De lockdown heeft veel gevolgen voor de manier waarop wij ons in het dagelijkse leven gedragen. Door de beperkingen die ons door de omstandigheden worden opgelegd zijn we veelal aan huis gebonden. Waar mogelijk wordt vanuit huis gewerkt en verlopen contacten via telefoon en computer, digitaal dus. Veel minder autoverkeer, vliegverkeer en andere voor het milieu vervuilende activiteiten worden sterk teruggebracht naar een niveau die voor velen toch wel als zeer aangenaam wordt ervaren. We missen de sociale contacten en vrijheid om te doen wat we willen maar de rust, de stilte om ons heen is toch wel verrassend aangenaam.
Vergelijk het vliegverkeer in de onderstaande afbeeldingen van 2 november 2019 en 3 mei 2020.
En hoe zit het dan met de luchtkwaliteit wordt met enige regelmaat gevraagd. Het KNMI en het RIVM hebben al aangegeven dat de luchtkwaliteit verbeterd is maar houden een voorbehoud omdat er meerdere factoren een rol spelen welke de kwaliteit beinvloeden. Waaronder natuurlijk meteorologische omstandigheden zoals wind en regen. Vergelijken met voorgaande jaren is daarom ook niet zo eenvoudig als het vergelijken van twee meetresultaten.
Unieke gelegenheid
De lockdown en de bijzondere omstandigheden die daaruit ontstaan zorgen voor een unieke gelegenheid en met de hoeveelheid beschikbare open data laten we die kans niet onbenut. We gaan de data van twee bronnen bekijken en vergelijken te weten de fijnstofsensoren van Luftdaten en de satellietdata van CAMS. Daarbij is de focus gelegd op een drietal gebieden: 1. Noord-Brabant 2. Arnhem 3. Stuttgart
Inhoud
- Beschikbare data
- Geselecteerde gebieden
- Jaarvergelijking voor CAMS en Luftdaten
- CAMS versus Luftdaten
- Conclusie?
1. Beschikbare data
Luftdaten sensoren
Het Luftdaten project oorspronkelijk gestart als burgerinitiatief vanuit Stuttgart, heeft inmiddels wereldwijd duizenden fijnstofsensoren die elke dag veel data opleveren. Vooral in Duitsland is dit project populair maar ook in Nederland staan inmiddels een flink aantal sensoren. Zo ook in Arnhem waar op initiatief van Nieuw Arnhems Peil in 2019 het project meten van start is gegaan met meer dan 100 sensoren. Er worden meerdere typen fijnstof sensoren toegepast maar de SDS011 is het meest in gebruik. Daarom gebruiken we de meetresultaten van dit type sensor en alleen de PM2.5 meetwaarden. Standaard doet deze sensor ongeveer 1x per =-2,5 minuut een meting.
CAMS satellietdata
Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) is een Europees initiatief die o.a. satellietdata verwerkt, modelleert en als open data beschikbaar stelt zoals o.a. uurwaarden voor stikstofdioxide en fijnstof. Dat laatste, fijnstof in de PM2.5 variant, is gebruikt om te vergelijken met de Luftdaten data. Nog specifieker gaat het om de geanalyseerde data volgens het Ensemble model. Met behulp van het model wordt vanuit de beschikbare data uurwaarden berekend.
2. Geselecteerde gebieden
Voor deze analyse is gekozen voor het gebied van Noord-Brabant als provincie in zijn geheel, Arnhem met het burgerinitiatief van Nieuw Arnhems Peil en Stuttgart (de stad waar het Luftdaten project oorspronkelijk van start is gegaan)
Noord-Brabant
In de onderstaande afbeelding is het gebied van de provincie Noord-Brabant te zien met daar omheen een gerasterde rechthoek waarbinnen de Luftdaten sensoren zijn geselecteerd. De locaties van de sensoren zijn gemarkeerd als rode stippen. Er zijn hier 183 sensoren geselecteerd (maart 2020). (maart 2018: 21x; maart 2019: 67x)
Een grijs en transparante rechthoek laat het gebied zien waarvan de satellietdata is geselecteerd. Dit gebied is iets groter dan het selectiegebied van de sensoren en is verdeeld over 7 rijen en 20 kolommen ofwel 140 vlakken met voor elk vlak (7×11 km) een berekende fijnstof waarde.
