Прорыв в мониторинге выбросов ПГ: спутник EnMAP впервые измерил CO₂ и NO₂ одновременно

Исследовательская группа из Института химии Макса Планка в Майнце и Гейдельбергского университета применила EnMAP для наблюдения за выбросами промышленных объектов, таких как электростанции в Саудовской Аравии и Южно-Африканском регионе Хайвелд, одном из крупнейших мировых источников выбросов.

CO₂ и NO₂ являются одними из самых значимых антропогенных загрязнителей воздуха, оказывающих негативное влияние на климат, здоровье и качество воздуха. Спутниковые измерения давно считаются ключевым инструментом для независимого мониторинга выбросов, однако раньше существовали существенные ограничения: большинство спутниковых сенсоров не обладали достаточной разрешающей способностью для точной фиксации выбросов от отдельных промышленных объектов.

Многие из используемых приборов способны фиксировать следы загрязнителей с разрешением от трех до пяти километров, что не позволяет выявлять источники выбросов на уровне отдельных электростанций. Кроме того, облака, атмосферные процессы и химические реакции оксидов азота значительно усложняют интерпретацию данных.

"С помощью данных EnMAP мы смогли определить распределение CO₂ и NO₂ в выбросах от отдельных электростанций, например, в Саудовской Аравии и Южноафриканском регионе Хайвелд," — объясняет Кристиан Боргер, ведущий автор исследования.

Спутник EnMAP использует технологию спектрального зондирования для фиксации "спектральных отпечатков" в отражённом солнечном свете, которые позволяют точно определять концентрации углекислого газа (CO₂) и диоксида азота (NO₂). Благодаря разрешающей способности в 30 метров, спутник способен выявлять выбросы не только в крупных промышленных зонах, но и на отдельных объектах, обеспечивая детализированный мониторинг загрязнений. Одновременное наблюдение за CO₂ и NO₂ позволяет анализировать не только объем выбросов, но и химические процессы, происходящие в атмосфере, такие как превращения оксидов азота. Кроме того, соотношение NOx/CO₂, получаемое в результате спутниковых измерений, даёт возможность оценивать эффективность работы электростанций и их воздействие на окружающую среду, что способствует более точному пониманию источников загрязнений и разработке мер по их сокращению.

Внедрение нового метода спутникового мониторинга выбросов, основанного на технологии EnMAP, открывает ряд значимых преимуществ для глобального контроля загрязнений атмосферы.

Во-вторых, метод позволяет проводить **анализ эффективности используемых технологий**. Благодаря вычислению соотношений NOx/CO₂, становится возможным определять, насколько экологичными являются технологии, применяемые на конкретных объектах. Это открывает перспективы для более точного контроля за соблюдением экологических стандартов и выявления наименее эффективных установок.

Кроме того, впервые с такой высокой точностью можно проводить **оценку химических реакций в атмосфере**. Одновременное наблюдение за CO₂ и NO₂ позволяет отслеживать процессы превращения NO в NO₂ непосредственно в выбросах, что способствует лучшему пониманию атмосферной химии и её воздействия на окружающую среду. Этот подход не только улучшает мониторинг, но и предоставляет данные для моделирования атмосферных процессов, что крайне важно для разработки стратегий по снижению выбросов и смягчению последствий изменения климата.

Результаты исследования показали, что спутники с высоким пространственным разрешением, такие как EnMAP, могут существенно улучшить мониторинг промышленных выбросов. Это важный шаг к созданию глобальной системы контроля за загрязнением воздуха с использованием спутников.

Таким образом, развитие таких спутников, как EnMAP, в сочетании с международными проектами вроде CO2M, открывает новые перспективы для борьбы с изменением климата. Благодаря спутниковому мониторингу страны и корпорации смогут более прозрачно отчитываться о своих выбросах, а международные организации — контролировать выполнение климатических обязательств.

Метод, разработанный учеными из Института химии Макса Планка и Гейдельбергского университета, представляет собой качественный скачок в технологии мониторинга загрязнений. С его помощью можно не только фиксировать объемы выбросов, но и анализировать эффективность работы объектов, отслеживать химические превращения и оптимизировать экологические стратегии.

Внедрение технологий спутникового мониторинга, подобных EnMAP, открывает перед Казахстаном широкие перспективы в области контроля за выбросами парниковых газов и загрязнителей атмосферы. Это особенно важно в свете международных обязательств Казахстана по снижению выбросов углерода к 2060 году. Прозрачные данные о выбросах могут способствовать более эффективному выполнению национальных климатических обязательств, улучшению отчетности перед международными партнерами и повышению доверия к климатической политике страны.