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Hindcasting and forecasting of regional methane from coal mine emissions in the Upper Silesian Coal Basin using the online nested global regional chemistry--climate model MECO(n) (MESSy v2.53)

Nickl, Anna-Leah und Mertens, Mariano und Roiger, Anke und Fix, Andreas und Amediek, Axel und Fiehn, Alina und Gerbig, Christoph und Galkowski, Michal und Kerkweg, Astrid und Klausner, Theresa und Eckl, Maximilian und Jöckel, Patrick (2020) Hindcasting and forecasting of regional methane from coal mine emissions in the Upper Silesian Coal Basin using the online nested global regional chemistry--climate model MECO(n) (MESSy v2.53). Geoscientific Model Development, 13 (4), Seiten 1925-1943. Copernicus Publications. doi: 10.5194/gmd-13-1925-2020. ISSN 1991-959X.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
6MB

Offizielle URL: https://www.geosci-model-dev.net/13/1925/2020/

Kurzfassung

Methane is the second most important greenhouse gas in terms of anthropogenic radiative forcing. Since pre-industrial times, the globally averaged dry mole fraction of methane in the atmosphere has increased considerably. Emissions from coal mining are one of the primary anthropogenic methane sources. However, our knowledge about different sources and sinks of methane is still subject to great uncertainties. Comprehensive measurement campaigns and reliable chemistry–climate models, are required to fully understand the global methane budget and to further develop future climate mitigation strategies. The CoMet 1.0 campaign (May to June 2018) combined airborne in situ, as well as passive and active remote sensing measurements to quantify the emissions from coal mining in the Upper Silesian Coal Basin (USCB, Poland). Roughly 502 kt of methane is emitted from the ventilation shafts per year. In order to help with the flight planning during the campaigns, we performed 6 d forecasts using the online coupled, three-time nested global and regional chemistry–climate model MECO(n). We applied three-nested COSMO/MESSy instances going down to a spatial resolution of 2.8 km over the USCB. The nested global–regional model system allows for the separation of local emission contributions from fluctuations in the background methane. Here, we introduce the forecast set-up and assess the impact of the model's spatial resolution on the simulation of methane plumes from the ventilation shafts. Uncertainties in simulated methane mixing ratios are estimated by comparing different airborne measurements to the simulations. Results show that MECO(3) is able to simulate the observed methane plumes and the large-scale patterns (including vertically integrated values) reasonably well. Furthermore, we obtain reasonable forecast results up to forecast day four.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/134688/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Hindcasting and forecasting of regional methane from coal mine emissions in the Upper Silesian Coal Basin using the online nested global regional chemistry--climate model MECO(n) (MESSy v2.53)
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Nickl, Anna-LeahDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Mertens, MarianoDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-3549-6889NICHT SPEZIFIZIERT
Roiger, AnkeDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fix, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-2818-9290NICHT SPEZIFIZIERT
Amediek, AxelDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-5076-1559NICHT SPEZIFIZIERT
Fiehn, AlinaDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerbig, ChristophMax-Planck-Institut für Biogeochemie, Jenahttps://orcid.org/0000-0002-1112-8603NICHT SPEZIFIZIERT
Galkowski, MichalMax-Planck-Institut für Biogeochemie, Jenahttps://orcid.org/0000-0003-1681-3965NICHT SPEZIFIZIERT
Kerkweg, AstridFZ Jülichhttps://orcid.org/0000-0002-8378-3498NICHT SPEZIFIZIERT
Klausner, TheresaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-1792-6649NICHT SPEZIFIZIERT
Eckl, MaximilianDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Jöckel, PatrickDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0002-8964-1394NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:16 April 2020
Erschienen in:Geoscientific Model Development
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
Band:13
DOI:10.5194/gmd-13-1925-2020
Seitenbereich:Seiten 1925-1943
Verlag:Copernicus Publications
ISSN:1991-959X
Status:veröffentlicht
Stichwörter:methane, EMAC, MECO(n), MESSy, coal mines, ventilation shafts, CoMet1.0, emissions, modelling, forecast, hindcast
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Raumfahrt
HGF - Programmthema:Erdbeobachtung
DLR - Schwerpunkt:Raumfahrt
DLR - Forschungsgebiet:R EO - Erdbeobachtung
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):R - Projekt Klimarelevanz von atmosphärischen Spurengasen, Aerosolen und Wolken, R - Atmosphären- und Klimaforschung
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung
Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe
Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Institut für Physik der Atmosphäre
Hinterlegt von: Jöckel, Dr. Patrick
Hinterlegt am:04 Mai 2020 17:59
Letzte Änderung:27 Okt 2023 15:17

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