Arnhem
In de onderstaande afbeelding is het gebied van de stad Arnhem te zien met daar omheen een gerasterde rechthoek waarbinnen de Luftdaten sensoren zijn geselecteerd. De locaties van de sensoren zijn gemarkeerd als rode stippen. Er zijn hier 105 sensoren geselecteerd (maart 2020).
NB! Het project van Arnhem is eind 2019 van start gegaan. Voor de jaren 2018 en 2019 betekent dat een beperkt aantal sensoren! (<=6)
Een grijs en transparante rechthoek laat het gebied zien waarvan de satellietdata is geselecteerd. Dit gebied is dus groter dan het selectiegebied van de sensoren. Door de verschillende grijstinten is de zien dat de satelliet voor dit gebied 3×2=6 verschillende meetwaarden berekent (per 7×11 km).
Stuttgart
In de onderstaande afbeelding is het gebied van de stad Stuttgart te zien met daar omheen een gerasterde rechthoek waarbinnen de Luftdaten sensoren zijn geselecteerd. De locaties van de sensoren zijn gemarkeerd als rode stippen. Er zijn hier 397 sensoren geselecteerd (maart 2020). (maart 2018: 365x; maart 2019: 425x)
Een grijs/blauw en transparante rechthoek laat het gebied zien waarvan de satellietdata is geselecteerd. Dit gebied is dus iets groter dan het selectiegebied van de sensoren. Door de verschillende kleurtinten is de zien dat de satelliet voor dit gebied 4×3=12 verschillende meetwaarden berekent (per 7×11 km).
3. Jaarvergelijking voor CAMS en Luftdaten
Voor de drie gebieden zijn de fijnstof PM2.5 meetwaarden per maand gemiddeld en gegroepeerd per jaar in een grafiek geplaatst voor zowel CAMS als Luftdaten. Hieronder de resultaten voor de drie gebieden.
Noord-Brabant
Arnhem
NB! Het project van Arnhem is eind 2019 van start gegaan. Voor de jaren 2018 en 2019 betekent dat een beperkt aantal sensoren! (6 of minder)
Stuttgart
4. CAMS versus Luftdaten
De volgende grafieken geven voor een jaar de daggemiddelde meetwaarden voor CAMS en de Luftdaten zodat de beide systemen met elkaar vergeleken kunnen worden. Hieronder de resultaten.
Noord-Brabant
Arnhem
Stuttgart
5. Conclusie ?
De resultaten bevestigen de noodzaak om voorzichtig te zijn met conclusies trekken. Zo laten de eerste drie maanden van 2020 een redelijk gelijk resultaat zien tussen CAMS en Luftdaten maar april gooit roet in het eten. De resultaten van CAMS voor april komen hoger uit en de reden daarvoor is voor nu onbekend. Ook over de verschillende jaren en ook gebieden is niet een duidelijke lijn te ontdekken, althans niet op het eerste gezicht. Voor de resultaten van april kan je afvragen of het model van CAMS tekort schiet of zijn er bijzondere meteorologische omstandigheden geweest of juist de relatieve luchtvochtigheid die de low-cost fijnstofsensoren van Luftdaten parten speelt? Interessant onderzoeksmateriaal dus.
Als je alleen naar de eerste vier maanden van 2020 kijkt kan je desondanks de onzekerheden wel stellen dat de lockdown een verschil maakt in de gemeten fijnstofconcentraties. Dat februari ook een lage waarde laat zien is te verklaren door de regen die in die periode gevallen is.
Al met al interessante resultaten die uitnodigen tot verder onderzoek. En stel dat we de resultaten van CAMS en Luftdaten nog dichter bij elkaar kunnen brengen dan biedt dat een mooi perspectief voor zowel het satelliet gebeuren alswel de citizen science ofwel een mooie beloning en stimulans voor het burgerinitiatief.
