Новый датчик космической станции может обнаружить скрытые выбросы парниковых газов

Прибор, недавно установленный на Международной космической станции (МКС), доказывает свою способность обнаруживать шлейфы парниковых газов, которые изменяют климат Земли.

Датчик, получивший название Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT), был доставлен на космическую станцию ​​летом 2022 года. Его основная цель — определить, как пыль в атмосфере влияет на климат Земли. Но оказывается, что эта возможность также позволяет EMIT собирать очень подробные данные. наблюдения за ранее неизвестными шлейфами основных парниковых газов метан и углекислый газ, согласно новому исследованию, в ходе которого анализировались данные прибора за первые 30 дней. Ученые надеются, что способность точно определить источники выбросов может стать ценным инструментом в борьбе с климатическим кризисом, поскольку парниковые газы достигают все более высоких концентраций в атмосфере, как объявила на этой неделе Всемирная метеорологическая организация.

Датчик EMIT настолько ценен, потому что он сочетает в себе точность таких технологий, как приборы, установленные на самолетах, с широким охватом спутников.

«С помощью многих предыдущих методов вы можете получить представление о том, что происходит в широком регионе или городе, но не всегда возможно отнести выбросы, скажем, к этой части города, этой электростанции, этому свалке», — говорит Джон Лин, ученый-атмосферник из Университета Юты, который не участвовал в новом исследовании, опубликованном в пятницу в журнале Достижения науки. «Такая атрибуция становится весьма полезной, особенно если мы подумаем о способах сокращения этих выбросов».

EMIT уже больше года наблюдает за Землей. Однако в этих наблюдениях приоритет отдается мониторингу пыли, поэтому до сих пор инструмент фокусировался на особенно запыленных регионах, таких как Северная Африка и Центральная Азия. В качестве второстепенной задачи обнаружение парниковых газов в целом отошло на второй план; за то короткое время, которое на сегодняшний день доступно для работы по выбросам, команда отдала приоритет изучению метана, а не углекислого газа, потому что источники метана не так хорошо изученыПо словам сотрудников миссии. Ситуация может измениться, если НАСА продолжит миссию в новом году и далее, говорит главный исследователь EMIT Роберт Грин, специалист по системам Земли из Лаборатории реактивного движения НАСА (JPL) и соавтор нового исследования.

Но в документе описывается, как даже всего за первый месяц наблюдений за пылью EMIT также выявил десятки различных шлейфов метана, а также выбросы углекислого газа, например, от двух китайских электростанций и свалки в Саудовской Аравии.

Результаты не являются совершенно неожиданными: члены команды EMIT думали, что смогут увидеть парниковые газы с помощью этого прибора. Однако качество его работы, даже в первоначальной работе, стало неожиданностью, говорит Эндрю Торп, технолог и ученый-атмосферник из Лаборатории реактивного движения и ведущий автор нового исследования. «Мы были в восторге, когда увидели результаты, и очень довольны работой инструмента», — говорит он. «Это превзошло наши ожидания».

Эти результаты поместили EMIT в волну космических датчиков следующего поколения, которые ищут шлейфы парниковых газов, включая уже летающий спутник монреальской компании GHGSat, а также будущие миссии некоммерческих организаций Carbon Mapper и Фонда защиты окружающей среды. говорит Лори Брювилер, ученый-атмосферник из Лаборатории глобального мониторинга Национального управления океанических и атмосферных исследований, которая не участвовала в новом исследовании. «Нам нужно как можно больше данных», — говорит она, — «поэтому тот факт, что существует множество инструментов, делающих подобные вещи, — это хорошо».

Новые инструменты важны из-за наблюдений с высоким разрешением, которые имитируют качество измерений, обычно выполняемых с самолетов. Но размещение EMIT на МКС позволяет ей покрывать гораздо большую территорию, чем любой самолет. По словам ученых, он сочетает в себе мощные технологии для выявления источников выбросов, которые можно легко устранить, особенно для трубопроводов, у владельцев которых есть экономическая мотивация утечки пробки.

«Если вы действительно сможете сосредоточиться на том, что происходит, и измерить это из космоса с большим охватом, тогда вы действительно сможете предоставить много информации, чтобы увидеть некоторые из легко висящих плодов, некоторые из крупных источников, которые мы можем найти», — Лин говорит.

Хотя новое исследование охватывает только 30 дней наблюдений, Грин говорит, что на сегодняшний день EMIT наблюдал более 830 шлейфов парниковых газов. Команда EMIT публикует свои данные и заявляет, что благодаря ее работе уже были приняты некоторые добровольные меры по сокращению выбросов, хотя исследователи не обращаются к создателям шлейфов, которые они обнаруживают. «Наука может дать вам эту информацию», — говорит Брювилер. «Но затем действия, которые требуют политики и дипломатии».

В новом исследовании члены команды также пытаются количественно оценить наблюдаемые ими выбросы. Это может помочь чиновникам составить кадастры выбросов парниковых газов, которые представляют собой официальные подсчеты источников и поглотителей. (К последним относятся деревья, поглощающие углекислый газ.) Брювилер предупреждает, что эти расчеты требуют детального понимания местных атмосферных условий, что невозможно для мест с более слабой инфраструктурой мониторинга погоды.

Даже если возможности EMIT по инвентаризации парниковых газов ограничены, его данные все равно могут помочь странам достичь 2021 года. глобальное обязательство по сокращению выбросов метанаЦелью программы является сокращение выбросов к 2030 году как минимум на 30 процентов от уровня 2020 года. Метан — более мощный парниковый газ в пересчете на молекулу, чем углекислый газ, а также он менее живуч в атмосфере, что делает его привлекательной мишенью для краткосрочных действий. «Если бы мы действительно могли сократить выбросы метана, мы могли бы снизить темпы потепления в следующие несколько десятилетий», — говорит Лин.

Около 150 стран и регионов подписали обязательство по сокращению выбросов метана. Однако ее амбициозная цель потребует от мира реальных успехов в сокращении выбросов, в том числе от труднодоступные источники, такие как животноводческие объекты— а не просто устранять утечки в энергетической инфраструктуре, — говорит Брювилер. «Дело в том, что мы не сможем выполнить глобальные обязательства по метану только за счет выбросов нефти и газа», — говорит она. «Это тот легко висящий плод, то, что мы знаем, как исправить, то, что, как мы знаем, мы можем исправить без особых экономических страданий. Но в конце концов этого будет недостаточно».

Чем больше инструментов ученые смогут использовать для выявления шлейфов парниковых газов, тем больше будет целей по сокращению выбросов – не только в контексте обязательства по метану, но и в рамках целей по изменению климата, установленных Организацией Объединенных Наций. Всемирная организация собирается провести свою 28-ю ежегодную конференцию по изменению климата, также называемую 28-й Конференцией сторон Рамочной конвенции ООН по изменению климата (COP28), позднее в этом месяце в Объединенных Арабских Эмиратах. На COP28 страны будут уделять особое внимание выбросам углекислого газа, которыми команда EMIT также займется в ближайшее время.

«В конце концов, нам придется бороться с выбросами CO₂— и СО₂ часть проблемы быстро растет и в настоящее время не демонстрирует никаких признаков замедления», — говорит Брювилер. «Мы определенно должны сократить выбросы метана, в этом нет никаких сомнений. Мы можем извлечь из этого пользу. Но где-то в будущем нам придется серьезно противостоять CO.₂».