Møt satellittene som kan tydeliggjøre metan og karbondioksidlekkasje


Kunstnerens illustrasjon av et konsept for NASAs GeoCarb-oppdrag, som vil kartlegge konsentrasjoner av viktige karbongasser over Amerika fra geostasjonær bane. Verdens første rombaserte system for å identifisere bestemte kilder til drivhusgassutslipp, renner nå rundt jorden. Hovedenheten i nettverket, en orbiter kalt Troposfærisk overvåkingsinstrument (Tropomi), er en pakke av toppmoderne sensorer lansert av European Space Agency (ESA) i oktober. I de

Kunstnerens illustrasjon av et konsept for NASAs GeoCarb-oppdrag, som vil kartlegge konsentrasjoner av viktige karbongasser over Amerika fra geostasjonær bane.

Verdens første rombaserte system for å identifisere bestemte kilder til drivhusgassutslipp, renner nå rundt jorden.

Hovedenheten i nettverket, en orbiter kalt Troposfærisk overvåkingsinstrument (Tropomi), er en pakke av toppmoderne sensorer lansert av European Space Agency (ESA) i oktober. I desember var det påbegynt å kartlegge utslippene av metan, karbondioksid, nitrogenoksyder, karbonmonoksid og forskjellige aerosoler over industrielle lokaler og byer som det passerte over Europa, Asia, Afrika og Sør-Amerika.

Bygget for å kartlegge utslippene planetwide hver 24. time og for å vise forurensninger i høyere oppløsning enn noen gang før, tok Tropomos skarpere bilder rav fra sine sponsorer. Josef Aschbacher, direktør for ESAs jordobservasjonsprogrammer, kalte det som en "milepæl for Europa" og bemerket at det vil være "verdifullt for å bidra til å sette hensiktsmessige begrensningspolitikker på plass."

Det kan også vise seg å være et høyvannmerke for Nord-Amerika. Tropomi har utvekslet informasjon med eierne av en andre satellitt, kalt Claire. Det ble lansert i 2016 av GHGSat Inc., et Montreal-basert selskap, for å finne lekkasjer på steder som brønnhoder. Stephane Germain, administrerende direktør, sier at Claires sensorer er miniatyrisert for å passe inn i en pakke, størrelsen på en mikrobølgeovn. Orbiteren, en sølv rektangulær boks, har brukt Tropomos informasjon til å være hjemme på industrielle anlegg, som olje- og gassvirksomhet, for å se om de har sprunget metanlekkasje.

Tropomi kan få sin oppløsning ned til omtrent en kvadratkilometer på Jorden - et område som gjør det mulig å se utslippene fra en bestemt by. Germain så en forretningsmulighet der for Claire-navngitt etter et nyfødt barn hos en av hans firmaets ingeniører. GHGSat jobbet sammen med det canadiske romfartsselskapet, og brukte tre år på å designe en satellitt hvis lysvektspektrometer kan fokusere på et område så lite som 164 kvadratmeter. Det skal tillate Claire å finne ut den eksakte kilden til lekkende metan, slik at selskapet kan fikse det.

Under et cap-and-trade-system for å redusere utslippene, som i California og Quebec, kan kostnaden for metanlekkasje legge til. Raffinaderier, rørledninger og fjernområder av olje- og gassbrønner kan være vanskelige å overvåke, men en omkretsende satellitt som går over 4 miles per sekund, kan måle anleggets utslipp billigere, mer nøyaktig og oftere.

GHGSat sier nå at det har målt utslipp fra over 2000 nettsteder over hele verden.

"Først og fremst vil vi tjene industrielle operasjoner, " forklarte Germain i et intervju, men hans firma er også interessert i å sammenligne målingsteknikker med regjeringsregulatorer. Han håper en dag vil de samme utslippsdataene være tilgjengelige for alle å informere politikk.

Spring en lekkasje, og klokker ring

Til slutt vil store industrielle emittere trenge "tiered systems" av sensorer, mener Germain. Hans firma forbereder seg på å lansere to satellitter og utvikler sensorpakker som kan transporteres med fly, sammen med jordbaserte utslippssensorer for å overvåke store industrielle komplekser.

Disse anstrengelsene har tiltrukket en potensiell amerikansk konkurrent, Bluefield Technologies i Palo Alto, California. Dens CEO, Yotam Ariel, har dannet et team av forskere og ingeniører som designer en satellitt på størrelse med en ryggsekk for å se de særegne mønstrene av sollys som er reflektert fra små utslipp av metan på jorden. Bluefield er et av mange nye selskaper som utnytter nye "CubeSats" eller små satellitter som kan lage rimelige målinger fra rommet ( Climatewire, 29. januar).

Bluefield bygger sin egen liste over klienter og håper å starte to satellitter de neste to årene. De vil bli miniatyriserte versjoner av hva NASA har brukt i over 30 år. "Det er ennå ikke i rommet, men vi har ingen tvil om at fysikken fungerer, " sa Ariel.

Til slutt forutser Ariel at regjeringen vil outsource satellittovervåking av klimagassutslipp til private selskaper. "Vi gir en kostnadseffektiv måte å gjøre dette globalt på, og å ha mindre debatt om dataene, " sa han. Han forventer at det vil ta fem til sju år for en privat satellittindustri å danne seg fullstendig, men det vil spare penger for bedrifter.

