眼睛看不见的威胁：大量的甲烷滚滚天空，被天然气管道猛击西伯利亚的天然气管道。过去，去年由俄罗斯石油业务发布的有效温室气体的羽毛可能会被忽视。但武装强大的新成像技术，甲烷狩猎卫星嗅到排放并追踪他们的来源。
由于快速发展的技术，越来越多的卫星现在正致力于通过从太空中识别甲烷泄漏来帮助关闭甲烷阀门。这项任务至关重要，最近的一系列报告都发出了越来越迫切的呼吁，要求减少甲烷排放。
虽然比二氧化碳更短，但比二氧化碳的丰富较少，但甲烷在捕获热量时更加强大，在短期内使其全球变暖的影响大于80倍以上。大约60％世界上的甲烷排放是由人类活动产生的 - 散装来自农业，废物处理和化石燃料生产。人类导致的甲烷至少是负责的25%在今天的全球变暖中，环境国防基金估计。守止那些排放，一个新的全球甲烷评估通过联合国环境计划的压力，是迅速将制动器放在变暖上的最佳希望。
“这是一个最强大的杠杆，我们在未来30年内减少变暖和气候变化的所有效果，”杜克大学的地球科学教授和联合国报告领导作者的地球科学教授Drew Shindell说。科学家强调，二氧化碳和甲烷两种重大减少对避免极端气候变化至关重要。“这不是减少CO的替代品2但是补充了，“Shindell说。
大气甲烷水平在过去半年内飙升。2020看到了最大的一年跳跃记录。
根据联合国的评估报告，人类活动每年释放的约3.8亿吨甲烷中，有近一半可以通过现有的、基本上具有成本效益的方法在本十年中减少。这样做将在本世纪40年代之前延缓近0.3摄氏度的升温——为控制其他温室气体排放赢得宝贵的时间。联合国报告称，最简单的方法是修复泄漏的管道，停止蓄意排放(如从钻井平台排放有害气体)，以及石油和天然气行业的其他行动。捕捉垃圾填埋场中腐烂物质产生的烟雾，压制反刍家畜的气体喷出也会有所帮助。
然而，目前的趋势是相反的:在过去的五年里，地球大气中的甲烷浓度一直在急剧上升美国国家海洋和大气管理局年度温室气体指数表演。尽管大流行病，但2020年看到最大的一年跳跃记录。最近飙升的原因是不清楚但也可能包括天然气压裂法、温度上升导致产甲烷微生物产量增加，或者人为和自然因素共同作用的结果。
专家们说，所有这些都强调了追踪并堵住任何可以控制的泄漏或源头的必要性。然而，追踪排放源并非易事．发布通常间歇性，并且易于错过。基于地面的传感器可以检测在当地区域的泄漏，但它们的覆盖率有限。飞机和无人机调查是时光且昂贵的，并且在世界大部分地区受到限制的空气。
这就是最近发射和即将发射的一批带有越来越复杂工具的卫星的由来。
卫星图像显示，2019年9月6日，俄罗斯天然气管道(左)和大量甲烷(右)正在从管道中排放。Kayrros和修改的哥白尼数据，2019年
过去五年国家太空机构和私营公司发起的卫星集群极大地提高了我们对甲烷从哪里泄露的观点。在接下来的几年里，新的卫星项目正在推出推出 - 包括碳映射器，在加利福尼亚州的公私伙伴关系，以及甲烷类是环境国防基金的子公司 - 这将有助于填写前所未有的范围和细节。专家说，这些努力不仅仅是为了发现泄漏而且发展规定和指导执法至关重要，这两者都非常缺乏。
“你不能减轻你无法衡量的，”甲烷斯坦总监卡桑德拉说。
早期的卫星，如日本航空航天探索的Gosat.2009年推出，能够检测到甲烷，但他们的分辨率不足以识别特定来源。
但卫星技术现在发展迅速，提高了分辨率，缩小了尺寸，并获得了一系列尖端能力。欧洲航天局(European space Agency)对太空有强大的新视角哨兵5便士（于2017年推出），意大利空间机构棱镜（2019年推出），由私人加拿大公司运营的系统GHGSAT.（在2016年，2020年和2021年推出的卫星）。像法语这样的公司Kayrros.正在使用人工智能来增强卫星成像，配对空气和地面数据，提供详细的甲烷报告。
在任何给定的时间，世界各地大约有100个高批量甲烷泄漏。
在过去的一年里，甲烷狩猎卫星已经有很多关于发现。其中：尽管大流行，来自石油和天然气业务的甲烷排放俄罗斯2020年上升了32％。卫星还观察到燃气管道的大量释放土库曼斯坦，填埋场孟加拉国，天然气场加拿大和美国的煤矿阿巴拉契亚盆地．
根据任何时间的时间，据Kayrros.在美国，全球大约有100起大规模甲烷泄漏事件，此外还有大量较小的泄漏事件，大大增加了泄漏总量。欧洲航天局(European space Agency)说，从太空瞄准全球范围内的排放者，提供了“一个对抗气候变化的重要新工具”。
现在，碳映射器正在开发它承诺的东西，尚未成为最敏感和最精确的工具。该项目旨在在2023年推出两颗卫星，最终将到达20个的星座，其将在全球范围内提供近常数甲烷和二氧化碳监测。合作伙伴包括美国宇航局的喷气机推进实验室，加州空中资源委员会，私人卫星公司行星和大学和非营利组织，主要私人捐助者提供资金，包括彭博慈善机构。
亚利桑那大学和碳映射器首席执行官的遥感科学家Riley Duren表示，推动力是目前的全球监测差距。“没有一个组织有必要的授权和资源和制度文化，为温室气体提供运营监测系统，”杜伦说。“至少在我们需要的时间范围内。”Duren将碳映射器比较美国国家天气服务，因为它将提供“基本公共服务”，其常规，持续监测温室气体。
在乳房农场的母牛在默塞德，加利福尼亚。光晕的反刍动物牲畜是甲烷的重要来源。马尔马克斯特。约翰/ alamy.
