يمكن لمستشعر المحطة الفضائية الجديد أن يكشف عن ملوثات الغازات الدفيئة المخفية

أثبتت أداة تم تركيبها مؤخرًا على متن محطة الفضاء الدولية (ISS) قدرتها على اكتشاف الغازات الدفيئة التي تغير مناخ الأرض.

سيتم تسليم المستشعر، المسمى “التحقيق في مصدر الغبار المعدني لسطح الأرض” (EMID)، إلى المحطة الفضائية في صيف عام 2022. والغرض الرئيسي منه هو تحديد كيفية تأثير الغبار الموجود في الغلاف الجوي على مناخ الأرض. لكن هذه القدرة تمكن من جمع EMIT بمزيد من التفصيل ملاحظات لأعمدة غير معروفة سابقًا من غازات الدفيئة الرئيسية الميثان وثاني أكسيد الكربون، وفقًا لبحث جديد قام بتحليل البيانات من أول 30 يومًا للأداة. يعتقد العلماء أن القدرة على تتبع مصادر الانبعاثات يمكن أن تكون أداة قيمة لمعالجة أزمة المناخ. تصل الغازات الدفيئة إلى تركيزات أعلى من أي وقت مضى وفي الغلاف الجوي، أعلنت المنظمة العالمية للأرصاد الجوية هذا الأسبوع.

يعد مستشعر EMIT ذا قيمة خاصة لأنه يجمع بين دقة التكنولوجيا مثل الأجهزة المحمولة جواً والتغطية الواسعة للأقمار الصناعية.

يقول جون لين، عالم الغلاف الجوي في الجامعة: “باستخدام الكثير من الأساليب السابقة، يمكنك التعرف على ما يحدث في منطقة واسعة أو مدينة، ولكن هذا الجزء من المدينة، مثل محطة الطاقة هذه. والمناظر الطبيعية”. من ولاية يوتا الذي لم يشارك في الدراسة الجديدة التي نشرت يوم الجمعة. التقدم العلمي. “هذا النوع من الإسناد يمكن أن يكون مفيدا للغاية، خاصة إذا فكرنا في طرق للحد من هذه الانبعاثات.”

لقد كان EMIT يراقب الأرض منذ أكثر من عام. وقد أعطت هذه الملاحظات الأولوية لرصد الغبار، إلا أن الأداة ركزت حتى الآن بشكل خاص على المناطق المتربة مثل شمال أفريقيا وآسيا الوسطى. وكمهمة ثانوية، تراجعت أهمية الاستشعار الشامل عن الغازات الدفيئة؛ في الفترة القصيرة حتى الآن بالنسبة لمهمات الانبعاثات، أعطى الفريق الأولوية لدراسة غاز الميثان على ثاني أكسيد الكربون لأن مصادر الميثان غير مفهومة جيدًا، وفقًا لموظفي البعثة. يمكن أن يتغير ذلك إذا واصلت ناسا مهمتها في العام الجديد وما بعده، كما يقول الباحث الرئيسي في EMIT روبرت جرين، عالم نظام الأرض في مختبر الدفع النفاث التابع لناسا (JPL) والمؤلف المشارك للدراسة الجديدة.

لكن الورقة توضح كيف، حتى في الشهر الأول من الملاحظات التي تركز على الغبار، اكتشف EMIT العشرات من أعمدة الميثان المختلفة، بالإضافة إلى انبعاثات ثاني أكسيد الكربون من محطتين لتوليد الطاقة في الصين ومكب نفايات في المملكة العربية السعودية.

لم تكن النتائج غير متوقعة تمامًا، فقد اعتقد أعضاء فريق EMIT أنهم يستطيعون رؤية غازات الدفيئة باستخدام الأداة. ومع ذلك، كانت جودة أدائه، حتى في عمله المبكر، مفاجئة، كما يقول أندرو ثورب، خبير تكنولوجيا مختبر الدفع النفاث وعالم الغلاف الجوي والمؤلف الرئيسي للدراسة الجديدة. ويقول: “لقد سعدنا عندما رأينا النتائج، ونحن متحمسون جدًا لأداء الأداة”. “لقد تجاوز توقعاتنا.”

تضيف النتائج EMIT إلى موجة من أجهزة الاستشعار الفضائية من الجيل التالي، بما في ذلك القمر الصناعي GHGSat الذي يوجد مقره في مونتريال، والعمل المستقبلي من قبل Carbon Mapper غير الربحي وصندوق الدفاع عن البيئة. يقول لوري بروهويلر، عالم الغلاف الجوي في مختبر المراقبة العالمي التابع للإدارة الوطنية للمحيطات والغلاف الجوي، والذي لم يشارك في البحث الجديد. ويقول: “نحن بحاجة إلى أكبر قدر ممكن من البيانات التي يمكننا الحصول عليها، لذلك هناك الكثير من الأدوات للقيام بهذا النوع من الأشياء، وهو أمر جيد”.

