Brunner, Dominik und Henne, Stephan und Kuhlmann, Gerrit und Haussaire, Jean-Matthieu und Klonecki, Andrzej und Prunet, Pascal und Kern, Bastian und Wolff, Sebastian und Voigt, Christiane und Jöckel, Patrick und Kiemle, Christoph und Roiger, Anke und Fiehn, Alina und Krautwurst, Sven und Gerilowski, Konstantin und Bovensmann, Heinrich und Gerbig, Christoph und Marshall, Julia und Pattantyús-Ábrahám, Margit und Hanfland, Robert und Fix, Andreas und Galkowski, Michal (2021) Uncertainties in the simulation of XCO2 plumes from power plant emissions: A comparison between 6 high-resolution atmospheric transport models. 17th International Workshop on Greenhouse Gas Measurements from Space, 2021-06-14 - 2021-06-17, Virtual Meeting.
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Kurzfassung
Power plants are a major source of CO2 globally. Although their emissions are routinely monitored in many countries especially in the developed world, these numbers are often not publicly available and a complete global record is still far from reality. An important goal of Europe's planned Copernicus CO2 satellite mission CO2M is therefore to provide an independent quantification of power plant emissions worldwide. Emissions may be estimated from satellite XCO2 observations by simulating the plumes with an atmospheric transport model and finding those emissions that minimize a cost function of the differences between simulation and observations. Here we present a comparison of CO2 plume simulations from six high-resolution models, three Large Eddy Simulation models, two mesoscale Eulerian models, and one Lagrangian particle dispersion model. Simulations were conducted for two large coal-fired power plants, Belchatow in Poland and Jänschwalde in Germany, which were extensively observed with aircraft in situ and remote sensing measurements during the CoMet campaign in May-June 2018. The observations provide a unique opportunity to study the capability of the models to simulate such plumes in a realistic manner and to design optimal modelling and emission quantification strategies. The Belchatow plume was sampled under highly convective and turbulent conditions whereas the Jänschwalde plume was observed in a more stable weather situation. The models are able to reproduce these differences by simulating a highly structured turbulent plume for Belchatow and a more Gaussian-shaped plume for Jänschwalde. However, the models differ in many details including the horizontal and vertical spread of the plumes, suggesting that in addition to resolution the specific choices of turbulence and advection scheme have a significant impact on the results. Our findings suggest that estimating emissions from individual images is particularly challenging for turbulent plumes. Since turbulence intensity evolves with the build-up of the convective boundary layer, a satellite overpass well before noon would likely be an advantage.
elib-URL des Eintrags: | https://elib.dlr.de/145960/ | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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Dokumentart: | Konferenzbeitrag (Poster) | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Titel: | Uncertainties in the simulation of XCO2 plumes from power plant emissions: A comparison between 6 high-resolution atmospheric transport models | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Autoren: |
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Datum: | 17 Juni 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Referierte Publikation: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Open Access: | Ja | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Gold Open Access: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In SCOPUS: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
In ISI Web of Science: | Nein | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Status: | veröffentlicht | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Stichwörter: | Simulation, CO2 Fahnen, Kraftwerke, Modellvergleich | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungstitel: | 17th International Workshop on Greenhouse Gas Measurements from Space | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsort: | Virtual Meeting | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsart: | Workshop | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsbeginn: | 14 Juni 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Veranstaltungsende: | 17 Juni 2021 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
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 CO2-Emissionsüberwachung, CO2Mon | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Standort: | Oberpfaffenhofen | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Institute & Einrichtungen: | Institut für Physik der Atmosphäre Institut für Physik der Atmosphäre > Erdsystem-Modellierung Institut für Physik der Atmosphäre > Wolkenphysik Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt von: | Kern, Dr. Bastian | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Hinterlegt am: | 22 Nov 2021 14:27 | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
Letzte Änderung: | 24 Apr 2024 20:44 |
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