Descripción general de los métodos de detección de metano atmosférico

Las actividades humanas desde la Primera Revolución Industrial han duplicado con creces la concentración de metano en la atmósfera. Si bien las emisiones de metano representan el 3 % del total de las emisiones de gases de efecto invernadero en masa, su forzamiento radiativo (o forzamiento climático) representa el 23 % de la radiación total. El Informe de Emisiones de Metano de 2023, publicado por GHGSat, muestra que, a finales de ese año, las emisiones globales de metano alcanzaron aproximadamente 378 MtCO2e, el doble de la cantidad emitida en 2022. Actualmente, el metano es el segundo gas de efecto invernadero más importante después del dióxido de carbono y está recibiendo una atención significativa en todas las principales economías del mundo.

La detección sistemática de metano atmosférico comenzó en la década de 1880 con el Sistema de Vigilancia Atmosférica Mundial (GAW, por sus siglas en inglés) de la Organización Meteorológica Mundial (OMM). Según la plataforma en la que se monta el detector, los métodos de detección de metano atmosférico se pueden clasificar en terrestres, espaciales y aéreos.

△Mapa de distribución global de sitios de TCCON

Detección terrestre

La detección desde tierra comenzó mucho antes, y actualmente las principales redes mundiales de observación de metano desde tierra incluyen la Red de Observación de la Columna Total de Carbono (TCCON) y la Red Nacional de Detección de Perturbaciones y Cambios en la Atmósfera (NDACC).

La detección terrestre tiene una alta sensibilidad y puede proporcionar datos de detección de metano atmosférico de alta precisión, pero el número de estaciones terrestres distribuidas globalmente es limitado y su distribución espacial es desigual, con una baja cobertura de estaciones de observación en América del Sur, África, Oceanía y Asia.

△Detección de metano atmosférico mediante máquinas

Detección basada en el espacio

En el campo de la detección aérea, se han desarrollado una serie de detectores aerotransportados, entre los que se incluyen el espectrómetro de absorción infrarroja láser aerotransportado (ALIAS), el cromatógrafo de gases traza atmosféricos aerotransportado (ALIAS-II), el lidar de monitorización de gases (GML), el espectrómetro de imágenes visible/infrarrojas aerotransportado de próxima generación de la NASA (AVIRIS-NG), el espectrómetro aerotransportado de GHGSat (GHGSat-AV) y el simulador aerotransportado MethaneSAT (MethaneAIR).

La detección aérea permite la detección en tiempo real y en el lugar, facilitando así inspecciones aéreas rápidas dentro de un rango determinado y respuestas ágiles ante posibles fugas de metano atmosférico. La detección aérea puede cuantificar de forma consistente emisiones de metano superiores a 10 kg/h, e incluso algunos espectrómetros pueden cuantificar emisiones inferiores a 5 kg/h.

△Capacidad de detección de metano atmosférico desde el espacio

Exploración basada en las estrellas

Desde 1990, la teledetección satelital se ha utilizado cada vez más para monitorear la composición atmosférica. Estados Unidos, los países de la Unión Europea, Japón, Canadá y China han lanzado sucesivamente múltiples satélites con capacidad para detectar metano atmosférico, conformando gradualmente un sistema espacial de detección de metano a múltiples escalas que abarca el planeta, regiones y fuentes puntuales. A medida que mejora el rendimiento de los sensores satelitales, la precisión de la detección aumenta progresivamente.

La detección espacial compensa la baja cobertura espacial de la detección terrestre y espacial. Ambas proporcionan datos de verificación para la precisión de la detección espacial. Los tres métodos de detección (terrestre, espacial y espacial) se complementan entre sí, proporcionando una base de datos para la detección de metano atmosférico. Asimismo, ofrecen verificación y apoyo para los inventarios de emisiones ascendentes mediante un enfoque descendente.