Международная исследовательская группа проанализировала измерения, полученные с помощью спутников TanSat и Copernicus Sentinel-5 Precursor, для обнаружения признаков и причин антропогенных выбросов углекислого газа (CO2). Это первая попытка использовать эти данные для количественной оценки в каждом отдельном случае, что является одним из важнейших требований, необходимых для глобального мониторинга парниковых газов.
Группа ученых из Китайской академии наук и Финского метеорологического института опубликовала результаты исследования в журнале Advances in Atmospheric Sciences 25 октября.
Углекислый газ признан самым важным антропогенным парниковым газом из-за его значительного влияния на глобальное потепление и изменение климата. В связи с этим в последнее десятилетие был разработан ряд спутниковых миссий, предназначенных для контроля и исследований парникового эффекта атмосферы.
Замедление глобального потепления представляет собой главный вызов, с которым сталкивается человечество в XXI веке. Концентрация углекислого газа продолжает расти из-за антропогенной деятельности, такой как сжигание ископаемого топлива и изменение землепользования.
Первый тип выбросов в особенности локализован, причем доминирует вклад городских районов — более 70% глобальных выбросов. Однако ученым было особенно сложно получить высокоточные измерения, необходимые для изучения антропогенных выбросов в городах и борьбы с ними.
TanSat, запущенный в 2016 году, является первым китайским спутником глобального мониторинга CO2. Хотя спутник предоставляет исследователям данные уже несколько лет, лишь недавно в TanSat были добавлены новые алгоритмы, значительно повысившие точность измерений.
Команда провела исследование, изучив два набора измерений, собранных в двух городах. Были использованы данные TanSat о CO2, собранные в мае 2018 года в районе Таншаня и в марте того же года — в районе Токио. Эти наборы данных сопоставили с измерениями, сделанными прибором TROPOspheric Monitoring Instrument на борту спутника Copernicus Sentinel-5 Precursor в те же даты в тех же координатах.
“Мы проанализировали данные TanSat в синергии с наблюдениями диоксида азота европейским спутником Copernicus Sentinel-5 Precursor TROPOMI, чтобы продвинуться в обнаружении антропогенных шлейфов и проанализировать соотношение диоксида углерода и диоксида азота”, — сказал Дунсу Ян (Dongxu Yang) из Института физики атмосферы Китайской академии наук.
Оба тематических исследования показывают, что измерения двуокиси углерода TanSat способны улавливать антропогенные вариации в шлейфе и складываются в пространственные модели, подобные наблюдениям двуокиси азота TROPOspheric Monitoring Instrument. Кроме того, зафиксированное спутниками соотношение диоксида углерода и диоксида азота в Таншане и Токио согласуется с местными кадастрами выбросов.
“Это важный шаг в анализе данных TanSat. Следующим шагом станет составление прогноза выбросов и подготовка к запуску группировки TanSat-2, включая совместный анализ шлейфов CO2 и NO2“, — убежден Янне Хаккарайнен из Финского метеорологического института.
Научный коллектив планирует расширить свои исследования. “Спутник TanSat — это наша первая попытка глобального мониторинга CO2. Следующее поколение китайского спутника глобального мониторинга диоксида углерода — TanSat-2 — сейчас находится на стадии проектирования”, — подчеркнул И Лю из Института физики атмосферы Китайской академии наук.
По словам Лю, целевые измерения TanSat-2 будут сосредоточены на городах с полосой обзора шириной 800-1000 км для регистрации градиента углекислого газа от центра города до сельских районов — с использованием процесса визуализации и размером следа до 500 метров для повышения точности оценок. TanSat-2 будет представлять собой созвездие спутников, распределенных как минимум по двум орбитам, чтобы охватывать местность или точечный объект дважды в день.
“Наша цель — использовать спутниковые измерения для улучшения наших знаний об углеродном цикле, дальнейшего анализа и ограничения источников выбросов углекислого газа, а также уменьшение неопределенности прогнозов”, — резюмировал ученый.