Знание того, сколько метана попадает в атмосферу из антропогенных источников, таких как добыча нефти, газа, угля и скотоводство, имеет решающее значение, поскольку человечество нагревает планету. Теперь исследователи из Университета Нового Южного Уэльса (UNSW) испытывают новую гиперспектральную камеру, установленную на самолёте, чтобы упростить обнаружение местных источников.
«Метан оказывает более сильное «одеяло» парникового эффекта, чем CO₂, но не задерживается в атмосфере так надолго. Поэтому он является хорошим кандидатом для сокращения выбросов, и можно быстрее повлиять на глобальное потепление», — рассказал Питер Мамфорд, специалист по дистанционному зондированию из Школы авиации UNSW, в интервью Cosmos.
Потенциал глобального потепления (ПГП) измеряется по отношению к углекислому газу. ПГП, равный 28, означает, что выброс одной тонны метана в атмосферу эквивалентен выбросу 28 тонн CO₂.
Известный своим мощным парниковым эффектом, метан имеет потенциал глобального потепления примерно в 28 раз больший, чем CO₂, если измерять его в масштабе 100 лет, и в 80 раз больший, если этот масштаб составляет 20 лет, — сообщил профессор гидрогеологии Брайс Келли из UNSW в интервью Cosmos.
Случайные утечки метана из промышленности, называемые fugitive emissions («беглые выбросы»), невозможно контролировать, пока не будут известны источники и масштаб проблемы. В 2023 году Австралия произвела почти четыре миллиона тонн выбросов метана, что больше, чем во многих более крупных развитых странах, включая Великобританию и Канаду.
Теперь исследователи из Университета Нового Южного Уэльса вносят свой вклад в понимание проблемы с помощью нового гиперспектрального датчика, установленного на лёгком самолёте.
Мамфорд начал тестировать это новое оборудование в 2024 году, сосредоточив внимание на вентиляционных отверстиях, которые, как он знает, производят метан. В данном случае это подземная металлургическая угольная шахта Appin в юго-западном Сиднее, которой управляет компания Illawarra Coal.
«Все вентиляционные системы подземных угольных шахт измеряются и сообщаются с достаточной точностью», — говорит Келли. «Шахта Appin является для них испытательным полигоном, потому что она находится недалеко от аэропорта Бэнкстаун, это очень мощный источник. Это демонстрирует, что система может обнаруживать мощные источники. Необходимо провести много будущих работ над более слабыми источниками. Но это очень полезная система для картирования бокового распространения шлейфа».
«Существует длинная цепочка обработки для получения значимых результатов о концентрации метана. Я получаю представление о том, над чем прохожу, в режиме реального времени, но это изображение в ложных цветах, потому что датчик работает в коротковолновом инфракрасном диапазоне спектра, который находится за пределами нашего визуального диапазона», — рассказал Мамфорд Cosmos.
«Извлечение данных о выбросах метана из собранных данных — это непрерывный процесс, и он очень сложный. Данные проходят через множество алгоритмов, чтобы получить чистое изображение», — говорит он.
«Нам действительно нужно продвигать науку, алгоритм, чтобы создать как можно большую чувствительность. Но поскольку источники локализованы, вы знаете, откуда идёт шлейф. Это может быть угольный вентиляционный шлейф, метан из свалки или утечки из трубопроводов инфраструктуры.
«Не то что со спутником, когда вы летаете очень и очень высоко, и в вашем диапазоне может быть несколько источников. Мы летаем относительно низко, обычно на высоте 2000 метров».
Мамфорд подчёркивает, что операции UNSW имеют свой контекст, говоря, что существует целая иерархия платформ, используемых для обнаружения метана: глобальное обнаружение с помощью спутников; самолёты; дроны; наземные методы.
«Мы заполняем одну область. Существует большой интерес к тому, чтобы сверять показания друг друга, проверять их на соответствие действительности. Некоторые инструменты будут лучше подходить для конкретных источников», — говорит он.
«Дрон или наземный обзор подойдут для относительно небольшой территории очистной станции, тогда как большая угольная шахта, открытая шахта или множество вентиляционных отверстий вполне подходят для воздушных операций с неподвижным крылом. Для захвата крупных целей используются, конечно же, спутники».