杜伦说，该项目的主要重点是找到超级发射器。他和同事通过加州的石油和天然气运营，垃圾填埋场，废水处理和农业进行了以前的研究，发现近一半的甲烷产量来自于少于1%其基础设施。垃圾填埋场在该调查中产生了该调查中的总体排放的最大份额，其次是农业，然后是石油和天然气。
Duren说，这项调查指出了“通过进入太空来扩大规模并在全球范围内实施”的必要性。卫星将使用由喷气推进实验室设计的“高光谱”光谱仪，该项目的网站称将提供这种光谱仪“无与伦比的灵敏度、分辨率和多功能性。”微型冰箱大小的卫星将能够锁定30米以内的泄漏，精确到足以确定泄漏的确切设备。
当检测到排放时，将在24小时内通知对快速警报服务的订阅者地球，私人旧金山的卫星操作员，将建立和管理碳映射器卫星。
Jorn Herner表示，卫星将提升加州空气资源委员会的监测，更广泛，更频繁的覆盖范围是董事会的排放监测计划。他说，现在，现在的监测是一季度完成。当部署碳映射器卫星的完整星座时，将增加到每日接近。“赫恩斯说：”你只需更好地处理[和]，“赫恩斯说，”你能够更快地解决任何泄漏。“
关于甲烷排放的全球政策尚未到位。
也加入轨道猎人将是甲烷酸盐，卫星将扫描更宽的地区 - 速度高达200公里，尽管具有较低，100米，分辨率。该程序使用特殊算法，从卫星数据生成磁通率。“所以，而不是刚刚拍照或快照，你实际上得到了更多的电影，”Methanesat Directorely说。她说，这是第一个基于卫星的感应和追踪风吹羽毛回到他们的来源的呼吸。
Methanesat将专注于全球石油和天然气行业，旨在足够敏感，以揭示可以占大多数排放的众多小型甲烷释放。该调查结果将在近乎实时的行业运营商，监管机构，投资者和公众提供。她说，数据将有助于“优先考虑最有意义的排放减少和减缓。”
然而，尽管全球追捕甲烷排放者的能力在不断增强，但需要为此采取行动的全球政策尚未到位。
大部分目前拨回甲烷的方法取决于石油和天然气行业的自愿行为。卫星可以帮助，联合国报告领先作者Shindell和其他人表示，通过识别泄漏，如果停止，将保存或制作这些公司的钱。“如果你捕获甲烷而不是让它逃避大气，你有一些非常有用的东西，”谢德尔说。“所以，有一个很好的财务激励不能浪费它。”但是，如果天然气价格不够高，运营商可以觉得找到，干扰和利用失控排放的费用和努力 - 制定规则和费用的必要部分。
“拥有更强的法规是真正的关键，”谢德尔说。
全球月平均水平甲烷在大气中。Noaa.
甲烷排放法规今天是当地和国家措施的拼凑，少数国际协议确定了特定的目标，联合国报告指出。在美国，国家政策范围从某些州的相当严格的控制中，如加州和科罗拉多州，在很少的执法中德克萨斯州和其他人。美国参议院最近搬了恢复特朗普政府已废除的针对油气行业的甲烷排放规定;国会预计将在本月晚些时候就该行动进行投票。一个参议院法案今年3月提出的一项提案将对该行业的甲烷产量征收费用。美国环境保护署刚刚发布了一份计划甲烷还有来自垃圾填埋场的其他空气污染物。
的欧洲联盟目前正在研究能源部门排放的新法规。然而，根据俄罗斯的其他大排放者，如俄罗斯，几乎没有甲烷限制政策，据国际能源机构分析．在11月联合国气候变化会议召开之前，国际能源论坛(International Energy Forum)于本月启动了该论坛甲烷测量方法项目，为成员国提供从Sentinel 5P卫星的数据以及来自Kayrros的分析，从而更好地处理能源行业的排放。
科学家们说，来自卫星的数据可以提供有用的政治杠杆来强迫各国打击其排放。例如，对俄罗斯管道泄漏的精确测量可以使欧盟成为俄罗斯石油和天然气的主要客户，以基于生产和运输的排放来施加边境关税。更好的监控也可以帮助最近的行为股东和法院强制主要化石燃料公司控制温室气体排放。
无论采取什么措施生效，政策制定者和监管机构都需要在空间中的眼睛，以保持这些规则是否正在运行，并针对违规者和激励变革。
Carbon Mapper的杜仁说:“将不可见的东西变为可见有很多用途。”
