Go to abstract

Samenvatting

UV-B gegevens afkomstig van het Ozone Monitoring Instrument (OMI) zijn op dit moment nog onvoldoende nauwkeurig voor milieu-evaluaties. Verbetering is mogelijk door lokale concentraties van stofdeeltjes in de lucht in de berekeningen te betrekken. Dit concludeert het RIVM nadat UV-B-data van het OMI-instrument en acht grondstations in Europa zijn vergeleken. Het OMI-instrument zit aan boord van een NASA-satelliet en is erop gericht de ozonlaag te observeren, evenals luchtvervuiling en gassen die bijdragen aan de klimaatveranderingen. Nauwkeurige gegevens over UV-straling zijn nodig om het effect van de aantasting van de ozonlaag te kennen. De ozonlaag absorbeert UV-straling van de zon. Elk jaar krijgen meer dan 20 duizend Nederlanders huidkanker, van wie er ongeveer vijfhonderd overlijden. De belangrijkste oorzaak daarvan is blootstelling aan UV-B. De OMI-metingen van de hoeveelheid UV-B straling zijn 7 tot 22 procent hoger dan waarnemingen vanaf de grond. Dat komt vooral doordat er in de lucht meer stofdeeltjes zitten dan waarmee OMI rekent. Stofdeeltjes hinderen de passage van UV-straling door de atmosfeer. Ook onderschat OMI het effect van zware bewolking. Na verbetering van beide aspecten zijn UV-B gegevens van OMI beter bruikbaar voor milieu-evaluaties. De mogelijkheden hiertoe zijn aangetoond met behulp van het AMOUR-model van het RIVM. Dit model gebruikt naast satellietgegevens over ozon en bewolking, lokaal beschikbare gegevens om de hoeveelheid UV-straling op de grond te berekenen. Satellieten geven een regionaal en mondiaal beeld. Zonder satellietgegevens zouden veel extra grondstations nodig zijn om heel Europa te dekken. Echter, satellietinstrumenten degenereren, terwijl op grondstations veel nauwkeuriger en aantoonbaar stabiel gemeten wordt. Juist door de combinatie van satellietobservaties en grondwaarnemingen kan de hoeveelheid UV-B-straling het meest efficient bepaald worden. Validatie van de satellietgegevens met grondwaarnemingen over langere perioden zijn daarbij cruciaal.

Abstract

Satellite retrieval of ozone, clouds, aerosols and ground albedo allows the modelling of ultraviolet (UV)-doses received at the ground. UV-doses derived from satellite observations are highly useful in analyzing regional differences in the effects of ozone depletion and climate change on the biologically effective UV-radiation levels. RIVM has developed and used UV-mapping and UV-risk mapping techniques in environmental assessments in evaluating the effects of ozone depletion and climate change. This project provides a validation study on the OMUVB product by means of a comparison with ground-based measurements. This validation should demonstrate if the OMUVB product can be used from the perspective of long-term environmental trend assessments.
Comparing ground-based UV-measurements with the OMUVB product, we show that the product consistently overestimates the UV-doses received at the ground in Europe. The systematic comparison with data from 8 European sites shows on average a 15% overestimate in the yearly integrated UV with a site-to-site variability of around 8%. For four of the more northern sites the overestimation in yearly doses is between 5-10%, and for the four sites that are more southern the deviation is 20-27%. Using the ozone and reflectivity data from the OMI-instrument in combination with the AMOUR-algorithm shows smaller overestimates of on average 5-6% with a similar variability between the sites. The variability between sites is largely caused by aerosol and albedo effects and is reduced to 3% if local data on aerosol and albedo are used. The overestimates in the OMUVB product are primarily due to too low (tropospheric) aerosol loads used for the European sites. In addition, our comparison shows that under heavy clouded conditions the cloud modification factors are too high. This contributes to the overall too high UV-doses of the OMUVB product.
Environmental assessments of long-term changes in the biologically effective UV require calculated UV-data using different satellite instruments. We previously showed that RIVM's AMOUR-algorithm in combination with data from the TOMS-instruments compared well with ground-based yearly doses. It was also shown that the influence of clouds were, on average, well accounted for using the TOMS-reflectivity dataset. Results using the OMI produced ozone and reflectivity data do not agree as well with ground-based data as was previously demonstrated for TOMS. Using OMI-data in combination with the AMOUR-algorithm provided better agreement with the ground-based UV-measurements in Europe than the OMUVB product. The analysis documented in this report involves mainly the data version that was operational until the first of February 2008. In view of the preliminary results with the new operational products of OMI, further improvements of the OMUVB product and the use of OMI-ozone and radiative cloud fraction are required and should be possible.

Resterend

Grootte
5.07MB