Текущее состояние разработки точечных космических спутников для обнаружения метана.

В кадастрах выбросов метана обычно используется подход «снизу вверх», связывающий выбросы с соответствующей производственной деятельностью для разработки стратегий контроля выбросов. Наблюдения за атмосферным метаном «сверху вниз», с другой стороны, используют обратный подход для улучшения оценки концентрации выбросов метана. Спутниковые наблюдения за метаном привлекли значительное внимание благодаря высокой частоте наблюдений и глобальному охвату. Среди них обнаружение концентрации атмосферного метана в столбе атмосферы с помощью коротковолновой инфракрасной спектроскопии позволяет достичь чувствительности, близкой к единичному уровню.

△ Спутниковый прибор для измерения метана в коротковолновом инфракрасном диапазоне (SWIR)

В зависимости от цели наблюдения, спутниковые приборы для измерения выбросов метана в коротковолновом инфракрасном диапазоне можно разделить на две основные категории: региональные и точечные источники. Региональные приборы предназначены для наблюдения за общими выбросами в глобальном или региональном масштабе с пространственным разрешением 0,1–10 км. Точечные приборы обеспечивают высокое пространственное разрешение (

△Классификация обнаружения атмосферного метана на глобальном, региональном и точечном уровнях

Потенциал космических спектрометров для съемки наземных объектов в обнаружении точечных источников метана был впервые продемонстрирован при обнаружении утечки природного газа на газохранилище Арисо-Каньон с помощью спектрометра Hyperion. Было показано, что гиперспектральные датчики, такие как PRISMA, позволяют количественно оценить выбросы метана из точечных источников в объеме приблизительно 500 кг·ч⁻¹. Спутник GHGSat-D, запущенный в 2016 году как первый специализированный спутник для количественной оценки точечных источников метана, имеет эффективное разрешение пикселя 50 × 50 м² и точность 12–25% (в зависимости от типа поверхности). В период с 2020 по 2022 год было запущено еще пять спутников серии GHGSat с точностью приблизительно 1–2%, сформировав группировку с возможностью быстрого повторного наблюдения. Гиперспектральный сканер на спутнике Gaofen-502 отечественного производства, предназначенный для обнаружения типичных источников сверхвысоких выбросов метана в Китае и США, а также точечных источников метана в угольных шахтах провинции Шаньси, позволяет количественно оценить выбросы метана из точечных источников в объеме приблизительно 700,00–16000 кг·ч⁻¹. Кроме того, многоспектральные приборы, такие как Sentinel-2, Landsat и WorldView-3, также способны обнаруживать и количественно оценивать сверхкрупные точечные источники выбросов метана.

△Пермский бассейн (Техас и Нью-Мексико), июль 2020 г.

Спутниковые наблюдения за атмосферным метаном

Современные спутниковые спектрометры имеют пороги обнаружения в диапазоне от 100 до 10 000 кг·ч⁻¹, что позволяет им отслеживать крупные точечные источники выбросов метана, обнаруживать ранее неизвестные источники выбросов и количественно оценивать общие выбросы. С расширением спутниковых группировок для обнаружения точечных источников метана, включая группировки GHGSat и Carbon Mapper, а также с предстоящей спутниковой группировкой метана от CAS Xiguang, в ближайшие несколько лет ожидается значительное повышение целостности, пространственного охвата и частоты повторных наблюдений в системах точечного наблюдения за источниками благодаря интенсивным наблюдениям, что будет способствовать лучшему пониманию прерывистого характера выбросов метана.