Cientistas hackeiam dados meteorológicos de satélite para quantificar vazamentos de metano
Crédito:Unsplash/CC0 Domínio Público Satélites situados a mais de 35 mil quilômetros acima da superfície da Terra capturam tempestades e dados meteorológicos há décadas. Agora, os cientistas essencialmente hackearam os dados que voltaram para outro propósito:detectar emissões de metano.
A inovação poderá ter consequências de longo alcance para os operadores de combustíveis fósseis, incapazes ou não dispostos a travar grandes libertações de metano, porque permite aos investigadores observar as emissões a cada cinco minutos e estimar a quantidade total emitida. A abordagem, que utiliza observações infravermelhas de ondas curtas dos Satélites Ambientais Operacionais Geoestacionários (GOES) da Administração Oceânica e Atmosférica Nacional, pode detectar eventos de grande emissão de cerca de dezenas de toneladas métricas por hora ou mais.
Os satélites observam concentrações de metano no espaço analisando a forma como a luz solar se reflete na Terra. À medida que a luz passa através de uma nuvem de gás, sua intensidade é enfraquecida em certos comprimentos de onda. O metano absorve luz na porção infravermelha de ondas curtas do espectro eletromagnético. Embora o sistema GOES não tenha sido construído para detectar metano, seu sensor inclui canais infravermelhos de ondas curtas projetados para observar coisas como cobertura de neve e focos de incêndio.
A nova técnica já está sendo usada por empresas de geoanalítica e cientistas para quantificar grandes eventos de emissões na América do Norte. A Kayrros SAS utilizou a abordagem para estimar que um gasoduto fóssil expeliu cerca de 840 toneladas métricas de metano na atmosfera depois de ter sido rompido por um agricultor utilizando uma escavadora.
Isso é muito próximo dos 50,9 milhões de pés cúbicos que a operadora de gás Williams Cos. disse ter vazado, o que equivale a cerca de 900 toneladas métricas de metano. O impacto climático de curto prazo do evento foi aproximadamente igual às emissões anuais de 17.000 carros dos EUA.
A nova abordagem, que foi executada pela primeira vez no ano passado por cientistas da Universidade de Harvard, permite uma cobertura quase contínua e em tempo real e contrasta com todos os outros satélites atualmente usados para detectar metano, que estão na órbita baixa da Terra e capturar imagens. à medida que circunavegam o globo a velocidades de cerca de 17.000 milhas por hora, permitindo apenas aos cientistas estimar as taxas de emissão.
"O GOES pode detectar breves liberações que os outros satélites não percebem e pode rastrear plumas isoladas até suas fontes", disse Daniel Varon, pesquisador associado do Grupo de Modelagem de Química Atmosférica da Universidade de Harvard, que propôs o conceito pela primeira vez em 2022. "Ele também pode quantificar a massa total e a duração da liberação, em vez de apenas estimativas instantâneas da taxa de emissão."
A inovação surge num momento crítico na luta contra as alterações climáticas, à medida que os governos estão sob pressão para tomar medidas agressivas após o ano mais quente de que há registo e nove meses consecutivos com temperaturas mensais recordes. Os combustíveis fósseis são a segunda maior fonte de emissões de metano geradas pelas atividades humanas, atrás apenas da agricultura. A maioria dos decisores políticos e cientistas afirmam que reduzir as fugas acidentais e as libertações intencionais de petróleo, carvão e gás é a forma mais rápida e barata de reduzir as temperaturas a curto prazo.
Mais de 150 nações aderiram ao Compromisso Global para o Metano e prometeram reduzir as emissões de gases com efeito de estufa em 30% até ao final desta década, em relação aos níveis de 2020. Na COP28, no Dubai, no ano passado, 50 empresas de petróleo e gás comprometeram-se a conter as emissões de metano, incluindo a Exxon Mobil Corp. e a Aramco da Arábia Saudita.
A descoberta é a mais recente de uma série de um grupo de jovens cientistas afiliados à Universidade de Harvard, à Universidade Politécnica de Valência, na Espanha, e ao Observatório Internacional de Emissões de Metano das Nações Unidas, que expandiram rapidamente a capacidade dos pesquisadores de detectar vazamentos usando uma ampla gama de satélites não originalmente projetados para rastrear metano.
A técnica inovadora "mostra o ritmo acelerado em que a detecção e quantificação das liberações de metano está acontecendo e, mais importante, destaca o potencial de uso de tecnologia/satélites existentes já implantados para melhorar a detecção e quantificação e lidar com a variabilidade temporal das emissões de metano", disse Maria. -Olivia Torcea, analista da BloombergNEF.
Embora os satélites em órbita baixa da Terra possam cobrir a maior parte do planeta, a frequência com que passam sobre um determinado local pode ser de 24 horas ou mais. Como orbitam em altitudes muito mais baixas, os seus sensores normalmente oferecem maior resolução e podem identificar fugas muito menores do que o sistema GOES. A lacuna na frequência das observações, no entanto, significa que os cientistas normalmente só podem estimar as taxas de emissões a partir dos instrumentos.
Também existem limitações no sistema GOES, que oferece cobertura das Américas e parte da África Ocidental. Os cientistas de Harvard também estão trabalhando com pesquisadores de agências espaciais na Europa e no Japão para ver se a técnica pode ser aplicada às missões dos satélites Meteosat Third Generation e Himawari 8.
Marc Watine Guiu era aluno de mestrado visitante em Harvard quando fez a primeira observação de metano usando GOES no ano passado e trabalhou com Varon e o cientista do IMEO Itziar Irakulis Loitxate em um artigo que foi publicado em dezembro no PNAS descrevendo a abordagem. Os cientistas quantificaram um vazamento de metano que, segundo eles, veio do gasoduto El Encino-La Laguna, que transporta gás fóssil no México.
Crucialmente, o avanço poderá reforçar os esforços dos reguladores para responsabilizar os emissores de combustíveis fósseis por algumas das emissões mais prejudiciais e evitáveis do mundo, que historicamente têm sido comunicadas pelos próprios operadores.
“Uma capacidade única que temos da órbita geoestacionária é quantificar a duração total e a massa de metano de liberações muito grandes”, disse Varon, de Harvard. “Seria possível auditar relatórios da indústria sobre grandes emissões de metano com esta tecnologia”.
