om de uitstoot van CO door de brandhaarden te gebruiken om de bijdragen voor deze stoffen in te schatten. Figuur uit Verreyken et al. (2020).
Publication date