Trio satelitów Sentinel mapuje superemitery metanu
W dążeniu do przeciwdziałania zmianom klimatu i ograniczenia emisji gazów cieplarnianych, wykrywanie wycieków metanu - silnego czynnika przyczyniającego się do globalnego ocieplenia - staje się coraz bardziej istotne. Naukowcy wykorzystują możliwości najnowocześniejszej technologii satelitarnej do monitorowania tych wycieków z kosmosu. Metan jest silnym gazem cieplarnianym i drugim co do wielkości, po dwutlenku węgla, czynnikiem przyczyniającym się do ocieplenia klimatu. Tona metanu, pomimo krótszego czasu życia w atmosferze wynoszącego około 10 lat, może zatrzymać zdumiewająco 30 razy więcej ciepła niż tona dwutlenku węgla w ciągu stulecia. Oznacza to, że jeśli chodzi o ocieplenie naszej planety, metan jest potężnym graczem. Ale mamy dobrą wiadomość: ponieważ metan nie utrzymuje się tak długo jak dwutlenek węgla, daje nam możliwość podjęcia stosunkowo szybkich działań na rzecz klimatu. Jeśli ograniczymy emisje metanu, możemy faktycznie zaobserwować namacalne obniżenie globalnego poziomu metanu w ciągu zaledwie dekady. To z kolei pomoże złagodzić zwiększony efekt cieplarniany. Porozmawiajmy teraz o "superemitentach". Podczas gdy emitery metanu odnoszą się do każdego źródła metanu, począwszy od procesów naturalnych, takich jak tereny podmokłe lub działalność człowieka, taka jak rolnictwo, superemitery metanu uwalniają nieproporcjonalnie dużą ilość metanu w porównaniu do innych emiterów. Zazwyczaj występują one w obiektach przemysłowych, takich jak kopalnie ropy naftowej i gazu, kopalnie węgla, a nawet składowiska odpadów, które mają problemy ze sprzętem lub infrastrukturą prowadzące do znacznych wycieków metanu. Te super-emitery to nisko wiszące owoce w naszym dążeniu do ograniczenia emisji. Naprawa tych superemiterów nie wymaga skomplikowanych ani kosztownych rozwiązań. W wielu przypadkach stosunkowo proste naprawy mogą przynieść znaczące korzyści dla klimatu. Istnieje jednak pewne wyzwanie: najpierw musimy zidentyfikować te superemitery. W ten sposób będziemy mogli skutecznie ukierunkować nasze wysiłki i zacząć robić różnicę w walce ze zmianami klimatu. Instrument Tropomi na pokładzie satelity Copernicus Sentinel-5P jest jedynym instrumentem satelitarnym, który codziennie tworzy globalną mapę stężeń metanu. Satelita mierzy metan poprzez obserwację ziemskiej atmosfery, a w szczególności krótkofalowych pasm podczerwieni. Pasma te są jak unikalne odciski palców dla metanu, pozwalając Sentinel-5P wykrywać jego obecność z niezwykłą precyzją. To bogactwo danych odgrywa kluczową rolę w naszych wysiłkach na rzecz zrozumienia i przeciwdziałania konsekwencjom emisji metanu na nasz klimat i środowisko, czyniąc go niezbędnym narzędziem w walce ze zmianami klimatu. Naukowcy z Holenderskiego Instytutu Badań Kosmicznych SRON ogłosili nowy algorytm, który automatycznie odkrywa smugi superemitera metanu w danych Sentinel-5P przy użyciu uczenia maszynowego. Automatycznie oblicza również powiązane emisje na podstawie zmierzonych stężeń i jednoczesnych prędkości wiatru. Berend Schuit z SRON wyjaśnia: "Wcześniej ręcznie identyfikowaliśmy największe emitery, ale nadal trudno jest przeszukiwać miliony pikseli Tropomi. Smuga metanu często obejmuje tylko kilka pikseli. Teraz codziennie automatycznie otrzymujemy listę wykryć z modelu uczenia maszynowego. "Sprawdzamy je ręcznie co tydzień, aby upewnić się, że mamy pewność co do wykryć. To, co pozostaje, dziesiątki smug metanu każdego tygodnia, publikujemy online. Przekazujemy informacje o utrzymujących się wyciekach innym satelitom o wyższej rozdzielczości, aby mogły one precyzyjnie zidentyfikować ich źródło". "Informacje te są wykorzystywane przez Międzynarodowe Obserwatorium Emisji Metanu Organizacji Narodów Zjednoczonych w celu znalezienia rozwiązania wspólnie z odpowiedzialnymi firmami lub władzami". Współautor Bram Maasakkers z SRON dodał: "Dziesiątki pióropuszy metanu, które Tropomi wykrywa co tydzień, naprawdę stanowią doskonałą okazję do walki z globalnym ociepleniem". "Jeśli jest widoczny z kosmosu, to jest poważny. Po raz pierwszy mamy teraz dobry globalny obraz tych superemiterów. W naszej publikacji opisujemy 2974 smugi, które znaleźliśmy w 2021 roku; 45% pochodzi z instalacji naftowych i gazowych, ale widzimy również smugi z obszarów miejskich (35%) i kopalni węgla (20%). "Wykrywamy emisje spowodowane przez człowieka, których wpływ na klimat jest znacznie większy niż całkowita emisja gazów cieplarnianych w Holandii. W wielu przypadkach wycieki te są łatwe do naprawienia". Artykuł, opublikowany dziś w Atmospheric Chemistry and Physics, jest dostępny po kliknięciu tutaj. Zazwyczaj wykrywanie emisji metanu opiera się na satelicie Copernicus Sentinel-5P. Do niedawna naukowcy dopiero zaczynali wykorzystywać moc łączenia danych z wielu satelitów w celu monitorowania emisji metanu z kosmosu, co obejmowało połączone możliwości satelitów Copernicus Sentinel-5P i Sentinel-2. Te zaawansowane technologicznie narzędzia kosmiczne współpracują ze sobą w celu monitorowania i oceny emisji metanu w skali globalnej, umożliwiając naukowcom nie tylko wykrywanie obecności metanu, ale także dokładne lokalizowanie i określanie ilościowe emisji. Dzięki codziennemu globalnemu zasięgowi Sentinel-5P słynie z bardzo precyzyjnych pomiarów metanu i może wykrywać wycieki metanu w dowolnym miejscu na Ziemi. Jest jednak pewien haczyk. Rozdzielczość przestrzenna jest stosunkowo niska i wynosi 7x5,5 km. Oznacza to, że może zidentyfikować obecność metanu, ale nie może precyzyjnie wskazać jego źródła. Z drugiej strony satelity Sentinel-2 są wyposażone w wielozakresowe instrumenty, które nie są przeznaczone do obserwacji stężeń metanu, ale mogą precyzyjnie identyfikować lokalizacje głównych wycieków metanu (emitujących więcej niż jedną tonę na godzinę) z niezwykłą rozdzielczością 20 m. Ale Sentinel-2 nie ma codziennego globalnego zasięgu, więc może przegapić przechwytywanie kluczowych danych w niektórych okresach emisji. A co z misją Sentinel-3? Satelity są wyposażone w wielopasmowe radiometry, które mogą obserwować krótkofalowe pasma podczerwieni, które są wrażliwe na stężenia metanu. Satelity te oferują codzienne globalne pokrycie i rozdzielczość piksela naziemnego wynoszącą 500 m. W niedawnym artykule opublikowanym w czasopiśmie Remote Sensing of Environment, naukowcy z SRON odkryli, że satelity Sentinel-3 są w stanie wykryć wzrost stężenia metanu na podstawie pomiarów w paśmie krótkiej podczerwieni. Co imponujące, satelita jest w stanie wykryć największe wycieki metanu wynoszące co najmniej 10 ton na godzinę, w zależności od czynników takich jak lokalizacja i warunki wiatrowe, każdego dnia. To stawia go w wyjątkowej pozycji do identyfikowania i monitorowania wycieków metanu. W pobliżu pola naftowo-gazowego Hassi Messaoud w Algierii naukowcy zidentyfikowali ciągłą emisję metanu z nieszczelnego obiektu przez sześć dni. Smuga metanu, wykryta przez Sentinel-5P nad Algierią 4 stycznia 2020 r., rozciągała się na ponad 200 km na północny wschód. Zespół wykorzystał obraz z satelity Sentinel-2, aby przybliżyć pochodzenie smugi i dokładnie określić lokalizację wycieku jako szyb naftowo-gazowy, podczas gdy satelita Sentinel-3 wykazał, że wyciek trwał przez sześć dni. Analizując te wycieki, zarówno Sentinel-2, jak i Sentinel-3 dostarczyły podobnych szacunków emisji metanu - pokazując użyteczność Sentinel-3 w ilościowym określaniu emisji. Połączenie danych z tych dwóch satelitów pozwala naukowcom na precyzyjne przybliżenie, identyfikację, kwantyfikację i monitorowanie źródeł metanu odpowiadających smugom obserwowanym w globalnych skanach Sentinel-5P. Sudhanshu Pandey, główny autor i obecnie naukowiec w NASA Jet Propulsion Laboratory, skomentował: "Kto by pomyślał, że możemy wykorzystać trzy różne misje Sentinel w wielopoziomowym podejściu, aby najpierw wykryć superemitery metanu z kosmosu na całym świecie za pomocą Tropomi na Sentinel-5P, a następnie przybliżając za pomocą Sentinel-3 i Sentinel-2, jesteśmy w stanie zidentyfikować dokładne źródło odpowiedzialne na poziomie obiektu. Jest to rodzaj informacji, których potrzebujemy, aby podjąć szybkie działania". W walce ze zmianami klimatycznymi zrozumienie i ograniczenie emisji metanu ma ogromne znaczenie. Sentinel-3, dzięki unikalnemu połączeniu codziennego globalnego zasięgu i wysokiej rozdzielczości wykrywania metanu, staje się cennym zasobem w arsenale narzędzi do śledzenia i eliminowania tych nieuchwytnych wycieków. W miarę postępu technologicznego i pogłębiania naszej wiedzy, obserwacje satelitarne będą odgrywać kluczową rolę w globalnych wysiłkach na rzecz walki ze zmianami klimatu. Dziękujemy za polubienie Polubiłeś już tę stronę, możesz ją polubić tylko raz!
Dziękujemy, że przeczytałaś/eś artykuł! Obserwuj nas w Wiadomościach Google.
