Недавнее исследование, опубликованное в журнале Journal of Remote Sensing, показало, что существующие спутниковые системы фиксируют лишь треть фактических выбросов CO₂ от тепловых электростанций США. По данным учёных Института аэрокосмической информационной науки Китайской академии наук, разница между измерениями спутников и реальными данными составляет 70% (±12%) в сторону недооценки.
В настоящее время мониторинг выбросов осуществляется с помощью спутников NASA OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2) и OCO-3. Их пространственное разрешение — около 1,3×2,2 км², точность — примерно 1 ppm, а орбиты позволяют возвращаться к одной точке лишь раз в 16 дней. Такой подход позволяет фиксировать выбросы только у самых крупных объектов. Между тем, 94% угольных и 97% газовых электростанций в США имеют мощность менее 900 и 600 МВт соответственно, то есть остаются вне поля зрения спутников.
В исследовании были проанализированы данные по 1 060 американским электростанциям за 2021 год. Оказалось, что существующие спутники могут обнаружить только 29% (±12%) выбросов CO₂, и это в основном крупнейшие объекты. Таким образом, большая часть выбросов остаётся незамеченной.
Для сравнения, наземные системы, такие как база данных Clean Air Markets Program Data (CAMPD) Агентства по охране окружающей среды США, предоставляют точные почасовые значения выбросов. Однако такие данные трудно получить в глобальном масштабе.
Учёные считают, что решить проблему могут спутники нового поколения с более высокой детализацией и точностью. При пространственном разрешении 0,5 км и точности не хуже 0,7 ppm, а также ежедневной частоте пролётов, погрешность может снизиться до уровня менее 20%. Если увеличить точность до 0,5 ppm, можно будет фиксировать уже 48% всех выбросов. Моделирование проводилось с использованием гауссовых моделей распространения загрязнений и высокоточных метеорологических данных ERA5-Land.
В ближайшие годы ожидается запуск новых спутниковых миссий. Европейская миссия Copernicus Anthropogenic CO₂ Monitoring Mission (CO2M), запланированная на 2025 год, сможет определять концентрацию с точностью 0,7 ppm и разрешением 4 км², возвращаясь к одной точке каждые 5 дней. Согласно расчётам, CO2M сможет фиксировать до 52% выбросов тепловых электростанций США. Китайский спутник TanSat-2 с точностью 1 ppm и ежедневным глобальным охватом позволит выявлять до 44% выбросов.
Рост выбросов от тепловой генерации — ключевой фактор глобального увеличения выбросов CO₂: в 2021 году на них пришлось 46% прироста по всему миру. Полноценные, достоверные данные о выбросах необходимы для инвентаризации в рамках Парижского соглашения и оценки прогресса по ограничению потепления до 1,5°C.
Как отмечает д-р Чэн Тяньхай, ведущий автор исследования: «Существующие спутники предоставляют неполные данные, что подрывает климатические обязательства. Спутники следующего поколения могут устранить эти пробелы, сделав выбросы измеримыми и подконтрольными».
Переход к более совершенным спутниковым системам необходим для объективного мониторинга и эффективного управления выбросами парниковых газов на глобальном уровне.
Изображение носит иллюстративный характер
В настоящее время мониторинг выбросов осуществляется с помощью спутников NASA OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2) и OCO-3. Их пространственное разрешение — около 1,3×2,2 км², точность — примерно 1 ppm, а орбиты позволяют возвращаться к одной точке лишь раз в 16 дней. Такой подход позволяет фиксировать выбросы только у самых крупных объектов. Между тем, 94% угольных и 97% газовых электростанций в США имеют мощность менее 900 и 600 МВт соответственно, то есть остаются вне поля зрения спутников.
В исследовании были проанализированы данные по 1 060 американским электростанциям за 2021 год. Оказалось, что существующие спутники могут обнаружить только 29% (±12%) выбросов CO₂, и это в основном крупнейшие объекты. Таким образом, большая часть выбросов остаётся незамеченной.
Для сравнения, наземные системы, такие как база данных Clean Air Markets Program Data (CAMPD) Агентства по охране окружающей среды США, предоставляют точные почасовые значения выбросов. Однако такие данные трудно получить в глобальном масштабе.
Учёные считают, что решить проблему могут спутники нового поколения с более высокой детализацией и точностью. При пространственном разрешении 0,5 км и точности не хуже 0,7 ppm, а также ежедневной частоте пролётов, погрешность может снизиться до уровня менее 20%. Если увеличить точность до 0,5 ppm, можно будет фиксировать уже 48% всех выбросов. Моделирование проводилось с использованием гауссовых моделей распространения загрязнений и высокоточных метеорологических данных ERA5-Land.
В ближайшие годы ожидается запуск новых спутниковых миссий. Европейская миссия Copernicus Anthropogenic CO₂ Monitoring Mission (CO2M), запланированная на 2025 год, сможет определять концентрацию с точностью 0,7 ppm и разрешением 4 км², возвращаясь к одной точке каждые 5 дней. Согласно расчётам, CO2M сможет фиксировать до 52% выбросов тепловых электростанций США. Китайский спутник TanSat-2 с точностью 1 ppm и ежедневным глобальным охватом позволит выявлять до 44% выбросов.
Рост выбросов от тепловой генерации — ключевой фактор глобального увеличения выбросов CO₂: в 2021 году на них пришлось 46% прироста по всему миру. Полноценные, достоверные данные о выбросах необходимы для инвентаризации в рамках Парижского соглашения и оценки прогресса по ограничению потепления до 1,5°C.
Как отмечает д-р Чэн Тяньхай, ведущий автор исследования: «Существующие спутники предоставляют неполные данные, что подрывает климатические обязательства. Спутники следующего поколения могут устранить эти пробелы, сделав выбросы измеримыми и подконтрольными».
Переход к более совершенным спутниковым системам необходим для объективного мониторинга и эффективного управления выбросами парниковых газов на глобальном уровне.
