Gambaran Umum Metode Deteksi Metana Atmosfer

Aktivitas manusia sejak Revolusi Industri Pertama telah meningkatkan konsentrasi metana di atmosfer lebih dari dua kali lipat. Meskipun emisi metana hanya menyumbang 3% dari total emisi gas rumah kaca berdasarkan massa, gaya radiasinya (atau gaya iklim) menyumbang 23% dari total radiasi. Laporan Emisi Metana 2023 yang dirilis oleh GHGSat menunjukkan bahwa pada akhir tahun 2023, emisi metana global mencapai sekitar 378 MtCO2e, dua kali lipat jumlah yang dikeluarkan pada tahun 2022. Saat ini, metana adalah gas rumah kaca terbesar kedua setelah karbon dioksida dan mendapat perhatian signifikan di semua negara ekonomi utama di seluruh dunia.

Deteksi sistematis metana atmosfer dimulai pada tahun 1880-an dengan Global Atmosphere Watch (GAW) dari Organisasi Meteorologi Dunia (WMO). Berdasarkan platform tempat detektor dipasang, metode deteksi metana atmosfer dapat dikategorikan menjadi metode berbasis darat, berbasis ruang angkasa, dan berbasis ruang angkasa.

△Peta Distribusi Situs Global TCCON

Deteksi berbasis darat

Deteksi berbasis darat dimulai paling awal, dan saat ini jaringan pengamatan metana berbasis darat global utama meliputi Total Carbon Column Observation Network (TCCON) dan National Disturbance and Change in Atmosphere Detection Network (NDACC).

Deteksi berbasis darat memiliki sensitivitas tinggi dan dapat memberikan data deteksi metana atmosfer dengan presisi tinggi, tetapi jumlah stasiun darat yang tersebar secara global terbatas dan distribusi spasialnya tidak merata, dengan cakupan stasiun pengamatan yang rendah di Amerika Selatan, Afrika, Oseania, dan Asia.

△Deteksi metana atmosfer berbasis mesin

Deteksi berbasis ruang angkasa

Di bidang deteksi udara, serangkaian detektor udara telah dikembangkan, termasuk Airborne Laser Infrared Absorption Spectrometer (ALIAS), Airborne Atmospheric Trace Gas Chromatograph (ALIAS-II), Gas Monitoring Lidar (GML), NASA's Next Generation Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer (AVIRIS-NG), GHGSat's Airborne Spectrometer (GHGSat-AV), dan MethaneSAT Airborne Simulator (MethaneAIR).

Deteksi dari udara memungkinkan deteksi di lokasi secara real-time, sehingga memungkinkan survei penerbangan cepat dalam jangkauan tertentu dan respons cepat terhadap dugaan kebocoran metana di atmosfer. Deteksi dari udara dapat secara konsisten mengukur emisi metana yang melebihi 10 kg/jam, dan beberapa spektrometer bahkan dapat mengukur emisi di bawah 5 kg/jam.

△Kemampuan deteksi metana atmosfer berbasis ruang angkasa

Eksplorasi berbasis bintang

Sejak tahun 1990, penginderaan jauh satelit semakin banyak digunakan untuk memantau komposisi atmosfer. Amerika Serikat, negara-negara Uni Eropa, Jepang, Kanada, dan Tiongkok secara berturut-turut telah meluncurkan banyak satelit dengan kemampuan deteksi metana atmosfer, secara bertahap membentuk sistem deteksi metana spasial multi-skala yang mencakup seluruh dunia, wilayah, dan sumber titik. Seiring dengan peningkatan kinerja sensor berbasis satelit, akurasi deteksi pun secara bertahap meningkat.

Deteksi berbasis ruang angkasa mengkompensasi cakupan spasial yang rendah dari deteksi berbasis darat dan berbasis ruang angkasa. Deteksi berbasis darat dan berbasis ruang angkasa menyediakan data verifikasi untuk akurasi deteksi berbasis ruang angkasa. Ketiga metode deteksi berbasis darat, berbasis ruang angkasa, dan berbasis ruang angkasa saling melengkapi, menyediakan dasar data untuk deteksi metana atmosfer. Mereka juga memberikan verifikasi dan dukungan untuk inventaris emisi bottom-up melalui pendekatan top-down.