elib
DLR-Header
DLR-Logo -> http://www.dlr.de
DLR Portal Home | Impressum | Datenschutz | Kontakt | English
Schriftgröße: [-] Text [+]

Quantification of CH4 coal mining emissions in Upper Silesia by passive airborne remote sensing observations with the Methane Airborne MAP (MAMAP) instrument during the CO2 and Methane (CoMet) campaign

Krautwurst, Sven und Gerilowski, Konstantin und Borchardt, Jakob und Wildmann, Norman und Galkowski, Michal und Swolkien, Justyna und Marshall, Julia und Fiehn, Alina und Roiger, Anke und Ruhtz, Thomas und Gerbig, Christoph und Necki, Jaroslaw und Burrows, John P. und Fix, Andreas und Bovensmann, Heinrich (2021) Quantification of CH4 coal mining emissions in Upper Silesia by passive airborne remote sensing observations with the Methane Airborne MAP (MAMAP) instrument during the CO2 and Methane (CoMet) campaign. Atmospheric Chemistry and Physics (ACP) (21), Seiten 17345-17371. Copernicus Publications. doi: 10.5194/acp-21-17345-2021. ISSN 1680-7316.

[img] PDF - Verlagsversion (veröffentlichte Fassung)
7MB

Offizielle URL: https://acp.copernicus.org/articles/21/17345/2021/

Kurzfassung

Methane (CH4) is the second most important anthropogenic greenhouse gas, whose atmospheric concentration is modulated by human-induced activities, and it has a larger global warming potential than carbon dioxide (CO2). Because of its short atmospheric lifetime relative to that of CO2, the reduction of the atmospheric abundance of CH4 is an attractive target for short-term climate mitigation strategies. However, reducing the atmospheric CH4 concentration requires a reduction of its emissions and, therefore, knowledge of its sources. For this reason, the CO2 and Methane (CoMet) campaign in May and June 2018 assessed emissions of one of the largest CH4 emission hot spots in Europe, the Upper Silesian Coal Basin (USCB) in southern Poland, using top-down approaches and inventory data. In this study, we will focus on CH4 column anomalies retrieved from spectral radiance observations, which were acquired by the 1D nadir-looking passive remote sensing Methane Airborne MAPper (MAMAP) instrument, using the weighting-function-modified differential optical absorption spectroscopy (WFM-DOAS) method. The column anomalies, combined with wind lidar measurements, are inverted to cross-sectional fluxes using a mass balance approach. With the help of these fluxes, reported emissions of small clusters of coal mine ventilation shafts are then assessed. The MAMAP CH4 column observations enable an accurate assignment of observed fluxes to small clusters of ventilation shafts. CH4 fluxes are estimated for four clusters with a total of 23 ventilation shafts, which are responsible for about 40 % of the total CH4 mining emissions in the target area. The observations were made during several overflights on different days. The final average CH4 fluxes for the single clusters (or sub-clusters) range from about 1 to 9 t CH4 h−1 at the time of the campaign. The fluxes observed at one cluster during different overflights vary by as much as 50 % of the average value. Associated errors (1σ) are usually between 15 % and 59 % of the average flux, depending mainly on the prevailing wind conditions, the number of flight tracks, and the magnitude of the flux itself. Comparison to known hourly emissions, where available, shows good agreement within the uncertainties. If only emissions reported annually are available for comparison with the observations, caution is advised due to possible fluctuations in emissions during a year or even within hours. To measure emissions even more precisely and to break them down further for allocation to individual shafts in a complex source region such as the USCB, imaging remote sensing instruments are recommended.

elib-URL des Eintrags:https://elib.dlr.de/146689/
Dokumentart:Zeitschriftenbeitrag
Titel:Quantification of CH4 coal mining emissions in Upper Silesia by passive airborne remote sensing observations with the Methane Airborne MAP (MAMAP) instrument during the CO2 and Methane (CoMet) campaign
Autoren:
AutorenInstitution oder E-Mail-AdresseAutoren-ORCID-iDORCID Put Code
Krautwurst, SvenIUP, Univ. of Bremenhttps://orcid.org/0000-0003-1671-7295NICHT SPEZIFIZIERT
Gerilowski, KonstantinIUP, Univ. of BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Borchardt, Jakobbjakob (at) iup.physik.uni-bremen.deNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Wildmann, NormanDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0001-9475-4206NICHT SPEZIFIZIERT
Galkowski, MichalMax-Planck-Institut für Biogeochemie, Jenahttps://orcid.org/0000-0003-1681-3965NICHT SPEZIFIZIERT
Swolkien, JustynaAGH Univ., Krakow, PolenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Marshall, JuliaMPI BGC, JenaNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fiehn, AlinaDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-3376-4405NICHT SPEZIFIZIERT
Roiger, AnkeDLR, IPANICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Ruhtz, ThomasFUBNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Gerbig, ChristophMax-Planck-Institut für Biogeochemie, Jenahttps://orcid.org/0000-0002-1112-8603NICHT SPEZIFIZIERT
Necki, JaroslawAGH Univ., Krakow, PolenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Burrows, John P.IUP, BremenNICHT SPEZIFIZIERTNICHT SPEZIFIZIERT
Fix, AndreasDLR, IPAhttps://orcid.org/0000-0003-2818-9290NICHT SPEZIFIZIERT
Bovensmann, HeinrichIUP, Univ. Bremenhttps://orcid.org/0000-0001-8882-4108NICHT SPEZIFIZIERT
Datum:1 Dezember 2021
Erschienen in:Atmospheric Chemistry and Physics (ACP)
Referierte Publikation:Ja
Open Access:Ja
Gold Open Access:Ja
In SCOPUS:Ja
In ISI Web of Science:Ja
DOI:10.5194/acp-21-17345-2021
Seitenbereich:Seiten 17345-17371
Verlag:Copernicus Publications
Name der Reihe:CoMet: a mission to improve our understanding and to better quantify the carbon dioxide and methane cycles (AMT/ACP/GMD inter-journal SI)
ISSN:1680-7316
Status:veröffentlicht
Stichwörter:CH4, Methane, Remote Sensing, CoMet
HGF - Forschungsbereich:Luftfahrt, Raumfahrt und Verkehr
HGF - Programm:Luftfahrt
HGF - Programmthema:Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Schwerpunkt:Luftfahrt
DLR - Forschungsgebiet:L AI - Luftverkehr und Auswirkungen
DLR - Teilgebiet (Projekt, Vorhaben):L - Klima, Wetter und Umwelt
Standort: Oberpfaffenhofen
Institute & Einrichtungen:Institut für Physik der Atmosphäre > Verkehrsmeteorologie
Institut für Physik der Atmosphäre > Atmosphärische Spurenstoffe
Institut für Physik der Atmosphäre > Lidar
Hinterlegt von: Wildmann, Norman
Hinterlegt am:06 Dez 2021 09:11
Letzte Änderung:06 Dez 2021 09:11

Nur für Mitarbeiter des Archivs: Kontrollseite des Eintrags

Blättern
Suchen
Hilfe & Kontakt
Informationen
electronic library verwendet EPrints 3.3.12
Gestaltung Webseite und Datenbank: Copyright © Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR). Alle Rechte vorbehalten.