Han håper å selge satellittdata til investorer i olje- og gasselskaper, som hedgefond, og til myndigheter, miljøgrupper og forsikringsselskaper som kanskje vil overvåke et selskaps fremgang med å redusere utslippene.

Ariel mener at deponier, kvegfoderoperasjoner, kraftverk og andre metanprodusenter kan være klienter også. "De [klientfirmaene] har en ny måte å holde øye med infrastrukturen på, " sa han. Hvis det er et problem, som en metanlekkasje, "det ringer en klokke, og de kan sende noen ut for å fikse det."

Reduser og verifiser

Det kan være mange klokker som ringer. Systemet er nå et tilfeldig, på-bakken overvåkingsnett som brukes til å spore drivhusgasser. I enkelte deler av verden kan det være politisk umulig. Likevel stakes vokser. I november annonserte Verdensbanken at verdien av globale CO2-prisinitiativer, som for eksempel California's cap-and-trade-system, nå er 52 milliarder dollar og vokser med 7 prosent hvert år.

I år kan Kina avsløre sitt eget utslippshandelssystem, som kan være det største CO2-prisinitiativet i verden. Men hvordan det kan utvikle seg og hvordan det kan verifiseres, er fortsatt å bli sett. Under California's karbonsystem, er et selskap tildelt en "cap" eller en grense for sine klimagasser. Hver metrisk tonn karbon må dekkes av en tillatelse. Hvis et selskap reduserer utslippene under dekselet, kan det selge overskytende tillatelser til et overskudd. Hvis det ikke kan eller hvis det oppstår for eksempel langsiktig metanlekkasje, må det kanskje kjøpe flere tillatelser og betale hvilken pris markedet krever.

"Dagen kommer når vi skal ha satellitter på himmelen som kan overvåke ethvert anlegg på denne planeten, " sa Rob Jackson, som leder Stanford Universitys systemvitenskapsavdeling. "Jeg er ganske spent på det. Miljøsamfunnet vil kunne overvåke ethvert anlegg på Jorden. Jeg tror alle vil ha nytte. "

Eric Kort, en atmosfærisk vitenskapsmann ved University of Michigan, sa at "det vitenskapelige samfunnet er ganske spent at Tropomi-informasjonen vil være nyttig", men han la til at GHGSat ikke har gitt ut nok offentlig informasjon for å overbevise ham om at Claire, den mindre, mer presis fokusert satellitt, arbeider.

"Jeg håper at de kommer dit, fordi jeg tror det blir interessant. Tropomi har åpnet en ny type vindu på verden, sa Kort. Han bemerket at i januar annonserte NASA at den håper å øke datainnsamlingen på jordens utslipp tidlig i 2020, ved å starte en satellitt som kalles Geostationary Carbon Observatory, eller "GeoCarb."

GeoCarb vil bli plassert i en geostasjonær bane som vil tillate det å reise i samme hastighet som jordens rotasjon, noe som gir det som NASA kaller "vegg til vegg" fokus på Nord- og Sør-Amerika. Det ville tillate det å lage så mange som 10 millioner daglige observasjoner. Det blir den første amerikanske satellitten for å måle metanplumes nær jordens overflate.

"Metan lekkasje fra naturgassproduksjon koster amerikansk industri $ 5 milliarder til $ 10 milliarder i året, " NASA bemerket, ikke kvantifisere ekstra kostnader for kunstig oppvarming av jordens atmosfære. Ifølge rombyrån øker metanutslippene årlig. Mesteparten kommer fra produksjon av fossilt brensel. En mindre økning kommer fra landbruksproduksjon, som risoppdrett. Den tredje kildeskogen brann - har nylig blitt avtagende, ifølge en ny NASA-studie.

Steven Hamburg, sjefforsker for Miljøforsvaret, har brukt år på å finne måter å kvantifisere og redusere menneskeskapte metanutslipp. Han er enig i at vi raskt beveger oss inn i en ny, mer robust verden for å bekrefte utslippene. Tradisjonelt har USA og andre land brukt satellitter til å måle utslippene på en generell måte, som skal brukes i globale klimamodeller.

Med Tropomi, som primært ble utviklet av Nederland Institute for Space Research, ser Hamburg en ny innsats for å kartlegge problematiske utslipp på Jorden. Det kan hjelpe politimennene til å utvikle begrensende politikk.

Bedriftsdrevne ventures som GHGSats Claire-satellitt kan gi bedrifter et nøyaktig bilde av utslippene sine - samtidig som de kontrollerer reduksjonene. "Vi trenger begge, og vi ser en fremvekst av teknologier for å gjøre det, men vi bør ikke samle dem, " sa Hamburg. "Sammen skaper de revolusjonen."

For ham vil revolusjonen produsere et nytt datasett som er sett og målt av flere kilder. Det må være pålitelig.

Hamburg forestiller seg noen ganger en ny rolle for seg selv når og om det revolusjonære øyeblikket kommer. "Jeg vil gjerne gå opp og si:" Vel, det er spennende, og nå vil jeg gjerne se dataene dine. ""

Klimaendringer treffer Amerika i sin søte tannHva forårsaker en vulkan å ødelegge, og hvordan forutsier forskere forstyrrelser?Mysteriet over fedme 'Svindel'Møt satellittene som kan tydeliggjøre metan og karbondioksidlekkasjeKlimamodell viser grenser for globale forurensningslofterForskere blir til droner for nærmere titt på arktisk sjøisBacklash til Big Bang Discovery samler dampSlik holder du avfall olje ut av vannforsyningen