“Tính hoàn thiện” của vệ tinh là một khái niệm mới và mạnh mẽ nhằm thúc đẩy giảm thiểu ô nhiễm khí hậu.
Vệ tinh đang ngày càng nổi bật như một công cụ quan trọng trong việc giải quyết cuộc khủng hoảng khí hậu bằng cách phát hiện lượng khí thải toàn cầu. Hiện đã có hàng chục vệ tinh phát hiện khí nhà kính trên quỹ đạo và cả các tổ chức công và tư nhân đều đã công bố kế hoạch phóng thêm nhiều vệ tinh hơn trong tương lai. Ngoài ra, tại COP27, Liên Hợp Quốc đã công bố sáng kiến phát hiện khí mê-tan toàn cầu dựa trên vệ tinh, công nghệ cao mới - Hệ thống phản ứng và cảnh báo khí mê-tan (MARS) - sẽ tận dụng dữ liệu vệ tinh để cảnh báo các chính phủ, công ty và nhà điều hành về các nguồn khí mê-tan lớn nhằm phát hiện các nguồn khí mê-tan lớn. thúc đẩy giảm thiểu nhanh chóng.
Khi các chòm sao vệ tinh mở rộng — cùng với dữ liệu và thông tin chuyên sâu mà chúng cung cấp — thì sắc thái trong cách sử dụng chúng cũng tăng theo. Để kết hợp đúng công cụ với đúng công việc, điều quan trọng là phải hiểu mỗi vệ tinh được thiết kế để làm gì và làm thế nào dữ liệu của chúng có thể giúp những người ra quyết định đáp ứng các mục tiêu và mục tiêu khí hậu đa dạng nhưng có liên quan đến nhau.
Vì lý do này, báo cáo mới của RMI và Công cụ hoàn thiện phát thải nguồn vệ tinh (SPECT) nhằm mục đích giúp người dùng hiểu và đánh giá “sự hoàn thiện” của vệ tinh vì nó liên quan đến việc xác định và theo dõi các nguồn siêu phát khí mê-tan, một loại khí nhà kính (GHG) gấp 85 lần mạnh hơn CO2 trong khung thời gian 20 năm. Ở đây, chúng tôi giải thích định nghĩa, bối cảnh và tầm quan trọng của việc hoàn thiện vệ tinh như một công cụ mới và mạnh mẽ nhằm thúc đẩy giảm thiểu ô nhiễm khí hậu.
Vệ tinh làm cho khí thải vô hình có thể nhìn thấy được
Một “cuộc chạy đua không gian để cứu khí hậu” đang diễn ra và vì lý do chính đáng. Những năm lập kỷ lục đáng báo động về nồng độ carbon dioxide và metan trong khí quyển đòi hỏi phải giảm thiểu ngay lập tức và trên diện rộng. Bạn không thể quản lý những gì bạn không đo lường và việc làm cho lượng khí thải vô hình trước đây có thể nhìn thấy được từ không gian là rất quan trọng để giảm một nửa lượng khí thải carbon vào năm 2030 như đã cam kết trong Thỏa thuận Paris và đáp ứng mục tiêu của Cam kết Methane Toàn cầu nhằm cắt giảm 30% lượng khí thải mêtan đến năm 2030.
Hiểu các khả năng vệ tinh khác nhau
Các vệ tinh khác nhau được thiết kế để giám sát những thứ khác nhau theo những cách khác nhau (một bài viết trên Geospatial World đi sâu vào chính chủ đề này). Ví dụ, TROPOMI của Cơ quan Vũ trụ Châu Âu có thể lập bản đồ khí mêtan, oxit nitơ, carbon monoxide và các loại khí dung khác nhau khi nó di chuyển hàng ngày qua Châu Âu, Châu Á, Châu Phi và Châu Mỹ – một phạm vi địa lý quan trọng. Độ phân giải của nó có thể thu hẹp đến một vài dặm vuông trên Trái đất. So sánh điều đó với vệ tinh GHGSat-C1, được thiết kế để cung cấp khả năng giám sát độ phân giải cao cho các cơ sở công nghiệp đến cấp điểm nguồn (chẳng hạn như các trạm hoặc đường ống nén dầu và khí đốt cụ thể) ở quy mô 25 mét. Hoặc so sánh chúng với MethaneSat của EDF, nằm ở đâu đó giữa hai loại, cung cấp phạm vi bao phủ toàn cầu, có độ phân giải cao về lượng khí thải mêtan trong khu vực cũng như ở cấp độ các cơ sở dầu khí.
