Application of commercial aircraft-based observations of greenhouse gases to carbon cycle science

Verma, Shreeya GND

Robust and sustained observations of atmospheric greenhouse gases like CO2 and CH4 are of great importance in order to understand the current state of the global carbon cycle and for the reliable prediction of climate change scenarios. The current observational network is largely a combination of ground-based stations, satellite instruments and research aircraft. In recent years, a new concept has emerged in the field of global atmospheric monitoring that uses the existing commercial aviation infrastructure and deploys hi-tech instruments onboard commercial airliners. These instruments make highly precise, in-situ observations of atmospheric species at a high spatial and temporal resolution while the aircraft performs its intended task of flying people from one part of the globe to the other. Vertical profiles are measured near airports and cruise level data are obtained in the UTLS (Upper Troposphere Lower Stratosphere) region, thus providing a rich and extensive dataset for studying the chemical and physical processes in the atmosphere.

Eine genaue kontinuierliche Messung atmosphärischer Treibhausgase wie CO2 und CH4 ist von großer Bedeutung für das Verständnis des globalen Kohlenstoffkreislaufes und auch für verlässliche Aussagen über den Klimawandel. Das gegenwärtige Beobachtungsnetzwerk besteht dabei aus einer breiten Kombination von bodengestützten Messstationen, Satelliten und Forschungsflugzeugen. In den letzten Jahren entstand für das globale atmosphärische Monitoring ein neues Konzept, das die existierende Infrastruktur der kommerziellen Luftfahrt nutzt, um technisch weit entwickelte Messgeräte an Bord kommerzieller Flugzeuge einzusetzen. Diese Messgeräte ermöglichen eine sehr genaue in-situ-Beobachtung der einzelnen atmosphärischen Bestandteile mit einer hohen räumlichen und zeitlichen Auflösung in Verbindung mit der ursprünglichen Aufgabe der Flugzeuge, die Menschen von einem Ort zum anderen zu transportieren. Dabei können sowohl vertikale Profile bei den Starts und Landungen in der Nähe der Flughäfen gemessen, als auch auf Reisehöhe Messungen in der UTLS (Upper Troposphere Lower Stratosphere) durchgeführt werden. Es ergibt sich so ein reichhaltiger Datenpool an Messdaten verschiedener Bestandteile der Atmosphäre, der das Studium der chemischen und physikalischen Prozesse in der Atmosphäre ermöglicht.

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Verma, Shreeya: Application of commercial aircraft-based observations of greenhouse gases to carbon cycle science. Jena 2017.

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