作者:赵熙熙 来源:中国科学报 发布时间:2018/4/17 9:31:41
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美环保组织开发甲烷卫星
有助填补温室气体监测空白

 

石油和天然气生产向大气释放了一种强大温室气体———甲烷。图片来源:SimonDawson

本报讯 一个美国环保组织日前获得了数千万美元的资金,用于开发一颗新卫星,以帮助追踪并最终减少全球石油和天然气设施排放的温室气体甲烷。

一旦环境保护基金会(EDF)能够成功发射这枚探测器,它就将成为第一个将自己的卫星送入太空的环保组织。该组织的尝试是由无畏计划资助的,这是一个由非营利性组织EDF和包括比尔和梅琳达·盖茨基金会等在内的慈善组织联合发起的计划。

总部位于纽约市的EDF计划最早于2020年发射这颗卫星。该环保组织及其在哈佛大学以及位于马萨诸塞州剑桥市的哈佛—史密森天体物理中心的科学合作伙伴表示,他们计划中的“甲烷SAT”将对来自太空的甲烷进行最精确的测量。

他们的目标是监测大约50个主要油气田的温室气体排放,这些油气田大约占全世界石油和天然气产量的80%。但这颗卫星还可以同时用于估计垃圾填埋场和农业的甲烷气体排放。

“我们需要优质而可靠的数据,这样我们才能真正支持全球应对气候变化的行动,我们必须尽快采取行动。”EDF首席科学家Steven Hamburg说。

“甲烷SAT”是EDF对美国油气设施温室气体排放研究的一个分支。2012年,该组织牵头与工业界和学术界科学家合作,以便更好地量化甲烷气体排放,并确定从井口一直到城市分配系统的基础设施渗漏情况。

尽管这项工作正在进行中,但已经表明石油和天然气设施的甲烷排放量超过了美国政府的估计。去年,EDF帮助工业界合作伙伴、政府和学术界开展了另一项合作,以便在国际上进行这项研究。

根据法国巴黎国际能源署的数据,全球石油和天然气行业每年排放约7600万吨甲烷气体。这足以为2.85亿户美国家庭提供能源。Hamburg说,随着在单个油气田水平提供的信息更为详细,EDF可以与公司合作,进而识别和堵塞漏洞。与此同时,政府将有更多的信息用于核实排放和测试政策。

目前对大气甲烷浓度最详细的测量来自欧洲空间局的哨兵-5P探测器(于2017年10月发射升空)携带的一台传感器。这台“对流层监测仪”以近50平方公里的分辨率提供了对全球的覆盖,但这些测量数据并没有捕捉到由油气田这些分散来源释放的甲烷气体。

商业公司已经开发出可以放置在10厘米左右的立方体卫星上的高分辨率传感器,从而测量单个油井或其他设施的甲烷排放。然而,这些数据是专有的,而且这些数据不能被放大到整个油气田的水平。

EDF的研究团队正在设计“甲烷SAT”以提供更精确的测量,其分辨率为1平方公里,每周至少覆盖全球一次。参与该项研究的哈佛大学大气科学家Steve Wofsy说,这些信息可以被插入到大气模型中,从而计算更大范围内的累计排放量。他说:“在这个过程中,如果它们排放的甲烷足够多,我们就能够区分不同的设施。”

加利福尼亚州帕萨迪纳市美国宇航局喷气推进实验室系统工程师Riley Duren说,EDF团队的目标是雄心勃勃的——如果“甲烷SAT”成功了,它将有助于填补甲烷监测的一个重要空白。但他补充说,完成全球图景需要多种类型的观测,包括来自地球上仪器的观测。

其他人则担心发射这颗卫星的实际障碍。“EDF有一支非常优秀的团队,我毫不怀疑这是可以做到的。”曾担任喷气推进实验室负责人的Charles Elachi说,“挑战在于它将付出多大的代价。”

EDF拒绝为其卫星提供精确的成本估算,因为相关设计仍在不断变化,但表示可能会达到数千万美元。该组织正在寻求慈善家的额外支持,以便在卫星入轨后对其进行运作。而所有的数据都将可以免费获得。

Hamburg表示,该项目为资助定向太空任务提供了一个新的模式。他说:“我们将成为第一个,但我认为我们将会看到这种方法也被其他人采用。”(赵熙熙)

《中国科学报》 (2018-04-17 第2版 国际)
 
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