Спътниците, разположени на повече от 35 700 км над повърхността на Земята, улавят бури и метеорологични данни от десетилетия. Сега учените на практика са хакнали данните, които се връщат, с друга цел: откриване на емисии на метан.
Нововъведението би могло да има дългосрочни последици за операторите на изкопаеми горива, които не могат или не желаят да спрат да изхвърлят големи количества метан, тъй като позволява на изследователите да наблюдават емисиите на всеки пет минути и да оценяват общото им количество. Подходът, който използва наблюдения в късовълновия инфрачервен спектър от геостационарните оперативни спътници за околната среда (GOES) на Националната океанска и атмосферна администрация, може да открие големи емисии от десетки метрични тона на час.
Спътниците наблюдават концентрацията на метан от космоса, като анализират начина, по който слънчевата светлина се отразява от Земята. Когато светлината преминава през облак от газ, нейният интензитет отслабва при определени дължини на вълните. Метанът поглъща светлината в късовълновата инфрачервена част на електромагнитния спектър. Въпреки че системата GOES не е създадена, за да открива метан, нейният сензор включва късовълнови инфрачервени канали, предназначени за наблюдение на снежна покривка и горещи точки на пожари.
Kayrros SAS използва този подход, за да изчисли, че газопровод за изкопаем газ е изхвърлил в атмосферата около 840 метрични тона метан, след като е бил спукан от фермер, използващ багер. Това е много близо до 50,9 млн. куб. фута газ, които според оператора Williams Cos. са изтекли, което прави около 900 метрични тона метан. Краткосрочното въздействие на събитието върху климата е приблизително равно на годишните емисии от 17 000 автомобила в САЩ.
Новият подход, който е осъществен за първи път миналата година от учени от Харвардския университет, позволява почти непрекъснато покритие в реално време и контрастира с всички останали спътници, използвани понастоящем за откриване на метан, които се намират в ниска околоземна орбита и правят снимки, докато обикалят земното кълбо със скорост от около 17 000 мили в час, като позволяват на учените само да оценяват нивото на емисиите.
"GOES може да открива кратки изпускания, които другите спътници пропускат, и може да проследява отделените облаци до техните източници", казва Даниел Варон, научен сътрудник в Групата за моделиране на атмосферната химия към Харвардския университет, който пръв предлага концепцията през 2022 г. "Той може също така да определи количествено общата маса и продължителност на изпускането, а не само моментни оценки на скоростта на емисиите."
Нововъведението идва в критичен момент в борбата с изменението на климата, тъй като правителствата са подложени на натиск да предприемат агресивни действия след най-горещата година в историята и деветте последователни месеца с рекордно високи месечни температури. Изкопаемите горива са вторият по големина източник на емисии на метан, генерирани от човешката дейност, след селското стопанство. Повечето политици и учени твърдят, че намаляването на случайните и умишлените изпускания от нефт, въглища и газ е най-бързият и евтин начин за намаляване на температурите в краткосрочен план.
Повече от 150 държави се присъединиха към Глобалния ангажимент за метан и обещаха да намалят изпускането на парниковия газ с 30% до края на това десетилетие спрямо нивата от 2020 г. На COP28 в Дубай миналата година 50 петролни и газови компании обещаха да намалят количеството метан, което изпускат, включително Exxon Mobil Corp. и Aramco от Саудитска Арабия.
Този пробив е последният от поредицата пробиви на група млади учени, свързани с Харвардския университет, Политехническия университет във Валенсия, Испания, и Международната обсерватория за емисии на метан към ООН, които бързо разшириха възможностите на изследователите да откриват течове с помощта на широк спектър от сателити, които първоначално не са били предназначени за проследяване на метан.
Иновативната техника "показва ускоряващите се темпове, с които се извършва откриването и количественото определяне на изпусканията на метан, и най-важното - подчертава потенциала за използване на съществуващите технологии/сателити, които вече са внедрени, за да се подобри откриването и количественото определяне и да се преодолее времевата променливост на емисиите на метан", казва Мария-Оливия Торча, анализатор в BloombergNEF.
Въпреки че сателитите в ниска околоземна орбита могат да покрият по-голямата част от планетата, честотата, с която те преминават над дадено място, може да бъде 24 часа или повече. Тъй като обикалят на много по-малки височини, техните сензори обикновено предлагат по-висока разделителна способност и могат да идентифицират много по-малки течове, отколкото системата GOES. Разминаването в честотата на наблюденията обаче означава, че учените обикновено могат само да оценяват нивата на емисиите от инструментите.
Системата GOES също има ограничения, тъй като предлага покритие на Северна и Южна Америка и част от Западна Африка. Учените от Харвард работят и с изследователи от космическите агенции в Европа и Япония, за да проверят дали техниката може да се приложи към сателитните мисии Meteosat Third Generation и Himawari 8.
Марк Уатин Гиу е гостуващ магистър в Харвард, когато прави първото наблюдение на метан с помощта на GOES миналата година и работи с Варон и ученият от IMEO Ициар Иракулис Лойтксат по статия, която е публикувана през декември и описва подхода. Учените определиха количествено изтичане на метан, което според тях идва от тръбопровода El Encino-La Laguna, по който се транспортира изкопаем газ в Мексико.
От съществено значение е, че пробивът може да подпомогне усилията на регулаторните органи да потърсят отговорност от компаниите, които замърсяват за някои от най-вредните и предотвратими емисии в света, които в миналото са били докладвани от самите оператори.
"Уникалната възможност, с която разполагаме от геостационарна орбита, е да определим количествено общата продължителност и масата на метана при много големи изхвърляния", казва Варон от Харвард. "С помощта на тази технология би било възможно да се проверят докладите на индустрията за много големи изпускания на метан."