Op vrijdag 13 oktober 2017 is een satelliet de ruimte in gelanceerd met daarin een instrument, dat TROPOMI genoemd wordt. Dat staat voor TROPOspheric Monitoring Instrument. TROPOMI meet de concentratie van bepaalde vervuilende stoffen in de troposfeer. De troposfeer is een luchtlaag in de atmosfeer.
a) Zoek op, op welke hoogte de troposfeer zich bevindt.
Uitwerking vraag (a)
De onderste laag van de dampkring. Boven de tropen is de troposfeer 16-18 km dik, boven de polen maar 6 km. (bron: Wikipedia)
Op 2 december 2017 verscheen een artikel in de NRC over de eerste haarscherpe beelden die dat instrument had opgeleverd over NO2-vervuiling boven Nederland. Zie de foto die het KNMI vrijgaf.
De foto is kunstmatig ingekleurd: hoe roder de vlek op de opname, des te hoger de concentratie NO2.
De vraag is hoe die satelliet vanaf 800 km hoogte kan zien hoe groot plaatselijk de NO2-concentratie is? In de krant werd geschreven dat dat gebeurt met spectraalanalyse in het ultraviolet, het zichtbare licht en het infrarood. Dat is op zich niets nieuws.
b) Geef minstens twee voorbeelden van spectraalanalyse, bijv. uit de sterrenkunde.
Met spectraalanalyse werd helium op de zon ontdekt. Spectraalanalyse wordt ook gebruikt om te onderzoeken welke elementen in sterren voorkomen. In tabel 20 van BINAS vindt je de spectra van verschillende stoffen, d.w.z. de golflengtes van het licht dat die stof uitzendt en absorbeert als hij verhit wordt.
Dit is een speciale vorm van spectraalanalyse: het door de aarde teruggekaatste zonlicht wordt namelijk geanalyseerd.
c) Beschrijf hoe de spectraalanalyse in het geval van de NO2-concentratie plaatsvindt. Begin met de zonnestraling die op de lucht in de troposfeer valt en beschrijf wat er dan met die straling gebeurt en hoe TROPOMI daaruit de concentratie NO2 bepaalt.
1. Straling van de zon valt op NO2-moleculen in de troposfeer
2. NO2-moleculen absorberen de straling, worden aangeslagen en komen in een hogere energietoestand. Het aanslaan gebeurt alleen door fotonen met een heel specifieke energie en dus golflengte. De straling die teruggekaatst wordt door de aarde bevat dan minder straling van de golflengtes die door de NO2-moleculen is geabsorbeerd. De mate van vermindering van de straling met die bepaalde golflengte zegt dan iets over de concentratie NO2.
