Невероятный герой НАСА в климатическом кризисе

Сжигание газа на факелах, при котором излишки природного газа намеренно сжигаются в воздухе, является одним из способов выделения метана из нефтегазовых объектов. Миссия НАСА EMIT, продолжавшаяся более года, продемонстрировала эффективность обнаружения выбросов метана и других парниковых газов из космоса.

С момента своего запуска 16 месяцев назад он был спектрометром визуализации EMIT на борту космического корабля. Международная космическая станция Продемонстрированная способность обнаруживать не только поверхностные минералы.

Спустя более года после того, как шлейфы метана были впервые обнаружены на борту Международной космической станции (МКС), данные прибора НАСА EMIT теперь используются для определения выбросов парниковых газов из стационарного источника с эффективностью, которая удивила даже его разработчиков.

Миссия и возможности EMIT

EMIT, аббревиатура от «Исследование источников минеральной пыли на поверхности Земли», была запущена в июле 2022 года для картирования десяти ключевых минералов на поверхности засушливых регионов мира. Те заметки, относящиеся к минералам, которые уже доступны Исследователи А общественности они помогут улучшить понимание того, как пыль, поднимающаяся в атмосферу, влияет на климат.

Обнаружение метана не входило в основную миссию EMIT, но разработчики прибора ожидали, что у спектрометра визуализации будут такие возможности. Теперь, когда с августа 2022 года выявлено более 750 источников выбросов (некоторые из них небольшие, некоторые находятся в отдаленных местах, а некоторые сохраняются с течением времени), согласно новому исследованию, опубликованному в журнале, инструмент сделал в этом отношении больше, чем дает. Развитие науки.

1 сентября 2022 года EMIT обнаружила группу из 12 метановых шлейфов на территории площадью 150 квадратных миль (400 квадратных километров) на юге Узбекистана. Прибор запечатлел группу на одном снимке, который исследователи назвали сценой. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Выбросы метана и изменение климата

«Поначалу мы были немного осторожны в отношении того, что мы можем сделать с этим инструментом», — сказал Эндрю Торп, эксперт по исследовательским технологиям из научной группы EMIT в Калифорнийском университете. НАСАЛаборатория реактивного движения в Южной Калифорнии и ведущий автор статьи. «Это превзошло наши ожидания».

Зная источник выбросов метана, операторы свалок, сельскохозяйственных объектов, нефтегазовых предприятий и других производителей метана имеют возможность бороться с этими выбросами. Отслеживание антропогенных выбросов метана является ключом к уменьшению изменения климата, поскольку оно обеспечивает быстрый и относительно недорогой подход к сокращению выбросов парниковых газов. Метан остается в атмосфере около десяти лет, но в течение этого периода он в 80 раз сильнее удерживает тепло, чем углекислый газ, который сохраняется веками.

Когда сильные ветры на одном континенте поднимают минеральную каменную пыль (например, кальцит или хлорит), переносимые по воздуху частицы могут перемещаться на тысячи миль и воздействовать на совершенно разные континенты. Пыль, взвешенная в воздухе, может нагревать или охлаждать атмосферу и поверхность Земли. Этот эффект нагрева или охлаждения находится в центре внимания миссии НАСА по исследованию источников минеральной пыли на поверхности Земли (EMIT). Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Потрясающие результаты

EMIT доказал свою эффективность в обнаружении источников выбросов, которые являются как большими (десятки тысяч фунтов метана в час), так и удивительно маленькими (до сотен фунтов метана в час). Это важно, поскольку позволяет выявить большее количество «суперэмиттеров» – источников, которые производят непропорционально большую долю общих выбросов.

В новом исследовании документально подтверждено, что на основе первых 30 дней обнаружения парниковых газов EMIT может наблюдать от 60% до 85% шлейфов метана, которые обычно наблюдаются в ходе воздушных кампаний.

