
Proxecto H2020 SEEDS: Servizo de Emisión e Depósito baseado en EO Sentinel
- Tipo Proxecto
- Estado Firmado
- Execución 2021 -2023
- Orzamento asignado 1.498.875,00 €
- Ámbito Europeo
- Fonte principal de financiamento H2020
- Páxina web do proxecto Proyecto SEEDS
O Servizo de Monitorización da Atmósfera de Copernicus (CAMS) é un servizo xestionado e coordinado pola Comisión Europea, a Axencia Espacial Europea, os Estados membros da UE e determinadas axencias da UE. Ofrece datos e información continua sobre a composición atmosférica. O proxecto SEEDS, financiado pola UE, desenvolverá un servizo complementario ao CAMS sobre emisións e depósitos contaminantes que mellorará as observacións por satélite e xerará novos produtos. O proxecto pretende impulsar a competitividade europea na xestión da calidade do aire, a agricultura de precisión e as aplicacións industriais. SEEDS integrará os datos de CAMS coas observacións do satélite Copernicus Sentinel mediante a asimilación de datos, modelado inverso e da superficie terrestre e métodos de aprendizaxe automática. O proxecto establecerá unha plataforma informática que ofrecerá os seus produtos de datos.
Emisións antropoxénicas baseadas en satélites SEEDS produciu emisións antropoxénicas de arriba abaixo de dióxido de nitróxeno (NO2), amoníaco (NH3) e emisións procedentes da queima de biomasa baseándose en datos satelitales dos instrumentos TROPOMI e CrIS, proporcionando estimacións horarias, diarias e mensuais de emisións antropoxénicas. Os resultados mostran que a comparación das estimacións de emisións de arriba abaixo e ascendentes pode mellorar as estimacións dos datos actuais de emisións.
O aspecto máis interesante é que amosa como os datos dos satélites nos permiten apreciar as variacións no tempo, verificando as variacións anuais e estimando as variacións mensuais e semanais. Isto permite unha análise máis detallada dos prexuízos vinculados ás variacións estacionais. SEEDS demostrou o valor engadido da análise de emisións de arriba abaixo para proporcionar estimacións de emisións independentes con información temporal valiosa que permita identificar inconsistencias e lagoas nos inventarios actuais.
Estimacións de emisións bioxénicas SEEDS produciu novas emisións actualizadas de compostos orgánicos bioxénicos (BVOC) tanto ascendentes (utilizando modelos de superficie terrestre e transporte químico) como de arriba abaixo (usando datos HCHO de TROPOMI co sistema de inversión MAGRITTEv1.1).
Ademais, o sistema de inversión DECSO aplicouse en SEEDS para identificar as emisións de óxido de nitróxeno (NOx) do solo por primeira vez, onde a comparación cos inventarios ascendentes revelou lagoas nos inventarios ascendentes actuais. SEEDS mostra que comparar as emisións descendentes e descendentes axuda a mellorar a calidade das estimacións actuais de emisións. Mantéñense dous conceptos utilizados en SEEDS para a súa integración en CAMS: o potencial de utilizar un esquema químico simplificado para a oxidación de isopreno (proxecto CAMEO) e o acoplamento de datos de superficie terrestre e vexetación para estimacións de emisións bioxénicas (modelo MEGAN). Datos da superficie terrestre e estimacións de deposición de SEEDS SEEDS propuxo engadir un sistema de modelado de asimilación de datos de superficie terrestre fóra de liña á cadea de produción CAMS, vinculando un modelo de superficie da terra-vexetación a modelos de composición atmosférica que permiten retroalimentación vexetación-meteoroloxía que afectan a composición atmosférica. O modelo de superficie terrestre no núcleo deste enfoque (SURFEX) demostrou ter un alto nivel de habilidade para simular a vexetación e a dinámica do solo.
A comparación co TROPOMI SIF mostra que asimilando o CGLS IAF mellora a consistencia das simulacións do modelo co SIF. Esta comparación establece a SURFEX como unha excelente base para simular a deposición seca sobre a vexetación. Ademais, o enfoque do sistema terrestre permite a representación de interaccións e dinámicas complexas debidas ás secas e as ondas de calor. Algoritmo de asimilación de datos SEEDS. SEEDS desenvolveu un algoritmo avanzado de asimilación de datos (4DEnVar) para mellorar as previsións de calidade do aire no sistema operativo CAMS. Este é un código de código aberto que axuda a preparar o camiño para unha mellor explotación dos datos por hora de Sentinel 4. Está dispoñible para descargar desde o portal de datos SEEDS. Camiños para a posta en funcionamento en CAMS Os seguintes métodos SEEDS xa están en camiño de poñerse en funcionamento con CAMS:
- DECSO e os produtos de emisións descendentes incorpóranse agora a CAMEO, un novo proxecto HE para apoiar a evolución de CAMS
- CAMS mostrou interese en adoptar o enfoque da vexetación superficial terrestre de SEEDS incorporándoo á cadea de produción. O valor engadido dos produtos SEEDS cando se usan como entrada na cadea de previsión CAMS foi difícil de demostrar.
Isto débese a que as puntuacións da análise CAMS están dirixidas por datos asimilados, polo que os cambios nos datos de entrada non cambian significativamente as puntuacións.
Retrospectivamente, o deseño de experimentos para demostrar a mellora das puntuacións de rendemento operativo de CAMS utilizando produtos SEEDS debería centrarse nos datos de previsión e avaliar a variabilidade temporal de SEEDS. Participación das partes interesadas: SEEDS realizou tres conferencias e tres obradoiros de co-creación para fomentar o coñecemento entre os axentes dos sectores de xestión ambiental industrial, agrícola e urbano, ademais de difundir e presentar resultados á comunidade científica en múltiples foros.
