国際的な科学コミュニティは、気候変動と大気中の二酸化炭素 (CO2) 濃度の上昇を何十年にもわたって研究してきました。あまり注目されていないメタン (CH4) は、CO2 よりもはるかに低い割合で放出されますが、大気中の熱を閉じ込める能力は CO2 の 25 倍です。
排出率と効力を考慮すると、CH4 は温室効果の強化に 2 番目に重要な貢献者です。 2017 年 10 月に宇宙に展開された最新のリモート センシング技術により、高い時間的および空間的解像度で多数の大気ガスの濃度 (CH4 濃度など) を推定する機能が得られます。これらのオープンアクセス データにより、科学者は大気変数の不確実性を減らし、より有用な大気および気候モデルを開発することができます。濃度、排出量、および大気中の CH4 の監視とモデル化に関する改善された能力について、いくつかの背景を探ってみましょう。
メタン生成またはバイオメタネーションは、メタン生成菌として知られる微生物がメタンを生成する自然なプロセスです。有機物の嫌気性分解、動物の腸内発酵、動物の排泄物の分解など、いくつかの自然過程で CH4 が生成 (放出) されます。しかし、CH4 の大気中濃度は、工業化以前 (～1750 年) の値である約 700 ppb から 2015 年には推定 1,834 ppb に増加しました。これは、人間の活動が大気中の CH4 濃度に影響を与えることを示す強力な指標です。
気候変動に関する政府間パネル (IPCC) の報告によると、大気への現在の CH4 フラックスの半分強は人為的であり、農業活動、廃水処理、埋め立て地、一部の工業プロセス、および土地利用、土地利用の変化 &林業（LULUCF）。人為起源の CH4 排出は、石油事業、石炭採掘、および不完全燃焼にも関連しています。 CH4 排出率は 5 ppb/年で増加しているため、傾向監視を継続的に改善して、IPCC に基づく政策などの政策が大気への排出を制御および削減するのに効果的であることを検証することが重要です。
メタン排出量を推定するためのボトムアップ法とトップダウン法:
大気中の濃度は、メタン排出量を活動率 (例:掘削されたガス井の数) と単位活動あたりの排出係数 (例:井戸あたりのメタン排出量) の積として計算する「ボトムアップ」法によって CO2 換算の単位で推定されます。ドリル）。 「トップダウン」評価では、大気測定を使用して排出量を定量化します。リモート センサー (衛星からの測定値など) は地球規模のカバレッジに使用されますが、地上および高高度ステーションでの温室効果ガスの高周波測定値は、大規模な温室効果ガス排出量の「グラウンド トゥルース」トップダウン モデリングに結合されます。
ヨーロッパの大気チャート作成用走査型画像吸収分光計 (SCIAMACHY) 機器や日本の温室効果ガス観測衛星 (GOSAT) などの衛星ベースのセンサーは、反射された太陽エネルギーを測定し、炭素含有ガスの大規模な大気中濃度をマッピングするために使用されています。 .
トロポミ:
TROPOspheric Monitoring Instrument (TROPOMI) は、分光計を使用して、紫外、可視、近赤外、短波長赤外などのさまざまな波長で直接および反射 (地球による) 太陽エネルギーを記録します。直接と反射を比較すると、大気中に存在するガスとその量が明らかになります。 TROPOMI は、高品質のミラーを使用して、地球全体の大気の質について正確な高解像度画像を生成します。
TROPOMI がオゾンを検出する TROPOMI ペイロードを搭載した Sentinel-5 Precursor (55p) 衛星のレンダリングメタン、ホルムアルデヒド、エアロゾル、一酸化炭素、二酸化窒素、二酸化硫黄。 https://commons.wikimedia.org/wiki/Main_Page の SkywalkerPL による写真
TROPOMI は 2017 年 10 月に打ち上げられ、最初の大気合成センチネルであるコペルニクス Sentinel-5 Precursor (S5p) 衛星に搭載されています。打ち上げから約 1 か月間、TROPOMI は「アニーリング」プロセスを受けていました。これにより、打ち上げ中に放出された水蒸気と揮発性物質が加熱要素を使用して除去されました。おそらく、S5p と TROPOMI は現在、地球から約 800 キロメートルの距離を周回しています。
衛星は、摂氏約-130度から摂氏+130度の範囲の温度を経験します。画像を記録する検出器の一部は、時間の経過とともに劣化し、ピクセルが機能しなくなることが予想されますが、予想される寿命は 7 年です。運用期間中、TROPOMI は毎日の地球規模の CH4 カラム濃度を、2 つの都市ブロック (7 km x 7 km) 程度の高空間分解能で、ソースとシンクの逆モデリングを容易にするのに十分な精度で観測します。地上の全炭素柱観測ネットワーク (TCCON) からのデータは、TROPOMI の検証と検証に使用されます。
TROPOMI のセンサーは堅牢で、信頼性が高く、軽量であり、浸漬グレーティング (鏡を使用して直射日光で地球の大気によって反射される光) とフリーフォーム光学系が重要なイノベーションです。オランダ宇宙研究所によって設計されたこれらの技術は、精度と画質を向上させながら、以前の技術と比較して 40 分の 1 に小型化されました。 TROPOMI によって収集されたデータは、コペルニクス オープン アクセス ハブを介して、世界中の科学および教育データ ユーザー コミュニティが利用できるようになります。
