Instalación de un nuevo espectrómetro FTIR IFS 125HR para la monitorización de las concentraciones atmosféricas gaseosas en el Observatorio Atmosférico de Izaña
La espectrometría infrarroja por transformada de Fourier (FTIR) es actualmente la única técnica de medida de teledetección remota que proporciona cantidades totales en la columna atmosférica de gases traza clave, como los gases de efecto invernadero (GEIs) o compuestos relacionados con el ozono (e.j., especies de flúor y/o cloro). En la espectrometría FTIR, la fuente de radiación (típicamente el Sol para las medidas desde tierra) es modulada por un interferómetro y todas las frecuencias se registran simultáneamente en un patrón de interferencia o interferograma. A continuación, este interferograma es transformado en un espectro de absorción solar aplicando una transformada de Fourier. Al analizar el ensanchamiento de las líneas de absorción del espectro solar medido a través de métodos de inversión, la técnica FTIR permite derivar las concentraciones atmosféricas de numerosos gases simultáneamente y con un alto grado de precisión.
En la actualidad, los espectrómetros FTIR de alta resolución operan a nivel global principalmente en el marco de dos redes internacionales para la monitorización de la composición atmosférica: NDACC (Network for the Detection of Atmospheric Composition Change, www2.acom.ucar.edu/irwg) y TCCON (Total Carbon Column Observing Network, https://tccon-wiki.caltech.edu/). Mientras que NDACC tiene como principal objetivo el establecimiento de bases de datos a largo plazo para detectar cambios y tendencias en la composición atmosférica y comprender sus impactos en la atmósfera de la Tierra, TCCON se centra en la investigación de GEIs, mejorando nuestra comprensión del ciclo del carbono y la atribución de sus fuentes/sumideros. Recientemente, las observaciones FTIR de alta resolución han sido ampliadas por COCCON (COllaborative Carbon Column Observing Network, www.imk-asf.kit.edu/english/COCCON.php), una infraestructura de investigación que emplea espectrómetros FTIR (EM27/SUN) de baja resolución espectral, portátiles y compactos (Figura 1). En este sentido, los instrumentos COCCON son un complemento muy útil para la red TCCON en áreas remotas, pero también para la cuantificación de sumideros/fuentes locales y flujos emisión de GEIs en otros entornos.
Figura 1: Localización de las estaciones europeas NDACC (triángulos verdes), estaciones TCCON (triángulos rojos), estaciones combinadas NDACC/TCCON (triángulos verde/rojo), y estaciones COCCON (permanentes o campañas de campo, puntos azules). Figura adoptada de Matthews et al., (2020).
En el marco de TCCON/NDACC, un nuevo espectrómetro FTIR IFS 125HR de alta resolución espectral ha sido instalado recientemente en el Observatorio Atmosférico de Izaña (OAI) (Figura 2). Este nuevo instrumento reemplazará el espectrómetro FTIR que opera actualmente en OAI desde 2005, bajo un acuerdo de colaboración entre la AEMET y el Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT, Alemania). Está previsto que ambos instrumentos midan en simultáneo durante al menos un año para asegurar la consistencia de las observaciones NDACC y TCCON en OAI.
El programa FTIR de OAI está complementado por dos espectrómetros FTIR EM27/SUN, que operan dentro de la infraestructura COCCON desde 2018 y 2021, respectivamente. Disponer de tanto espectrómetros FTIRs de alta como baja resolución espectral permite al OAI abordar diferentes líneas de investigación, como la cuantificación de las concentraciones de gases traza a diferentes altitudes en la isla de Tenerife, así como realizar campañas de campo para el seguimiento de GEIs en otras ubicaciones de interés de España (e.j., cerca de fuentes puntuales de GEIs). Estos datos serán cruciales en las actividades de validación de las plataformas espaciales actuales y futuras, como el componente espacial de Copernicus (Copernicus Sentinels CO2 monitoring constellation).
Figura 2: Instalación de espectrómetro Bruker IFS 125HR en el Observatorio Atmosférico de Izaña en agosto de 2022.
Referencias:
Matthews, B., O. E. García, E. Cuevas, W. Spangl, and P. Castro: Report on how EIONET and EEA can contribute to the urban in situ requirements of a future Copernicus anthropogenic CO2 observing system, European Environment Agency (EEA) – Negotiated procedure No EEA/IDM/R0/17/008, 2020.
