رصد انتشار گازهای گلخانه‌ای با استفاده از داده‌های ماهواره‌های رصدخانه مدارگرد کربن

بر اساس ششمین گزارش ارزیابی هیئت بین‌دولتی سازمان ملل متحد درباره تغییرات آب و هوا، دی‌اکسیدکربن اضافی در جَو منجر به افزایش میانگین دمای جهانی بین ۱.۵ تا ۲ درجه سانتی‌گراد تا سال ۲۰۳۰ میلادی خواهد شد؛ این موضوع به صورت چشمگیری بر سامانه‌های بوم‌شناختی (سیستم‌های اکولوژیک) در سراسر جهان، از جمله بر انقراض گونه‌ها، خشکسالی، آتش‌سوزی‌های بزرگ، رویداد آب و هوایی شدید و کم‌محصولی، تأثیر می‌گذارد.

این تغییرات غیر از مهار انتشار کربن، نیازمند استراتژی‌های کاهش و سازگاری و همچنین نظارت بر آب و هوا است که هدف مأموریت‌های ۲ و سه رصدخانه مدارگرد کربن ناسا است. این برنامه ماهواره‌ای ناسا، شامل پایش جهانی دی‌اکسیدکربن جَو زمین توسط ماهواره‌های دوقلو به‌منظور درک بهتر ویژگی‌های تغییر اقلیم است.

یک تیم پژوهشی متشکل از محققان بخش محیط‌زیست و تغییر اقلیم کانادا (ECCC)، دانشگاه تورنتو، دانشگاه ایالتی کلرادو و آزمایشگاه پیش‌رانش جت ناسا از پنجمین نیروگاه بزرگ زغال‌سنگ‌سوز جهان به عنوان نمونه آزمایشی استفاده کردند. آن‌ها از داده‌های ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن ۲ و رصدخانه مدارگرد کربن سه سود بردند تا تغییرات دی‌اکسیدکربن را شناسایی و ردیابی و انتشار گازهای گلخانه‌ای را اندازه‌گیری کنند.

یافته‌های آن‌ها نشان می‌دهد می‌توان از مشاهدات مبتنی بر فضا برای ردیابی تغییرات انتشار دی‌اکسیدکربن در مقیاس محلی استفاده کرد.

ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن ۲ و سه

ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن ۲ که در سال ۲۰۱۴ میلادی به فضا پرتاب شد، انتشار گاز دی‌اکسیدکربن به صورت طبیعی طبیعی و به دست انسان‌ها را در مقیاس‌های منطقه‌ای و قاره‌ای ثبت می‌کند. این کار به طور غیرمستقیم با اندازه‌گیری شدت نور خورشید منعکس‌شده از سطح زمین و به طور مستقیم با اندازه‌گیری میزان دی‌اکسیدکربن جذب‌شده در ستون هوا بین سطح و ماهواره انجام می‌شود. این ماهواره دارای طیف‌سنج‌هایی است که برای تشخیص نشانه‌های ویژه گاز دی‌اکسیدکربن تنظیم شده‌اند. ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن سه در سال ۲۰۱۹ میلادی به ایستگاه فضایی بین المللی (ISS) پرتاب شد.

ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن ۲ شامل یک حالت نقشه‌برداری است که می‌تواند مشاهدات گسترده‌ای در همه مناطق انجام دهد و این فرصت را برای محققان فراهم می‌کند که از ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن سه برای ایجاد نقشه‌های کوچک دقیق در مقیاس شهرهای بزرگ که انتشار کربن اضافی در آن‌ها متمرکز است، استفاده کنند.

نیروگاه زغال‌سنگ‌سوز بِلچاتوف

تیم پژوهشی با استفاده از داده‌های به‌دست‌آمده بین سال‌های ۲۰۱۷ و ۲۰۲۲ میلادی، انتشار گازهای گلخانه‌ای بزرگ‌ترین منبع در اروپا یعنی نیروگاه زغال‌سنگ‌سوز بِلچاتوف در لهستان را تجزیه‌وتحلیل کردند. آن‌ها تغییراتی را در سطوح دی‌اکسیدکربن شناسایی کردند که با نوسانات ساعتی در تولید برق نیروگاه سازگار بود.

نیروگاه بلچاتوف از سال ۱۹۸۸ میلادی شروع به کار کرده است و به گفته دولت لهستان تا پایان سال ۲۰۳۶ میلادی به فعالیت خود ادامه خواهد داد. این نیروگاه در حال حاضر بزرگ‌ترین نیروگاه زغال‌سنگ‌سوز در جهان است.

این نیروگاه از زغال‌سنگ قهوه‌ای (لیگنیت) استفاده می‌کند که معمولاً در هر مگاوات در مقایسه با زغال‌سنگ سخت (آنتراسیت) کربن بیشتری منتشر می‌کند. حدود نیمی از انتشار کربن جهانی از سوخت‌های فسیلی توسط تأسیسات بزرگ، مانند نیروگاه‌ها و پالایشگاه‌های نفت صورت می‌گیرد.

در ابتدا، هیچ‌یک از این دو ماهواره برای تشخیص انتشار گازهای گلخانه‌ای از تأسیسات مجزای خاص مانند بلچاتوف طراحی نشده بودند.

در آینده، دانشمندان علوم جَو از حالت نقشه‌برداری مشاهدات ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن ۳ بهره خواهند برد که می‌تواند به عنوان «مسیریاب» برای مأموریت‌های ماهواره‌ای نسل بعدی عمل کند.

ناسا به‌تازگی مأموریت ماهواره رصدخانه مدارگرد کربن ۳ در ایستگاه فضایی بین‌المللی را به مدت چند سال دیگر تمدید کرده است. این ابزار در کنار یک ابزار دیگر ناسا به نام اِمیت (EMIT، ابزار بررسی گردوغبار معدنی سطح زمین (برای پایش انتشار گازهای گلخانه‌ای فعالیت خواهد کرد.

این اقدام و اقدامات دیگر برای نظارت لحظه‌ای بر تغییر اقلیم و انتشار دی‌اکسیدکربن، در زمینه کاهش انتشار کربن ارزشمند است.