Mỗi loại trong số này đều có trường hợp sử dụng riêng: Một vệ tinh như TROPOMI có thể được sử dụng một cách hiệu quả để “xác thực” bản kiểm kê GHG được báo cáo của khu vực hoặc quốc gia, trong khi một vệ tinh như GHGSat có thể được sử dụng để cảnh báo cho nhà điều hành dầu khí về sự rò rỉ tại một trong những nơi đó. cơ sở vật chất của nó để có thể sửa chữa ngay lập tức.
Xác định các nguồn siêu phát
Mặc dù dữ liệu ở cấp độ khu vực, ngành và tài sản được thu thập bằng quan sát vệ tinh đều quan trọng, nhưng tính cấp bách về mặt thời gian của cuộc khủng hoảng khí hậu đã khiến RMI tập trung vào nhu cầu xác định các nguồn siêu phát khí mê-tan. Các nguồn siêu phát thải là nguồn khí mê-tan lớn có tốc độ phát thải cao, điển hình là 25 kg khí mê-tan mỗi giờ trở lên. Các nguồn siêu phát thải có thể bao gồm thiết bị sản xuất dầu khí bị rò rỉ, các mỏ than thông hơi hoặc các bãi chôn lấp và bãi thải.
Những nguồn như vậy trong lịch sử đã được chứng minh là khó theo dõi, tuy nhiên chúng đại diện cho cơ hội ngắn hạn lớn nhất của chúng ta để giảm thiểu khí mê-tan do tác động không cân xứng của chúng và thực tế là nhiều nguồn - một khi được xác định - có thể được giải quyết nhanh chóng và tiết kiệm chi phí. Và các vệ tinh mới với khả năng khác biệt đang thay đổi cuộc chơi.
Xác định tính đầy đủ và hiểu các thành phần của nó
Một thước đo mới về tính hoàn chỉnh của vệ tinh có thể giúp những người ra quyết định hiểu rõ hơn về điểm mạnh và hạn chế của các công nghệ vệ tinh khác nhau - đặc biệt là khả năng xác định các nguồn siêu phát khí mê-tan.
Tính đầy đủ kết hợp ba thông số vệ tinh trong một số liệu để định lượng tỷ lệ phát thải nguồn điểm mêtan toàn cầu có thể được phát hiện:
Độ nhạy phát hiện hoặc ngưỡng phát thải có thể được phát hiện bởi thiết bị vệ tinh (thường được mô tả là tốc độ phát thải theo khối lượng hoặc thể tích khí metan trong các điều kiện nhất định) Phạm vi bao phủ không gian,
là khu vực địa lý tổng thể được bao phủ bởi
tần suất lấy mẫu vệ tinh hoặc tần suất một vệ tinh hoàn thành thành công việc quan sát một khu vực nhất định.
Các cuộc thảo luận về vệ tinh hiện tại có xu hướng chỉ tập trung vào các giới hạn phát hiện và ít chú ý đến các thuộc tính hệ thống khác - hoặc coi các thuộc tính này là độc lập với nhau. Tuy nhiên, khi được kết hợp với nhau, các tham số này mang lại khả năng so sánh tốt hơn cho nhiệm vụ phát hiện các siêu phát.
Áp dụng tính đầy đủ vào việc ra quyết định
Trong số các lợi ích khác, số liệu đầy đủ có thể giúp người vận hành xác định công cụ nào mang lại triển vọng tốt nhất trong việc giải quyết vấn đề phát hiện rò rỉ, hướng dẫn cơ quan quản lý thiết kế và triển khai các chương trình giám sát khí mê-tan, đồng thời nâng cao hiểu biết của xã hội dân sự khi so sánh vệ tinh với các công nghệ đo lường khác.
Để hiểu cách các công nghệ khác nhau xếp chồng lên nhau theo thước đo mức độ hoàn chỉnh, chúng tôi khuyến khích bạn truy cập SPECT.
Sẽ còn nhiều
nguồn điểm mêtan cực kỳ phức tạp, chưa kể đến phát thải khí nhà kính nói rộng hơn. Mặc dù số liệu về tính đầy đủ có giá trị đối với trường hợp sử dụng này nhưng chúng tôi hy vọng sẽ tiếp tục phát triển dựa trên công việc này bằng cách giải quyết các trường hợp sử dụng bổ sung và mở rộng nhận thức về cách sử dụng các công nghệ khác nhau để cải thiện thông tin tình báo về khí hậu toàn cầu. Bằng cách làm cho các nguồn phát thải trở nên rõ ràng hơn, tăng khả năng tiếp cận dữ liệu và hành động để giảm thiểu lượng phát thải đó, chúng ta có thể đạt được tiến bộ nhanh chóng trong thập kỷ quyết định này đối với khí hậu của chúng ta.
