Forschungspapier stellt ITMS-Demonstrator zur Abschätzung deutscher Methanemissionen vor
Im Rahmen des ITMS-Projekts wurde eine auf Beobachtungsdaten basierende Abschätzung der deutschen Methanemissionen für das Jahr 2021 zur wissenschaftlichen Diskussion veröffentlicht. Das am Deutschen Wetterdienst (DWD) entwickelte System dient als Demonstrator für ITMS.
Das integrierte Treibhausgas-Monitoringsystem für Deutschland (ITMS) hat zum Ziel, die Emissionen von Treibhausgasen mithilfe von Beobachtungen zu bestimmen. Diese Emissionsverifikation soll zukünftig operationell beim DWD betrieben werden. Die von V. Bruch et al. verfasste Beschreibung eines Demonstrators für diese Anwendung ist nun als Vorveröffentlichung zur Diskussion in der wissenschaftlichen Community verfügbar.
Die erste Version des Demonstrators betrachtet Methanemissionen im Jahr 2021. Dafür wurde mit dem am DWD verwendeten Wettermodell ICON-ART der Transport von Methan in der Atmosphäre simuliert. Die Annahme über vergangene Methanemissionen beruht auf Emissionsdaten des Umweltbundesamts und Thünen-Instituts sowie Daten des Copernicus Atmospheric Monitoring Service (CAMS). Der Vergleich dieser Simulation mit atmosphärischen Beobachtungen, insbesondere des Integrated Carbon Observation System (ICOS) Netzwerks, erlaubt Rückschlüsse auf die tatsächlichen Emissionen.
Über Deutschland zeigt sich eine bemerkenswerte Abweichung zwischen Modell und Beobachtungen. Eine mögliche Erklärung dafür wären höhere Emissionen etwa in der Landwirtschaft. Sensitivitätstests und unabhängige Beobachtungsdaten bestätigten die Robustheit der Ergebnisse, während synthetische Experimente die Unterscheidung von Emissionssektoren belegten. Durch ein meteorologisches Ensemble kann zudem der Einfluss der Transportunsicherheit abgeschätzt werden. Dennoch bestehen weitere Unsicherheiten, die nun in mit der Weiterentwicklung des Demonstrators adressiert werden. Die Publikation demonstriert nicht zuletzt, dass die enge Anbindung des präsentierten Systems an die operationelle Wettervorhersage am DWD, sein modulares Design und die Einbindungen von Beobachtungsdaten die Grundlage für langfristig operationelle und sektorspezifische, unabhängige Emissionsabschätzungen schafft.
Die präsentierte Forschungsarbeit wurde vom BMFRT (Grant 01LK2102B und 01LK2104A) sowie BMDV gefördert.
Referenz des Forschungspapiers:
Bruch, V., Rösch, T., Jiménez de la Cuesta Otero, D., Ellerhoff, B., Mamtimin, B., Becker, N., Blechschmidt, A.-M., Förstner, J., and Kaiser-Weiss, A. K.: German methane fluxes in 2021 estimated with an ensemble-enhanced scaling inversion based on the ICON–ART model, EGUsphere [preprint], https://doi.org/10.5194/egusphere-2025-1464, 2025.