Atmosferik Metan Tespit Yöntemlerine Genel Bakış

Birinci Sanayi Devrimi'nden bu yana insan faaliyetleri, atmosferdeki metan konsantrasyonunu iki katından fazla artırdı. Metan emisyonları kütlece toplam sera gazı emisyonlarının %3'ünü oluştururken, radyasyon zorlaması (veya iklim zorlaması) toplam radyasyonun %23'ünü oluşturmaktadır. GHGSat tarafından yayınlanan 2023 Metan Emisyonları Raporu, 2023 yılının sonuna kadar küresel metan emisyonlarının yaklaşık 378 MtCO2e'ye ulaştığını, yani 2022'de salınan miktarın iki katı olduğunu göstermektedir. Şu anda metan, karbondioksitten sonra ikinci en büyük sera gazıdır ve dünya çapındaki tüm büyük ekonomilerde önemli bir ilgi görmektedir.

Atmosferik metanın sistematik tespiti, 1880'lerde Dünya Meteoroloji Örgütü'nün (WMO) Küresel Atmosfer Gözlemi (GAW) ile başladı. Dedektörün monte edildiği platforma bağlı olarak, atmosferik metan tespit yöntemleri yer tabanlı, uzay tabanlı ve uzay tabanlı yöntemler olarak sınıflandırılabilir.

△TCCON Küresel Dağıtım Haritası

Yerden tespit

Yer tabanlı tespit en erken dönemde başladı ve şu anda başlıca küresel yer tabanlı metan gözlem ağları arasında Toplam Karbon Sütunu Gözlem Ağı (TCCON) ve Ulusal Atmosferdeki Bozulma ve Değişim Tespit Ağı (NDACC) yer almaktadır.

Yer tabanlı tespit yüksek hassasiyete sahiptir ve yüksek hassasiyetli atmosferik metan tespit verileri sağlayabilir, ancak küresel olarak dağıtılan yer istasyonlarının sayısı sınırlıdır ve mekansal dağılımları düzensizdir; Güney Amerika, Afrika, Okyanusya ve Asya'da gözlem istasyonlarının kapsama alanı düşüktür.

△Makine tabanlı atmosferik metan tespiti

Uzay tabanlı tespit

Havadan tespit alanında, Havadan Lazer Kızılötesi Soğurma Spektrometresi (ALIAS), Havadan Atmosferik İz Gaz Kromatografı (ALIAS-II), Gaz İzleme Lidar (GML), NASA'nın Yeni Nesil Havadan Görünür/Kızılötesi Görüntüleme Spektrometresi (AVIRIS-NG), GHGSat'ın Havadan Spektrometresi (GHGSat-AV) ve MethaneSAT Havadan Simülatörü (MethaneAIR) dahil olmak üzere bir dizi havadan dedektör geliştirilmiştir.

Havadan tespit, gerçek zamanlı, yerinde tespit olanağı sağlayarak belirli bir menzil içinde hızlı uçuş araştırmalarına ve şüpheli atmosferik metan sızıntılarına hızlı müdahalelere olanak tanır. Havadan tespit, saatte 10 kg'ı aşan metan emisyonlarını tutarlı bir şekilde ölçebilir ve bazı spektrometreler saatte 5 kg'ın altındaki emisyonları bile ölçebilir.

△Uzay tabanlı atmosferik metan tespit yeteneği

Yıldız tabanlı keşif

1990'dan beri, atmosferik bileşimi izlemek için uydu uzaktan algılama giderek daha yaygın bir şekilde kullanılmaktadır. Amerika Birleşik Devletleri, Avrupa Birliği ülkeleri, Japonya, Kanada ve Çin, atmosferik metan tespit yeteneğine sahip çok sayıda uyduyu art arda fırlatarak, küresel ölçekte, bölgelerde ve noktasal kaynakları kapsayan çok ölçekli bir mekansal metan tespit sistemi oluşturmuştur. Uydu tabanlı sensörlerin performansı iyileştikçe, tespit doğruluğu da giderek artmaktadır.

Uzay tabanlı tespit, yer tabanlı ve uzay tabanlı tespitin düşük mekansal kapsamını telafi eder. Yer tabanlı ve uzay tabanlı tespit, uzay tabanlı tespitin doğruluğu için doğrulama verileri sağlar. Yer tabanlı, uzay tabanlı ve uzay tabanlı tespit olmak üzere üç tespit yöntemi birbirini tamamlayarak atmosferik metan tespiti için bir veri temeli oluşturur. Ayrıca, yukarıdan aşağıya bir yaklaşımla aşağıdan yukarıya emisyon envanterleri için doğrulama ve destek sağlarlar.