Indsendt af
DFM
Resumé
Global klimaforandring er i dag en af de største samfundsudfordringer. Reduktion af hastigheden af og tilpasning til klimaændringer vil kræve koordinering og samarbejde mellem videnskab, industri og regeringer.
Den store usikkerhed omkring klimaforandringer kan oftest spores tilbage til enten usikkerheder af de anvendte måledata eller i klimamodeller.
Selvom der foregår global handel for milliarder af kroner, findes der i dag ikke tilstrækkelig sporbarhed i forbindelse med bestemmelse af den totale mængde af udledte drivhusgasser. Det forventes at danske instrumentfremstillingsvirksomheder vil kunne opnå nye markedsmuligheder.
DFM kan anvende sine kompetencer indenfor kvantitativ spektroskopi til at sikre pålidelige og robuste målinger af drivhusgasser, især CO2.
Udfordring og muligheder
Det er nødvendigt, at de klimarelaterede målinger, der foretages, er sporbare til SI, således at man kan have tiltro til målinger, der foretages globalt. Denne erkendelse er forstærket de senere år, hvor det er konstateret, at der kan opnås meget forskelligartede klimaprognoser, afhængig af hvilke data, der anvendes.
DFM har gode forudsætninger for at bidrage til at reducere usikkerhederne af nogle af de data, der anvendes i forbindelse med klimamodellering. DFM’s kompetencer omkring kvantitativ spektroskopisk gasmåling vil kunne anvendes til mere pålidelige målinger af drivhusgasser.
Da klimaforandringer er et globalt problem er det nødvendigt at indgå i et globalt samarbejde. Ved at bidrage til udviklingen af målemetoder samt udføre sporbare målinger kan DFM sammen med andre metrologiinstitutter bidrage til tilvejebringelsen af bedre og mere troværdige data til klimamodellering.
I fællesskab er det nødvendigt at adressere udfordringer som:
- Hvordan vi kan forbedre nøjagtigheden af klimadata og dermed styrke muligheder for at kunne forudsige udstrækningen og virkningen af klimaændringer.
- Hvordan vi kan skabe troværdighed omkring måling af emissionen af drivhusgasser til understøttelse af internationale protokoller og handel med drivhusgasser, specielt CO2.
- Hvordan vi sikrer at forskningsprojekter og klimapolitik er medvirkende til at reducere emission.
- Hvordan vi kan validere påstande i forbindelse med ny teknologi, såsom hvor effektiv og bæredygtig den er, således at investorer og kunder får tiltro til disse teknologier.
- Hvilken indflydelse teknologier med lavt kulstof indhold vil have på vores eksisterende infrastruktur, og hvorledes den skal ændres for at tilordne livsforholdene.
- Hvilke internationale standarder, der kræves for at sikre global konsistens af målinger.
Et omfattende datasystem vedrørende drivhusgasser kræves for at foretage politiske beslutninger og strategier omkring emission af drivhusgasser. Sådanne systemer skal indeholde et større antal observationer, modeller med højere opløsning og inddragelse af multikomponent systemer.
Kalibreringsmetodologier bør omfatte potentiel introduktion af regional bias, sammenligning af forskelligartede målinger, sporbarhed af målingerne efter en fælles standard eller fælles referencemateriale.
Målsætning
Målet er at bidrage til frembringelse af bedre klimadata baseret på stringente metrologiske metoder, således at der skabes troværdighed, sporbarhed og sammenlignelighed af klimadata globalt.
DFM kan bidrage med spektroskopiske målinger til forbedring af nøjagtigheden af linjestyrker af absorptionslinjer for klimagasser, således at mængden bedre kan bestemmes. DFM kan for udvalgte gasser bestemme linjestyrken til bedre en 1 %. Usikkerhederne på absolut bestemmelse af mængden af gasser kan i dag ofte være 10, 50 ja sågar 100 %, hvilket gør kvalificerede fremskrivninger meget tvivlsomme.
Der er en voksende efterspørgsel efter mere nøjagtige instrumenter til klimamonitering. Dansk industri har en stærk position indenfor miljømålinger og vurderes at have gode forudsætninger for ligeledes at opnå en styrkeposition på dette område.
