Manning et al ICP Final - NIWA

28

Transcript of Manning et al ICP Final - NIWA

Page 1: Manning et al ICP Final - NIWA
Page 2: Manning et al ICP Final - NIWA

Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

The ‘Cucumbers’ and ‘GOLLUM’ programmes – eight years of cylinder intercomparison measurements of greenhouse gases and O2

A. C. Manning1, A. Jordan2, R. F. Keeling3, I. Levin4, M. Schmidt5, R. E. M. Neubert6, A. J. Etchells1, M. Hewitt1, B. Steinberg2, T. Aalto7, F. 

Apadula8, J. Arduini9, M. L. Bender10, K. Bracchi3, G. W. Brailsford11, W. A. Brand2, A. C. Cox3, M. Delmotte5, A. Di Diodato12, B. Hall13, S. 

Hammer4, L. Haszpra14, J. Hatakka7, L. Huang15, V. Kazan5, D. Kitzis13, R. L. Langenfelds16, J. V. Lavrič2, M. Leuenberger17, A. Lindroth18, M. 

Lopez5, T. Machida19, F. Meinhardt20, J. Moncrieff21, J. A. Morguí22, T. Nakazawa23, J. Necki24, W. J. Paplawsky3, S. Piacentino25, J. M. Richter2, L. Ries20, T. G. Spain26, L. P. Steele16, B. B. Stephens27,11, J. Strom28, Y. Tohjima19, S. van der Laan6,17, A. T. Vermeulen29, B. Wastine5, P. A. 

Wilson1 and D. E. J. Worthy15

Page 3: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 3 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Talk outline What are these programmes?

Some data and results.

What next?

Page 4: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 4 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

1) GOLLUM:Global Oxygen Laboratories Link Ultra‐precise Measurements‐ First ever O2 intercomparison programme (of more than 2 labs); since 2004.

2) ‘Cucumbers’:‐ emphasis on field stations and rapid turnaround to build up ICP time series.‐ funded by EU’s CarboEurope, IMECC, and InGOS projects; since 2005.

Page 5: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 5 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

What is unique about these programmes GOLLUM:

– Only comparison programme including all atmospheric O2 labs.• Especially critical since there is no WMO CCL for O2.

– Also includes Ar/N2, though not many report these data.

Cucumbers:– Much more frequent analyses than WMO Round Robins (but less global).

• Participants analyse Cucumbers every 9 months (on average).– Focussed on in situ field stations, in contrast to labs.– 9 atmospheric species included

• CO2, CH4, N2O, SF6, CO, H2, O2, 13C‐CO2, 18O‐CO2

Page 6: Manning et al ICP Final - NIWA

Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

BilboBilbo

FrodoFrodo

MPI-BGC

CIO-RUG

NIWA

CMAR

TU

NCAR

SIO

PU

UEANIES

UBERN

• 2 sets of 3 high pressure cylinders of air

• Travelling in opposite directions around world

• Rapid turnover time (5 weeks)

•About 18 months for full rotation.

GOLLUM rotations 

Page 7: Manning et al ICP Final - NIWA

Inter-1: 3 Tanks (UEA)Inter-2: 3 Tanks (UEA)

Euro-1: 3 Tanks (UHEI)Euro-2: 3 Tanks (LSCE)Euro-3: 3 Tanks (CIO-RUG)Euro-4: 3 Tanks (MPI-BGC)Euro-5: 3 Tanks (MPI-BGC)

INTERINTER--22 EUROEURO--22

EUROEURO--11

INTERINTER--11

EUROEURO--33

CIO-RUGEUROEURO--44

CMN

TTA

ZEP

PRS

LAM

OXK

LUT

JFJ

BIK

MHD

PUY

HUN

TRN

PAL

KASEUROEURO--55

UHEI

HYY

EnCan

CMAR

NIES NOAA

UBERN

MPI-BGC

MUE

CBW

SCH

ZUG

UEA-ENV+ WAO

LSCE

NOR

Cucumbers rotations 

Page 8: Manning et al ICP Final - NIWA

Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

BilboBilbo

FrodoFrodo

MPI-BGC

CIO-RUG

NIWA

CMAR

TU

NCAR

SIO

PU

UBERN

UEANIES

CVR

MSC

JFJAMS

F3IVI

GandalfGandalf

CVR

IVI F3

CVR

IVI

GOLLUM rotations 

Page 9: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 9 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

http://gollum.uea.ac.uk/

Page 10: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 10 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

http://cucumbers.uea.ac.uk/

Page 11: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 11 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Logsheets for submitting data

Page 12: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 12 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

New ASCII text file for submitting data  Allows automated generation of files for submission by participants.

