Estado actual del desarrollo de satélites espaciales para la detección puntual de metano

Los inventarios de emisiones de metano suelen emplear un enfoque ascendente, que vincula las emisiones con las actividades de producción relacionadas para fundamentar las estrategias de control de emisiones. Por otro lado, las observaciones atmosféricas de metano descendentes utilizan un enfoque inverso para mejorar la estimación de la concentración de emisiones de metano. Las observaciones de metano basadas en satélites han atraído una atención considerable debido a su alta frecuencia de observación y cobertura global. Entre ellas, la detección de la concentración de la columna atmosférica de metano mediante espectroscopia infrarroja de onda corta puede alcanzar una sensibilidad de detección cercana al nivel unitario.

△ Instrumento satelital de metano en infrarrojo de onda corta (SWIR)

Según el objetivo de observación, las cargas útiles de los satélites de metano en infrarrojo de onda corta se pueden dividir en dos categorías principales: regionales y de fuente puntual. Los sensores regionales buscan observar las emisiones totales a escala global o regional con una resolución espacial de 0,1 a 10 km. Los sensores de fuente puntual ofrecen una alta resolución espacial (

△Clasificación de la detección de metano atmosférico a escalas global, regional y de fuente puntual

El potencial de los espectrómetros de imágenes terrestres espaciales para detectar fuentes puntuales de metano se demostró por primera vez durante la detección de una fuga de gas natural en la instalación de almacenamiento de gas de Ariso Canyon utilizando el espectrómetro Hyperion. Se ha demostrado que los sensores hiperespectrales como PRISMA cuantifican emisiones de fuentes puntuales de metano de aproximadamente 500 kg h⁻¹. El satélite GHGSat-D, lanzado en 2016 como el primer satélite dedicado a la cuantificación de fuentes puntuales de metano, tiene una resolución de píxel efectiva de 50 × 50 m² y una precisión del 12 % al 25 % (dependiendo del tipo de superficie). Entre 2020 y 2022, se lanzaron cinco satélites más de la serie GHGSat con una precisión de aproximadamente el 1 % al 2 %, formando una constelación con capacidad de revisita rápida. El generador de imágenes hiperespectrales del satélite Gaofen-5 02, de fabricación nacional, que apunta a fuentes típicas de superemisión de metano en China y Estados Unidos, así como a fuentes puntuales de metano en minas de carbón en la provincia de Shanxi, puede cuantificar emisiones puntuales de metano de aproximadamente 700,00–16000 kg h⁻¹. Además, instrumentos multiespectrales como Sentinel-2, Landsat y WorldView-3 también son capaces de detectar y cuantificar fuentes puntuales de emisión de metano de gran magnitud.

△Cuenca Pérmica (Texas y Nuevo México), julio de 2020

Observaciones satelitales del metano atmosférico

Los espectrómetros satelitales actuales tienen umbrales de detección que van desde 100 hasta 10 000 kg h⁻¹, lo que les permite monitorear grandes fuentes puntuales de emisión de metano, descubrir fuentes de emisión previamente desconocidas y cuantificar las emisiones totales. Con la expansión de las constelaciones de satélites para la detección de fuentes puntuales de metano, incluidas las constelaciones GHGSat y Carbon Mapper, y la próxima constelación de satélites de metano de CAS Xiguang, en los próximos años se observará un aumento significativo en la integridad, la cobertura espacial y la frecuencia de revisita de los sistemas de observación de fuentes puntuales mediante observaciones intensivas, lo que contribuirá a una mejor comprensión de la naturaleza intermitente de las emisiones de metano.