Новый, космический взгляд на антропогенный диоксид углерода

Ученые впервые создали глобальные карты выбросов углекислого газа от человеческой деятельности, основанные исключительно на спутниковых наблюдениях за этим парниковым газом. Карты, созданные на основе данных спутника NASA OCO-2 (Orbiting Carbon Observatory-2) с применением новой методики обработки, хорошо согласуются с инвентаризациями известных выбросов CO₂.

До OCO-2 ни один спутник не мог измерять диоксид углерода с достаточной детализацией, чтобы позволить исследователям строить карты антропогенных выбросов только на основе спутниковых данных. Ранее такие карты также включали оценки на основе экономических данных и результатов моделирования.

Команда ученых из Финского метеорологического института в Хельсинки создала три основные карты по данным OCO-2, сфокусированные на регионах с наибольшими выбросами: восток США, Центральная Европа и Восточная Азия. На картах видны обширные шлейфы CO₂ над крупными городскими агломерациями и более мелкие очаги высоких выбросов.

"OCO-2 может обнаруживать даже меньшие, изолированные источники, такие как отдельные города", — отметил ведущий автор исследования Янне Хаккарайнен. Результаты работы опубликованы 1 ноября в журнале Geophysical Research Letters.

Выбросы CO₂ от человеческой деятельности значительно выросли с начала промышленной революции, и этот парниковый газ сохраняется в атмосфере столетие и более. Это означает, что недавние антропогенные выбросы составляют лишь крошечную часть общего количества CO₂, которое фиксирует OCO-2. "В настоящее время фоновый уровень CO₂ в атмосфере составляет около 400 ppm, а выбросы за прошлый год могут добавить к этому всего около 3 ppm", — пояснил Хаккарайнен. Задачей было выделить сигнал от недавних выбросов на общем фоне.

Новая методика обработки данных учитывает сезонные изменения CO₂, вызванные ростом и покоем растений, а также фоновый уровень. Для проверки метода ученые сравнили результаты с измерениями диоксида азота — другого газа от сжигания ископаемого топлива — с инструмента OMI (Ozone Monitoring Instrument) на спутнике NASA Aura. OMI и OCO-2 находятся в одной спутниковой группировке A-Train, поэтому данные охватывают одну область Земли с разницей во времени всего в 15 минут. Хорошая корреляция измерений подтвердила надежность новой методики.

Соавтор работы Йоханна Тамминен подчеркнула, что исследование демонстрирует возможность совместного анализа спутниковых наблюдений за CO₂ и другими газами от процессов горения для получения информации об источниках выбросов.