Existe un claro interese nos resultados de arriba abaixo das emisións de SEEDS de calquera parte interesada implicada no desenvolvemento de inventarios ascendentes. Non obstante, foi difícil relacionarse coas partes interesadas da agricultura tanto en cuestións de emisións como de depósitos. A maioría dos intereses dos axentes privados agrícolas céntranse na fertilización e na maximización do rendemento; O uso dos produtos SEEDS require actividades adicionais de creación de valor para garantir a súa adopción. Os emisores industriais privados foron igualmente difíciles de interactuar a nivel de conferencias, pero están máis interesados nos intercambios bilaterais.
Un obxectivo central do proxecto H2020 SEEDS foi informar e apoiar a evolución do Servizo de Vixilancia Atmosférica (CAMS) de Copernicus mediante a creación dunha proba de concepto para un novo servizo que utilice datos de satélite para obter estimacións de emisións e deposicións melloradas. O proxecto xerou unha impresionante cantidade de información nova baseada en datos de satélites, demostrando, entre outras cousas, as capacidades de TROPOMI para os servizos de validación de emisións.
O proxecto proporcionou novas estimacións descendentes das emisións antropoxénicas (NOx, NH3 e queima de biomasa) e bioxénicas (VOCB); Novos enfoques para a modelización da superficie terrestre en combinación con modelos de transporte químico para describir os impactos da seca, as ondas de calor e a vexetación na deposición de contaminación superficial; e novos métodos de asimilación de datos para preparar novas observacións da calidade do aire utilizando satélites xeoestacionarios, como Sentinel-4.
O obxectivo principal de SEEDS é desenvolver un servizo complementario ao Servizo de Vixilancia da Atmósfera (CAMS) de Copernicus sobre as emisións e depósitos contaminantes que mellorará o uso das observacións por satélite e proporcionará novos produtos para impulsar a competitividade europea na xestión da calidade do aire (AQ), a agricultura de precisión e as aplicacións industriais. SEEDS integrará os datos CAMS coas observacións do satélite Copernicus Sentinel mediante a asimilación de datos, modelado inverso, modelado da superficie terrestre e enfoques de aprendizaxe automática para proporcionar estimacións actualizadas e de última xeración dos fluxos de contaminantes superficiais (NOx, NH3, ozono, COV bioxénicos), tanto de emisión como de deposición. SEEDS demostrará que o uso mellorado de datos satelitales sobre emisións e deposicións non só mellorará a calidade dos produtos CAMS existentes, senón que tamén permitirá novos produtos e aplicacións en novas áreas de mercado. A produción de SEEDS terá como obxectivo a súa operatividade máis aló de SEEDS.
Melloraranse as emisións mediante o uso de información satelital mediante modelado inverso. A deposición mellorarase asimilando a información de satélites sobre a superficie terrestre na cadea de produción. Demostraranse as capacidades dos novos produtos de emisións para informar de actividades industriais e iniciaranse actividades para apoiar a adopción de informes de emisións por parte dos interesados industriais europeos. SEEDS céntrase nas deposicións de compoñentes de nitróxeno e ozono en previsión da demanda destes produtos do sector agrícola, que se beneficiará de produtos de deposición e concentración de aire melloradas para a súa avaliación de impacto. Os produtos de datos SEEDS estarán dispoñibles nunha plataforma informática dedicada e serán promovidos a través de obradoiros de co-creación e redes científicas e de usuarios. Esta plataforma facilitará a explotación de produtos de datos SEEDS e mellorará a creación de actividades posteriores, incluíndo vías de innovación vinculadas aos axentes industriais, agrícolas e agrícolas. O compromiso de AQ incorporará a ciencia cidadá.
Os conxuntos de datos do proxecto SEEDS constitúen o seu legado, como a primeira proba de concepto das capacidades dos datos de TROPOMI para mellorar as emisións dos satélites. O portal SEEDS adoptou un enfoque FAIR e propón o uso de ferramentas de visualización que se poden implementar en WEKEO e CAMS ADS. O portal SEEDS presenta oito conxuntos de datos de emisións únicos e dez conxuntos de datos únicos de superficie terrestre e deposicións. O proxecto xa produciu catro publicacións e ten cinco máis en desenvolvemento.
SEEDS demostrou que se pode obter información valiosa sobre as emisións de TROPOMI e CrIS utilizando modelos inversos. Demostrou como estes produtos poden ser utilizados por grupos urbanos, rexionais e nacionais interesados en validar as emisións ascendentes, especialmente no que respecta ás tendencias, variacións mensuais e identificación de lagoas. Os produtos de emisións antrópicas de SEEDS poden ser utilizados pola industria (metais, cemento, enerxía, petróleo e gas) como datos independentes e baseados na ciencia para validar as emisións mensuais do espazo, pero este traballo require enfoques bidireccionais.
Espérase que a información sobre as emisións de amoníaco de SEEDS e os produtos do índice de humidade do solo e da área foliar de SEEDS apoien as prácticas de xestión ambiental na agricultura de precisión, mentres que os produtos de deposición de nitróxeno e ozono SEEDS poden orientar as opcións de control para a eutrofización e os danos no rendemento dos cultivos. Para que estes datos sexan utilizados polos axentes agrarios, é necesario un enfoque xerador de valor, como vincular os datos a avaliacións socioeconómicas da cadea alimentaria ou a indicadores de restauración da natureza.
- STIFTELSEN NILU (NILU)