Global metan monitoringi sun'iy yo'ldoshini ishlab chiqish va qo'llash holatlari

Metan monitoringi texnologiyalari odatda optik, kimyoviy va akustik tamoyillar asosida ishlab chiqilgan bo'lib, asosan giperspektral infraqizil tasvirlash spektrometrlari, termal tasvirlash moslamalari, fotoionizatsiya detektorlari va ultratovush detektorlarini o'z ichiga oladi. Ushbu qurilmalar onlayn monitoring uchun to'g'ridan-to'g'ri ishlab chiqarish va transport vositalariga o'rnatilishi yoki ma'lum bir hududda namunalar olish va tahlil qilish uchun transport vositalari, past balandlikdagi samolyotlar yoki dronlar kabi mobil transport vositalariga o'rnatilishi mumkin. Biroq, an'anaviy monitoring texnologiyalari ishchi kuchi, xarajat, vaqt va makon kabi omillar bilan cheklangan, bu esa katta hududlarda uzluksiz va kuzatiladigan metan emissiyasi ma'lumotlarini olishni imkonsiz qiladi va keng ko'lamli metan oqishini aniqlash imkoniyatiga ega emas. Sun'iy yo'ldosh masofaviy zondlash texnologiyasida, ayniqsa giperspektral tasvirlash texnologiyasida erishilgan yutuqlar bilan rivojlangan mamlakatlar global metan monitoringi tizimini yaratishga intilib, ushbu texnologiyani metan monitoringida tadqiq qilish va qo'llashni tezlashtirmoqdalar.

△Orbitada yakunlangan yoki hali ham bo'lgan CH4 sun'iy yo'ldoshlarining ishlashi haqida qisqacha ma'lumot

Global metan monitoringi sun'iy yo'ldoshlarini ishlab chiqish

Global iqlim o'zgarishi bo'yicha tadqiqotlar chuqurlashishi va kosmik issiqxona gazlarini aniqlash texnologiyalarining yetukligi bilan 2017-yildan boshlab CH4 aniqlash sun'iy yo'ldoshlari soni tez sur'atlar bilan o'sishni boshladi. Qisqa to'lqinli infraqizil diapazonga asoslangan bir nechta CH4 aniqlash sun'iy yo'ldoshlarining uchirilishi global CH4 aniqlash va qo'llash tadqiqotlarining jadal rivojlanishiga yordam berdi. Parij kelishuvi imzolangandan so'ng, metan sun'iy yo'ldoshlarini monitoring qilish sohasi jadal rivojlanish davriga kirdi. Yevropa kosmik agentligi, Yaponiya aerokosmik tadqiqotlar agentligi va Italiya kosmik agentligi kabi rasmiy kosmik agentliklar metan chiqindilarini global miqyosda kuzatish uchun o'zlarining ishlab chiqilgan Tropomi, FTS-2 va PRISMA spektrometrlarini olib yurgan Sentinel-5P, GOSAT-2 va VEGA sun'iy yo'ldoshlarini mos ravishda uchirdilar. Ishlash ko'rsatkichlari nuqtai nazaridan, ushbu uchta agentlik metan chiqindilarini monitoring qilish chegaralarida sezilarli yutuqlarga erishdi, Italiya PRISMA spektrometri esa fazoviy aniqlikda sezilarli yaxshilanishga erishdi, yer monitoringi aniqligi 30 metrlik darajaga yetdi.

△Yirik global metan monitoringi sun'iy yo'ldoshlarining ishlashini taqqoslash jadvali

Mamlakatimning metan monitoringi sun'iy yo'ldoshining rivojlanishi

Xitoy atmosferadagi CH4 ni aniqlash uchun bir qator sun'iy yo'ldoshlarni ham uchirdi. Gaofen-5 (GF-5) sun'iy yo'ldoshidagi issiqxona gazlarini monitoring qilish asbobi (GMI) yaqin infraqizildan qisqa to'lqinli infraqizil diapazonda (759–2058 nm) spektral signallarni olish uchun fazoviy geterodin spektroskopiyasidan (SHS) foydalanadi, bu yuqori signal-shovqin nisbati va oynasiz ishlashga ega. GMI ning spektral diapazoni SCIAMACHY ga o'xshash va uning spektral o'lchamlari TANSO-FTS bilan bir xil, bu unga CH4 va CO2 kabi issiqxona gazlarining konsentratsiya ma'lumotlarini olish imkonini beradi, bu esa issiqxona gazlarining manba-cho'kish tahlili uchun ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlaydi. Fengyun-3D sun'iy yo'ldoshidagi giperspektral issiqxona gazlari monitori (GAS) yaqin infraqizildan qisqa to'lqinli infraqizil diapazondagi to'rtta diapazonli oynada yuqori aniqlikdagi spektrlarni olish uchun interferometrik spektroskopiyadan foydalanadi, bu esa CH4 va CO2 kabi atmosfera komponentlarining konsentratsiya ma'lumotlarini olish uchun ishlatiladi, bu esa mintaqaviy miqyosda sirt issiqxona gazlari oqimlarini miqdoriy baholashni yaxshilaydi.

