A kérdése elég egyszerű, de a válasz attól függ, hogy mit keres pontosan.

Ki bocsát ki jelenleg hol?

Az üvegházhatást valós idejű globális monitorozása a nagy térbeli felbontású gázkibocsátás kialakulóban lévő technológia. Nagyon hasznos műholdjaink vannak (lásd Jean-Marie Privals válasza), de vannak korlátozásaik:

• Az összes létező nyilvános műhold, amely nagy felbontású üvegházhatást okozó gázok mérésére szolgáló műszerekkel rendelkezik, alacsony földi pályán van, tehát csak látni egy adott helyet, amikor áthaladnak, nem mindig. Eddig csak a kínai FengYung (FY) -4A műhold geostacionárius interferometrikus infravörös hangjelzője (GIIRS) képes elméletileg geostacionárius szempontból figyelemmel kísérni a CO₂-t, amely lehetővé teszi a „folyamatos” (valószínűleg óránként; eltart egy ideig, hogy átvizsgálja az érdeklődési területet), de amit hallottam, a GIIRS nem teljesít túl jól. Európa 2023-ban tervezi elindítani az infravörös hangjelzőt (IRS). Akárhogy is, térbeli felbontásuk jóval rosszabb lesz, mint az alacsony Föld körüli pályán lévő műholdaké, mivel a geostacionárius pálya olyan messze van. li>
• A látható sugárzásra támaszkodnak. Habár vannak próbálkozások az infravörös sugárzásból való visszanyerésre, információtartalmuk meglehetősen gyenge (egy sarkvidéki metánról lásd Holl és mtsai (2016)). Jean-Marie Privals válaszában szemlélteti, hogyan használják visszaverődő napfényt visszakeresésként.
• Általában tiszta égre van szükségük. Nem nézhetünk a felhők alá, de még a felhő fölé történő visszalépéshez is nagyon pontos jellemzésre lenne szükség a felhőben, a felhők pedig bonyolultak. Tehát általában csak azt feltételezzük, hogy az üvegházhatást okozó gáz koncentrációja felhőkkel vagy anélkül azonos, akkor is, ha valószínűleg nem.
• Egyes privát műholdak nagyon nagy térbeli felbontással léteznek, de sok igazolható információt nem találok róluk. A GHGSat kisebb, mint 50 méteres térbeli felbontást igényel. Ez elkerülhetetlenül a látómező árával jár (állítólag 12 × 12 km²), csak egy helyet fog látni, ha aktívan mutat, így bár képes a Föld bármely pontjára mutatni, csak nagyon meghatározott területeket fog megtekinteni, és ebben az értelemben nem globális. Úgy tűnik, sok hasonló kereskedelmi eszközt terveznek a közeljövőben.

El tudok képzelni egy műholdas megfigyelésen alapuló modellt, amely térben számítja ki az emissziót de nem vagyok biztos benne, hogy a technológiánk elég fejlett-e ahhoz, hogy ezt pontosan elvégezzük. Ez a módszer azonban nem teszi lehetővé az üvegházhatást okozó gázok szegregációját források / szektorok szerint (villamosenergia-termelés, cementgyártás, mezőgazdaság stb.)

A kb. 2 km-es térbeli felbontás ehhez elég jó lehet, kivéve, ha az elektromos erőmű a cementgyártó mellett van, az emisszió éjszaka következik be, a gyár kikapcsol, ha a műhold véletlenül áthalad, vagy felhős (felhők jelenlétében próbálkoznak a visszanyeréssel, de nehezebb).

Bár a műholdak minden bizonnyal nagyon hasznosak az üvegházhatást okozó gázok megfigyelésében, csak a műholdakból mindent nehéz megszerezni.

Hol voltak a kibocsátások a múlt hónapban?

Átlagolhatjuk nappali ÜHG-tartalom mérések egy hónap alatt. Kémiai és cirkulációs modellekkel kombinálva ezután megpróbálhatjuk megbecsülni, hogy a Föld mely régióiban történtek ezek az emissziók, de nem olyan pontossággal, hogy meg lehessen mondani az "elektromosságot vagy a cementet". Ez a CO₂-mérések 2009. július átlagos átlaga:

A korlátozások most kevésbé komolyak: a műhold többször is megpróbál egy adott jelenetet rögzíteni, és általában havonta legalább egy tiszta égbolt felüljárót lát, valószínűleg többször is. A fenti képen valószínűleg volt valamilyen adatfúzió is, amelyet más forrásokkal kombináltak, vagy a szomszédos pixelek segítségével pótolták a hiányosságokat. Minél hosszabb az átlagos időtartam, annál simább lesz az eloszlás.

Milyenek voltak a globális kibocsátások az elmúlt évben?