تعد الأدوات الجديدة مهمة بسبب ملاحظاتها عالية الدقة التي تعكس جودة القياسات التي تجريها الطائرات عادة. لكن موقع EMIT على محطة الفضاء الدولية يسمح لها بتغطية مساحة أكبر من أي طائرة. فهو يجمع بين تقنيات قوية تحدد مصادر الانبعاثات التي يمكن علاجها بسهولة، كما يقول العلماء، خاصة بالنسبة لخطوط الأنابيب، التي يمتلك أصحابها حافزًا اقتصاديًا لمنع التسربات.

يقول لين: “إذا تمكنت حقًا من استيعاب ما يحدث وقياسه بتغطية واسعة النطاق من الفضاء، فيمكنك توفير الكثير من المعلومات للنظر إلى الثمار القريبة، وبعض المصادر الأكبر”.

على الرغم من أن البحث الجديد يغطي فقط 30 يومًا من الملاحظات، يقول جرين إن EMIT قد لاحظت أكثر من 830 عمودًا من غازات الدفيئة حتى الآن. تنشر مجموعة EMIT بياناتها للعامة، وتقول إن بعض التدابير الطوعية لخفض الانبعاثات قد تم اتخاذها بالفعل بسبب عملها، على الرغم من أن الباحثين لا يتواصلون مع منشئي الأعمدة التي يكتشفونها. يقول بروهويلر: “يمكن للعلم أن يزودك بهذه المعلومات”. “لكن العمل يتطلب سياسة ودبلوماسية.”

وفي البحث الجديد، يحاول أعضاء الفريق قياس الانبعاثات التي لاحظوها. وهذا يمكن أن يفيد قوائم جرد السلطات لانبعاثات غازات الدفيئة، وهي عبارة عن إحصاء منهجي للمصادر والمصارف. (ويشمل الأخير الأشجار التي تمتص ثاني أكسيد الكربون). ويحذر من أن هذه الحسابات تتطلب فهمًا تفصيليًا للظروف الجوية المحلية، وهو أمر غير ممكن في الأماكن ذات البنية التحتية الضعيفة لمراقبة الطقس.

على الرغم من أن EMIT محدود في قدرته على حساب الغازات الدفيئة، إلا أن بياناته يمكن أن تساعد في الوفاء بالتعهد العالمي بخفض غاز الميثان لعام 2021، والذي من شأنه أن يخفض الانبعاثات بنسبة 30 بالمائة على الأقل من مستويات عام 2020 بحلول عام 2030. الميثان هو أحد غازات الدفيئة القوية للغاية. وعلى أساس جزيئي، ولأنه أقصر عمرا في الغلاف الجوي من ثاني أكسيد الكربون، فإنه يجعله هدفا جذابا للعمل على المدى القصير. يقول لين: «إذا تمكنا حقًا من تقليل انبعاثات غاز الميثان، فيمكننا تقليل معدل الاحترار خلال العقود القليلة المقبلة».

وقد وقع ما يقرب من 150 دولة ومنطقة على تعهد خفض غاز الميثان. ومع ذلك، فإن هدفها الطموح يتطلب من العالم أن يتخذ خطوات حقيقية في خفض الانبعاثات، بما في ذلك المصادر التي يصعب قطعها مثل مرافق الماشية، بدلاً من مجرد تصحيح التسريبات في البنية التحتية للكهرباء، كما يقول بروخويلر. ويقول: “الحقيقة هي أننا لا نستطيع الوفاء بالتعهد العالمي بغاز الميثان من خلال انبعاثات النفط والغاز فقط”. “هذه هي الثمار الدانية، الشيء الذي نعرف أننا نستطيع إصلاحه، الشيء الذي نعرف أنه يمكننا إصلاحه دون الكثير من الألم الاقتصادي. لكن في النهاية، لن يكون ذلك كافيا.

أصبحت الأدوات التي يمكن للعلماء استخدامها لتحديد خطوط أنابيب الغازات الدفيئة أهدافا متزايدة للحد من الانبعاثات – ليس فقط في سياق التعهد بغاز الميثان، ولكن أيضا فيما يتعلق بأهداف تغير المناخ التي حددتها الأمم المتحدة. من المقرر أن تعقد المنظمة العالمية مؤتمرها السنوي الثامن والعشرين لتغير المناخ، المعروف أيضًا باسم المؤتمر الثامن والعشرين للأطراف في اتفاقية الأمم المتحدة الإطارية بشأن تغير المناخ (COP28) في وقت لاحق من هذا الشهر في دولة الإمارات العربية المتحدة. في COP28، ستركز الدول بشكل خاص على انبعاثات ثاني أكسيد الكربون، والتي ستستهدفها مجموعة EMIT بعد ذلك.

“في النهاية علينا أن نتعامل مع CO₂– وشارك₂ يقول بروويلر: “جزء من المشكلة ينمو بسرعة ولا تظهر أي علامات على التباطؤ”. “نحن بالتأكيد بحاجة إلى تقليل انبعاثات غاز الميثان، ليس هناك شك في ذلك. يمكننا الاستفادة منه. ولكن في مكان ما في المستقبل، يتعين علينا أن نواجه جديًا ثاني أكسيد الكربون₂“.