△GHGSat sun'iy yo'ldosh masofadan zondlash neft va gaz inshootlaridan chiqadigan metan chiqindilarini kuzatadi.

Tijorat metan monitoringi sun'iy yo'ldoshlari yutuqlarga erishishda davom etmoqda.

Tijorat sun'iy yo'ldoshlari asosan mahalliylashtirilgan neft va gaz sanoati emissiya hududlarini nishonga oladi va yuqori fazoviy aniqlikdagi tasvir ma'lumotlarini olish orqali emissiyalarni baholaydi. Tijorat sun'iy yo'ldoshlarining rivojlanishi, shuningdek, mahalliylashtirilgan CH4 emissiyasini monitoring qilish uchun ajoyib sharoitlarni yaratdi va global kosmik CH4 aniqlash imkoniyatlarini to'ldirdi. 2016-yildan 2021-yilgacha Kanadaning issiqxona gazlari sun'iy yo'ldosh kompaniyasi GHGSat-D, GHGSat-C1 va GHGSat-C2 sun'iy yo'ldoshlarini ishga tushirdi va ularning tarmog'ini yakunladi, metan emissiyasini monitoring qilish chegarasi va fazoviy aniqlikni mos ravishda 100 kg/soat va 25 metrga oshirdi, bu esa yer usti neft va gaz qazib olish inshootlari va tabiiy gaz quvurlari kabi metan emissiya manbalarini aniq monitoring qilish imkonini berdi.

Metan monitoringi sun'iy yo'ldoshini qo'llash holatlari

Global va mintaqaviy CH4 byudjetlarini baholash CH4 manba-cho'kma taqsimotini tushunishimizni yaxshilashga yordam beradi va kelajakdagi iqlim o'zgarishini hal qilish uchun ma'lumotnoma beradi. Hozirgi vaqtda GOSAT ma'lumotlari CH4 sirt oqimlarini baholashda keng qo'llaniladi, bu CH4 manba-cho'kma taqsimotini va global va mintaqaviy miqyosdagi o'zgarishlarni tahlil qilishga yordam beradi. Bu turli sektorlarning CH4 emissiyalariga qo'shgan hissasini baholash va CH4 manba-cho'kma taqsimotidagi o'zgarishlar va ularning iqlimga ta'sirini chuqurroq tushunish uchun ishonchli dalillarni taqdim etadi. GOSATga qaraganda yuqori fazoviy-vaqtinchalik aniqlik va sezilarli darajada katta va aniqroq ma'lumotlar hajmiga ega TROPOMI nozik miqyosli oqimni baholashda ustunlikka ega. Ushbu topilmalar global metan byudjetini tuzish va CH4 manba-cho'kma o'zgarishlarini yanada yaxshiroq tushunish uchun ilmiy ma'lumotlarni qo'llab-quvvatlaydi.

Yuqori fazoviy-vaqtinchalik aniqlikdagi sun'iy yo'ldosh orqali uzatiladigan CH4 ma'lumotlari mahsulotlari antropogen CH4 emissiya jarayonlarini bevosita aks ettirishi mumkin. TROPOMI CH4 emissiyasini monitoring qilish va baholash uchun uzluksiz fazoviy-vaqtinchalik aniqlashda o'zining ustunligini namoyish etdi va uning yuqori aniqlikdagi aniqlash imkoniyatlari mintaqaviy hudud manbai CH4 emissiyalarini monitoring qilish va miqdorini aniqlash uchun ham sharoit yaratadi. Sinxron ravishda aniqlangan atmosferadagi CO konsentratsiyasi ma'lumotlari bilan birgalikda mahalliy CH4 emissiyalarining barqarorligini atmosfera transporti modellarisiz mustaqil ravishda baholash mumkin. Yuqori fazoviy aniqlikka ega bo'lgan GHGSat seriyali tijorat sun'iy yo'ldoshlari sanoat ishlab chiqarishidan CH4 nuqta manbai emissiyalarini olish uchun mo'ljallangan. Nozik miqyosli CH4 emissiya shlaklarini aniqlash orqali ular mahalliy emissiya monitoringi va emissiyani baholashda keng qo'llanilgan.

