用卫星探测甲烷

用卫星探测甲烷

2022-02-24 作者: xuzhiping 浏览: 1393 次

摘要: 以前,多光谱卫星系统不容易确定大量甲烷排放的来源。在某种程度上,甲烷通常不是遥感专家的主要关注点。 甲烷:一种主要的温室气体 甲烷可能是最有效的温室气体排放量。虽然甲烷在我们的大气中所占比例不大,但危险是增加甲烷排放量,特别是来自永久冻土融化的甲烷排放量,可能...

以前,多光谱卫星系统不容易确定大量甲烷排放的来源。在某种程度上,甲烷通常不是遥感专家的主要关注点。

甲烷:一种主要的温室气体

甲烷可能是最有效的温室气体排放量。虽然甲烷在我们的大气中所占比例不大,但危险是增加甲烷排放量,特别是来自永久冻土融化的甲烷排放量,可能会大大加快全球变暖的步伐。

目前,大部分排放来自与石油和天然气行业相关的领域,包括释放天然气的管道。现在,一个新的卫星系统可以帮助找到甲烷排放的主要区域,这样我们就可以努力减少泄漏,从而限制温室气体排放。

甲烷排放的遥感

Copernicus Sentinel-5 Precursor 上的对流层监测仪器 (TROPOMI) 已被证明可有效检测甲烷排放。该仪器的空间分辨率约为 50 平方公里,使用 TROPOMI 无源光谱仪的紫外和可见光(270-500 nm)、近红外(675-775 nm)和短波红外(2305-2385 nm)光谱波段。

显示化石燃料(石油、天然气和煤炭开采)的甲烷排放的世界地图,2016 年

以前,该仪器用于检测多种污染物,例如二氧化硫或臭氧,但它也证明了在各个工业规模场所检测甲烷的能力。该仪器是为欧洲航天局 (ESA) 开发的。

哪里的甲烷排放量最高?

在一个多国科学家团队的一项新研究中,结果表明,从 TOPOMI 仪器检测到的甲烷排放量显示,全球约十分之一的甲烷排放量来自三个被归类为超排放国 和主要石油和天然气的国家生产者。

在全球范围内,这是土库曼斯坦、俄罗斯和美国。总体而言,土库曼斯坦被认为是 2019 年至 2020 年间甲烷排放量最大的国家,甲烷排放量超过百万吨。伊朗、阿尔及利亚和哈萨克斯坦的甲烷对总排放量的贡献也很重要。

一张放大的地图,显示了美国管道中的甲烷排放量

一项新研究中使用的图像是使用自动检测大型甲烷羽流的算法处理的。最大的排放国每小时排放超过 25 吨甲烷,或每年约 800 万吨。鉴于甲烷在影响气候变化方面的效力,这是一个非常大且令人担忧的数字。

管道是甲烷排放的主要贡献者

虽然最差的排放器可能会呈现出令人担忧的趋势,但希望问题可能不会太难修复,主要是在泄漏或故意释放甲烷的管道现场发生大量排放,当管道需要维修和泄漏或故意释放甲烷时,就会发生这种情况。

该问题的解决方案可能是修复或安全去除甲烷,每吨去除甲烷的成本不到 300 美元。通过新图像,不仅可以识别高排放地点,而且可以使用数据通知负责这些排放的公司或地点,以便尽快解决问题。

需要继续绘制甲烷排放图

虽然新结果提供了希望,可以更容易地找到高甲烷排放区域,并可以立即采取行动减少泄漏或排放,但可能需要更一致和更高分辨率的监测。在美国,甲烷估计值实际上可能很低,因为较小的场地也可能对甲烷排放做出重大贡献。在这项研究中,美国甚至没有包括主要的石油和天然气地区。

甲烷卫星

一颗名为 MethaneSAT 的新卫星将于今年晚些时候发射。它将在测量甲烷排放方面提供更高的灵敏度,并将能够更精确地跟踪跨时间的排放。来自卫星的数据也将在测量后的几天内提交并发送给负责特定排放的组织。这颗卫星得到了环境保护基金和新西兰航天局的支持。

使用的光谱仪将监测短波红外 (SWIR) 范围内的窄范围。这个波段是最容易检测到甲烷的地方,这将允许从更小的排放源进行更精确的排放测量。然后,这将允许对可能需要更好地减少其总甲烷排放的区域 进行更全面的评估。也许这颗卫星的一个重要方面是它将专门用于监测甲烷,从而全年覆盖更多地点。

随着对迅速减少温室气体排放的重要性的认识日益提高,科学家们将甲烷排放作为一个关注领域。最近的研究突出了一些主要的排放领域,主要与石油和天然气部门使用的管道有关。在许多情况下,这些问题很容易通过正确固定管道而不释放甲烷来解决。然而,为了更好地限制甲烷排放,需要更多空间敏感的卫星,如 MethaneSAT,也可用于监测全年排放,需要监测更多地点和更长时间。

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