3 сентября 2022 года в отдаленном уголке юго-восточной Ливии компания EMIT обнаружила шлейф метана, выброс которого составлял около 979 фунтов (444 килограмма) в час. Это один из самых маленьких источников, обнаруженных устройством. Источник изображения: НАСА/Лаборатория реактивного движения-Калифорнийский технологический институт.

Сравните с бортовым обнаружением

На высоте нескольких тысяч футов над землей детекторы метана на самолетах наиболее чувствительны, но чтобы гарантировать отправку самолета, исследователям необходимо заранее указать, что они обнаружат метан. Многие районы не исследуются, поскольку считаются слишком отдаленными, слишком рискованными или слишком дорогими. Кроме того, проводимые кампании охватывают относительно ограниченные территории в течение коротких периодов времени.

С другой стороны, с высоты около 250 миль (400 километров) на космической станции EMIT собирает данные по большой части планеты — в частности, по засушливым регионам между 51,6 градусами северной и южной широты. Спектрометр визуализации делает изображения поверхности размером 50 на 50 миль (80 на 80 километров) — исследователи называют их «сценами» — включая многие области, которые когда-то были вне досягаемости бортовых приборов.

Роберт О. сказал: «Количество и размер шлейфов метана, измеренных с помощью EMIT вокруг нашей планеты, ошеломляют», — сказал биохимик Грин. Лаборатория реактивного движения Старший научный сотрудник и главный исследователь EMIT.

На этом замедленном видео показано, как роботизированная рука Canadarm2 Международной космической станции маневрирует миссией НАСА EMIT за пределами станции. Извлечь из SpaceX Космический корабль Dragon был запущен примерно в 17:15 по тихоокеанскому времени 22 июля и завершился в 10:15 по тихоокеанскому времени 24 июля. Части установки были удалены, а другие части ускорены. Кредит: НАСА

Раскрытие сцены за сценой

Для поддержки идентификации источника научная группа EMIT создает и публикует карты метановых шлейфов. Веб-сайтбазовые данные доступны в Центре распределенных активных архивов совместных операций НАСА и геологической службы США (ЛБ Дак). Заявления о миссии доступны для использования общественностью, учеными и организациями.

С тех пор как EMIT начал сбор наблюдений в августе 2022 года, он задокументировал более 50 000 наблюдений. Инструмент обнаружил ряд источников выбросов в регионе, который редко изучался. Южный Узбекистан 1 сентября 2022 года было обнаружено 12 шлейфов метана общей скоростью около 49 734 фунтов (22 559 кг) в час.

Кроме того, прибор обнаружил шлейфы, которые были намного меньше, чем ожидалось. Это было сделано в отдаленном уголке Юго-Восточная Ливия 3 сентября 2022 года один из самых маленьких источников выбрасывал 979 фунтов (444 килограмма) в час, исходя из местных оценок скорости ветра.

Ссылка: «Атрибуция отдельных источников выбросов метана и углекислого газа с использованием наблюдений EMIT из космоса», Эндрю К. Торп, Роберт О. Грин, Дэвид Р. Томпсон, Филип Г. Бродрик, Джон В. Чепмен, Клейтон Д. Элдер, Ициар Ираколис -Лойткесат, Дэниел Х. Косворт, Алана К. Аяси, Райли М. Доррен, Кристиан Франкенберг, Луи Гюнтер, Джон Р. Уорден, Филип Э. Деннисон, Дар А. Робертс, К. Дэна Чедвик, Майкл Л. Иствуд, Дж.Э. Вален и Чарльз Э. Миллер, 17 ноября 2023 г., Развитие науки.
doi: 10.1126/sciadv.adh2391

Подробнее о миссии EMIT

EMIT был выбран в рамках заявки Earth Venture Instrument-4 Отдела наук о Земле Управления научных миссий НАСА и был разработан в Лаборатории реактивного движения НАСА, которой управляет Калифорнийский технологический институт в Пасадене, Калифорния. Данные приборов доступны в Центре распределенных активных архивов НАСА для использования другими исследователями и общественностью.