Innovationsbehov
Da den nødvendige datamængde er stor, er det altafgørende at Danmark deltager i internationale netværk, som fx inkludere WMO og ESA, således at en kordineret indsats kan gøres, og at der opnås en standardiseret fremgangsmåde. Dette vil kræve nye forskningstiltag, idet klimamålinger ofte indeholder multikomponent omgivelser og store variationer i almindelige parametre som temperatur og tryk.
Der er på internationalt plan behov for at udvikle bedre målestrategier og målemetoder, som blandt andet kan bestemme strålingsbalance (indkommende og udgående energi), molekylær absorbans, isdække, skydække, havniveau, temperatur, klorofyl (oceaner og land), og som kan håndtere data fra alle disse komplekse målinger, der samles globalt. De fleste af de vigtige målinger skal tages ude fra rummet og skal tages over en længere periode for at teste klimamodeller.
Det er en udfordring at skulle måle små ændringer på en baggrund, der fluktuerer på grund af naturlige ændringer, over en lang tidsperiode. Dette stiller store krav, ikke alene til nøjagtigheden, men også til at målingerne er konsistente og troværdige.
Desuden er der udfordringer til in situ kalibrering af måleinstrumenter om bord på satellitter, idet disse vil kan ændre sig med tiden, og ikke mindst i forbindelse med opsendelse.
Anvendelse af spektroskopiske metoder er derfor interessant, idet disse er kalibreringsfri.
DFM kan med sin kompetence bidrage med data til alle de internationale klimafora samt til danske interessenter. Ligeledes kan DFM deltage i etablering af protokoller til kvantitative målinger af klimamolekyler. DFM kan bidrage med input til regulering i forbindelse med handel med drivhusgasser, et område der uden tvivl vil have et voksende fokus fremover.
Klimaforskning er hovedsagelig et offentligt anliggende og vil sandsynligvis ikke kunne opnå tilstrækkelig fremdrift via privat støtte.
De danske forudsætninger
I Danmark er der en række videninstitutioner, der beskæftiger sig med klimaforskning. Heriblandt er DMI og Center for Is og Klima på KU, Klima DTU og GEUS. Med hensyn til globale klimaændringer ligger den største indsats på modellering. DFM vil indgå i dialog med disse organisationer omkring prioritering af danske målebehov.
Energistyrelsen financierer klimaprojekter, som har betydelig CO2 reduktionspotentiale. Disse projekter omtaler dog ikke pålideligheden af de målte reduktionsdata. Der er udarbejdet er række danske rapporter omkring muligheder for reduktion af drivhusgasser; men ingen angive hvorledes disse skal måles.
DFM har en række års erfaring med kvantitativ spektroskopiske målinger og deltager i to europæiske projekter, hvor denne kompetence udgør DFM’s hovedbidrag.
DFM er det eneste danske institut, der beskæftiger sig med denne problemstilling. Yderligere specialisering er nødvendig for at opnå en bedre forståelse af de mange parametre, der har indflydelse på klimamålinger.
Hvis Danmark skal kunne følge EU ETS (The EU Emission Trading System) aftalen, er det nødvendigt at kunne måle, at der i 2020 faktisk er fortaget den aftalte reduktion på 20 % af emission af drivhusgasser i forhold til 1990.
For at demonstrere DFM’s kompetencer indenfor sporbare gasmålinger vil DFM deltage i CCQM subkomiteen omkring gasanalyse for at sikre accept af danske målinger.
Effekter og potentialer
En bedre forståelse af de kommende klimaændringer vil øge mulighederne for at tage de rette forholdsregler og sikre acceptable levevilkår. For at kunne foretage tilstrækkelige nøjagtige målinger, vil det uden tvivl opstå et behov for nyt måleudstyr som tillader sporbare målinger.
Danmark har en stærk branche indenfor udvikling af måleudstyr, og der eksisterer en række små og mellemstore virksomheder, som udvikler udstyr til spektroskopiske målinger. Disse vil kunne opnå nye muligheder få at introducere udstyr til klimamålinger i deres sortiment.