Ha azonban globális hosszú időtartamra átlagolt kibocsátás, felhasználhatjuk azt a megfigyelést, hogy a CO₂ és kisebb mértékben a CH₄ jól összekevert gáz. Itt a jól összekevert azt jelenti, hogy elég hosszú ideig tartózkodik a légkörben ahhoz, hogy elegendő idő mellett nagyjából mindenhová elérje. Ez azt jelenti, hogy végső soron nem számít, honnan bocsát ki. Ezért mérhető "globális" CO₂-koncentráció Mauna Kea-ban (Hawaii, USA), annak ellenére, hogy ez messze van minden kibocsátástól. Ez azonban azt is jelenti, hogy nem árulja el, hogy a CO₂-t Indiában, Olaszországban vagy Idahóban bocsátották-e ki. És a kibocsátott CO much nagy részét elnyeli az óceánok, így az idei és utolsó közötti delta nem elegendő a globális kibocsátás meghatározásához.

El tudok képzelni egy műholdas megfigyelésen alapuló modellt, amely térbeli alapon kiszámítja az emissziót, de nem vagyok biztos benne, hogy technológiánk elég fejlett-e ahhoz, hogy ezt pontosan megtehessük.

Ez van. Az üvegházhatást okozó gázok mérésére tervezett első műhold a japán űrügynökségtől származó GOSAT, amelyet 2009-ben indítottak útjára és ma is aktívak. Ezt 2014-ben a Nasa OCO-2 követte. A GOSAT a CO $ _ 2 $ és a CH $ _4 $ , míg az OCO-2 csak CO $ _ 2 $ . Van egy OCO-3 is, amelyet tavaly elküldtek az ISS-nek, de nem vagyok biztos benne, hogy már aktív-e.

Szóval, hogyan működik? Itt van egy kép az OCO-3 misszió weboldaláról, "Az OCO-3 mérésének művészi értelmezése" felirattal.

OCO-2 a misszió weboldala jobban megmagyarázza az alapelvet, mint amit tehetnék, ezért ide másolok egy kivonatot:

Az Xco $ _ 2 reprezentatív értékeinek megszerzéséhez $ , vagyis a CO $ _ 2 $ mennyisége a mért térben, az OCO-2 műszer egy adott helyen meg fogja mérni a visszavert napfény intenzitását. meghatározott hullámhosszakon a Föld felszínéről. Az atmoszférában található gázmolekulák meghatározott hullámhosszakon elnyelik a napfényt. Tehát amikor a fény áthalad a Föld légkörén, a jelenlévő gázok megkülönböztethető ujjlenyomatot hagynak maguk után. A kamerákként működő OCO-2 spektrométerek érzékelik ezeket a molekuláris ujjlenyomatokat. Ekkor az ezekben a spektrumokban látható abszorpciós szintek, mint egy rögzített kép, megmondják, hogy hány molekula volt abban a régióban, ahol a műszer mérett.

Vannak földi mérések is, ezek pontosabbak, de pontosak, míg a műholdas mérések globális lefedettséggel rendelkeznek. A műholdak kalibrálásához valójában földi méréseket használnak. Szintén a földi mérések koncentrációkat adnak a felszínen, míg a műholdas mérések "oszlop átlagolt koncentrációkat" adnak a légkörön keresztül, és nem képesek (még) függőleges profilokat készíteni, azaz tudni, hogy a jelhez hozzájáruló gáz milyen magasságban van található.

Ha ennél mélyebben el akar merülni, van egy szép " Útmutató az üvegházhatású gázok műholdas megfigyelési adatainak felhasználásáról..." (Matsunaga & Maksyutov, 2018).

A műholdas adatok viszonylag újdonságok, és valószínűleg más eszközökkel összehasonlítják és finomítják a kibocsátás számítását, nem pedig a kibocsátás becslésének fő eszközeként.

A fogyasztáson alapuló elszámolás a fő módja annak, hogy a világ vagy az egyes nemzetek nemzetközileg elfogadott UNFCCC-irányelvei alapján megszerezzük a bejelentett kibocsátásokat, ideértve a metánt, a dinitrogén-oxidokat és a szén-monoxidot, valamint másokat, valamint a CO2-t.

A fogyasztáson alapuló kibocsátásokat abból számítják ki, hogy mennyi fosszilis tüzelőanyagot használnak az egyes típusokba, és milyen kibocsátási tényezők vannak - mennyi az üzemanyag az egyes típusokból, milyen típusú felhasználás az egyes típusokhoz és mennyi kibocsátás az adott felhasználáshoz . Hasonlóképpen kiszámításra kerülnek az ipari kibocsátások és termékek, valamint a földhasználat és annak becslése, hogy a különböző felhasználások mennyi kibocsátást vagy CO2-felvételt jelentenek.