△CH4 ustun konsentratsiyasining (XCH4) global taqsimot natijalari

Metan monitoringi sun'iy yo'ldoshini qo'llash holatlari

Antropogen CH4 chiqindilari global isishga sezilarli hissa qo'shadigan asosiy omil hisoblanadi va aniq mintaqaviy CH4 aniqlash antropogen emissiya jarayonlarini kuzatish va nazorat qilish uchun katta yo'naltiruvchi ahamiyatga ega. Xitoy Fanlar akademiyasining Hefei fizika fanlari institutlari Gaofen-5 sun'iy yo'ldoshi GMI yordamida 1,65 mkm kanalda CH4 yutilish spektri ma'lumotlarini oldi va shunga o'xshash xalqaro asboblarning natijalariga yaqin bo'lgan CH4 ustun konsentratsiyasining (XCH4) global taqsimot natijalarini oldi.

Ekologiya va atrof-muhit vazirligining Sun'iy yo'ldosh atrof-muhitni qo'llash markazi 2022-yil kuzida (1-iyuldan 30-sentabrgacha) giperspektral integratsiyalashgan kuzatuv sun'iy yo'ldoshi yordamida global atmosfera CH4 monitoringini o'tkazdi. Monitoring natijalari aniq kenglikdagi tarqalish xususiyatlarini aks ettirdi va CH4 inversiyasining aniqligi TCCON stantsiyasining o'lchov ma'lumotlariga nisbatan 20 ppm dan yuqori edi. 2022-yil sentyabr oyida Nord Stream tabiiy gaz quvurining oqishi keng xalqaro e'tiborni tortdi. Hodisaning rivojlanishini kuzatish uchun Ekologiya va atrof-muhit vazirligining Sun'iy yo'ldosh atrof-muhitni qo'llash markazi 30-sentabr kuni Nord Stream tabiiy gaz quvuri bo'ylab favqulodda monitoring o'tkazish uchun sun'iy yo'ldoshdan foydalangan. Uxan universiteti, Nanjing universiteti va boshqa muassasalar bilan hamkorlikda u CH4 emissiya anomaliyalarini masofadan zondlash va aniqlash ishlarini olib bordi va Daniyaning Bornholm orolining sharqidagi Nord Stream 2 quvurida taxminan 70 t/soat emissiya bilan nisbatan aniq CH4 emissiya anomaliyasini aniqladi.

△ Giperspektral integratsiyalashgan kuzatuv sun'iy yo'ldoshlari asosida Nord Stream tabiiy gaz quvuri bo'ylab CH4 emissiya anomaliyalarini monitoring qilish

Yillar davomida qurilish va rivojlanishdan so'ng, mening mamlakatimning issiqxona gazlarini kuzatish tizimi kosmik-havo-yer ko'p manbali ma'lumotlarni integratsiyalashgan holda qo'llab-quvvatlash istiqbolini ko'rsatdi. Bu nafaqat mening mamlakatimning havo ifloslanishining oldini olish va nazorat qilish hamda havo sifatini prognoz qilish uchun ma'lumotlar va texnik yordamni taqdim etadi, balki global ko'p sun'iy yo'ldoshli issiqxona gazlarini kuzatish platformasini yaratishga ham hissa qo'shadi. 14-besh yillik reja davrida mening mamlakatim yangi sun'iy yo'ldoshlarni tadqiq qilish va ishlab chiqish hamda amaliy tizimlarni yaratish borasidagi sa'y-harakatlarini kuchaytirishda davom etadi, asosiy global issiqxona gazlari va havo ifloslantiruvchi moddalarni masofadan zondlash monitoringi imkoniyatlarini yanada oshiradi va milliy "ikki uglerodli" strategik maqsadlarga erishish va global iqlim o'zgarishiga qarshi kurashish uchun masofadan zondlash monitoringi ma'lumotlarini qo'llab-quvvatlaydi.

Ba'zi ma'lumotnoma materiallari quyidagilardan olingan:

Mamlakatimning issiqxona gazlarini kuzatish sun'iy yo'ldoshlarini qurish va odatiy ma'lumotlarni qo'llash

Mamlakatimdagi uglerod neytralligi va uglerod cho'qqisiga qaratilgan atmosfera metanini kuzatish sun'iy yo'ldoshlarining hozirgi holati va rivojlanish tendentsiyalarini tahlil qilish