Should result in much, much less errors and mistakes!!

And big reduction in manpower requirements.

Page 13: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 13 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Results Would love to show you lots of results and interpretations from these programmes but:

– Since 01Oct I have received 116 logsheets of data.• 1/2 to 2/3 of logsheets received had errors and mistakes.

– Takes weeks and 10’s of emails to sort out these problems.

Instead:– Some example graphs

• Illustrates wealth of information available• But please don’t read too much into any individual station/lab’s record.

Page 14: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 14 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

GOLLUM: Everyone: avg of 3 cylinders, differenced from Scripps2004

Page 15: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 15 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

GOLLUM: Groningen O2

Page 16: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 16 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

GOLLUM: Max Planck O2

Page 17: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 17 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

GOLLUM: NIES O2

Page 18: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 18 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Cucumbers: Everyone: avg of 3 cylinders, differenced from central lab

Page 19: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 19 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Cucumbers: Everyone: CH4

Page 20: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 20 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Cucumbers: Everyone: N2O

Page 21: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 21 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Cucumbers: Everyone: SF6

Page 22: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 22 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Cucumbers: Everyone: CO

Page 23: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 23 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Conclusions from these results Mixed results:

– CO2 and CH4, lots, but not all, stations meeting WMO compatibility goals.– Other species much worse (but labs also struggle).– Value of these programmes is:

• simply to quantify these compatibilities – had never been done before.• Highlight struggling stations that need our help.• Identify problems, allowing action to be taken (but not as fast as desired).

Compatibility results change over time, so important to do rotations as fast as possible– 9 months is not really fast enough for this.

Results show compatibility for cylinder analyses– not for in situ measurement.– Does not incorporate all sources of in situ measurement uncertainty (inlets, tubing, 

pumps, drying).

Page 24: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 24 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

CarbonTracker‐Europe;  Peters et al., GCB (2010)

Page 25: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 25 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

CarbonTracker‐Europe;  Peters et al., GCB (2010) Sensitivity studies; for year 2005:

7‐340‐73(43%)‐96(‐190%)‐172(‐59%)T2

‐2‐375‐53(4%)182(70%)‐504(19%)O4

‐69‐618‐33(‐35%)‐50(‐147%)‐534(27%)O3

‐7‐392‐32(‐37%)44(‐59%)‐404(‐4%)O2

0‐367‐53(4%)167(56%)‐480(14%)F29‐333‐59(16%)200(87%)‐473(12%)D2

‐46‐535‐69(35%)75(‐30%)‐541(28%)B3

21‐291‐46(‐10%)78(‐27%)‐322(‐24%)B2

‐16‐423‐71(39)124(16%)‐476(13%)B1/M2

0‐366‐51107‐422base(%)Tg C/yrTg C/yrTg C/yrTg C/yr

DeviationTotalOtherCropForestSimulation

Page 26: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 26 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Upgrades in progress and planned for near future ASCII text files accepted

Automated logsheet error checking

Automated email bugging!!

Include numerical data tables on web of inter‐laboratory offsets

Sausage flask results processed and on web (GOLLUM)

Add new ‘Gandalf’ rotation (GOLLUM)

Cylinder pressure histories

Archive old versions 

Improve time axis labelling.

Page 27: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 27 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

GOLLUM: Cylinder pressure histories

Page 28: Manning et al ICP Final - NIWA

Slide 28 of 28Andrew Manning, UEA/ENV ([email protected]) GGMT, Wellington, New Zealand, 25‐28Oct2011

Programmes at a crossroads – should we continue? GOLLUM will continue, as O2 community want this.

– If Cucumbers programme dropped, should at least continue Euro‐3 (O2 stations) and Inter‐2 (European and international labs).

Unclear if Cucumbers programme should continue, especially after chats at this mtg

No point in continuing if data are not used– Participants need to have an interest in their own results.– Participants need to submit data on time, not once every 2 years just before GGMT.– Discussions needed how to make use of these data at a higher level.– WCC’s and EMPA to help stations that are clearly struggling (Recommendation?)