Kömür madenciliği, petrol ve gaz üretimi, çöplükler ve tarım, sera gazı metanının (CH) insan yapımı kaynaklarıdır.4), karbondioksitten (CO2) en çok iklim değişikliğini körükler. Bir metan molekülü, iklim etkisinde CO’dan 86 kata kadar daha güçlüdür2. Bu büyük sulak alanlara ve küresel KH’deki en önemli, ancak en az anlaşılan doğal kaynaklardan ve yutaklardan biri olan eriyen permafrostu ekleyin.4– ve Ortak2-Bütçe. Alman araştırma uçağı HALO, bu kaynakların bireysel olarak ne kadar yayıldığını ve analizde doğal ve insan yapımı kaynakların nasıl daha iyi ayrılabileceğini daha kesin olarak öğrenmek için Ağustos ve Eylül 2022’de Kanada üzerinden uçacak. CoMet 2.0 Arctic (HALO için Karbondioksit ve metan görevi) misyonunun bir parçası olarak, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü Jena, Bremen Üniversitesi ve Ludwig Maximilians -Universität’tan ortaklarla birlikte araştırma yürütüyor. (LMU) Münih, gelecekte iklim gazı emisyonlarını daha kesin ve kapsamlı bir şekilde kaydetmek ve iklim tahminlerini daha kesin hale getirmek için çalışıyor.
DLR Uzay Direktörü Dr. Anke Pagels-Kerp, “Sera gazı emisyonlarını ve dolayısıyla küresel ısınmayı sınırlamaya yönelik iddialı hedefler, sera gazı emisyonlarının etkili bir şekilde izlenmesini gerektirir” diyor. “CoMet 2.0 misyonu, iklim izleme için yeni araçlar sağlamaya ve gelecekteki iklim politikası kararları için veri tabanını geliştirmeye önemli bir katkı sağlıyor. Bu, DLR’nin yeni uzay sensörleri geliştirme ve bunları yerde, havada ve son olarak uzayda test etme ve kullanma konusundaki disiplinler arası gücünü gösteriyor.”
Misyonun bir parçası olarak, sera gazlarını kaydetmeye yönelik yenilikçi araçlar test ediliyor. CHARM-F (CH4 Atmosferik uzaktan izleme) lazer, metan ve CO kullanımına izin verir2 güneş ışığından bağımsız, büyük bir mesafeden ve yüksek doğrulukla. CoMet 2.0 Arctic proje yöneticisi, “Gelecekte, böyle bir lidar aleti, uzaydan sera gazı metanının bölgesel ve küresel emisyonlarını belirlemek için Alman-Fransız uydu misyonu MERLIN’in (Metan Uzaktan Algılama Misyonu) çekirdeği olarak kullanılacaktır” diye açıklıyor. Oberpfaffenhofen’deki DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Andreas Fix.
Ayrıca HALO, yerel kaynaklardan metan ve karbon dioksit kaydeden ve aynı zamanda CO2M görevi (Copernicus CO) gibi geleceğin uydu sensörleri için havadaki bir haberci deneyi olan Bremen Üniversitesi’nden MAMAP2DL görüntüleme spektrometresini taşır.2 izleme görevi). LMU Münih’in uzamsal olarak yüksek çözünürlüklü görüntüleme spektrometresi specMACS, aynı zamanda zeminin yansıtıcılığını karakterize eder ve metan uzaktan algılamayı engelleyen bulutların hassas bir şekilde tespit edilmesini sağlar. Bilimsel enstrümantasyon, en önemli sera gazlarını yerinde ölçmek için kullanılan Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü Jena ve DLR’den alınan iki boşluklu ringdown spektrometresi ve bunların ve diğer gazların laboratuvar analizlerinde belirlenmesi için bir numune toplayıcı ile desteklenir. toplanan hava örnekleri Ayrıca görev uçuşları, Sentinel-5P, GOSAT-1, GOSAT-2 veya EnMAP gibi halihazırda aktif olan uydu görevlerinden gelen verilerin daha iyi kalibre edilmesine yardımcı olur. Büyük sulak alanların ve permafrost bölgelerinin yüksek enlemlerdeki konumu, kendi ışık kaynağı olmayan pasif uydu cihazları için özellikle zor olduğundan, çünkü genellikle düşük seviyede güneş radyasyonu ve yoğun bulutlar bozucu bir etkiye sahiptir.
Bir nehir deltası üzerinde alçaktan uçmak ve kuzeye doğru yüksekten uçmak
Lidar veya MAMAP2DL HALO gibi uzaktan algılama cihazları, yaklaşık yedi ila on kilometre yükseklikte araştırma uçuşları için kullanılırken, yerinde karşılaştırma ölçümleri için genellikle hava kütlelerinin mümkün olduğu kadar derinine uçmak gerekir. çeşitli emisyon kaynaklarından örneklenmiştir. Bu pilotlar için her zaman bir meydan okumadır. DLR araştırma pilotu Dr. Marc Puskeiler, “Örneğin, CoMet 2.0 Arctic için, Mackenzie Nehri Deltası üzerinde ve ayrıca yerden 500 ila 600 metre yükseklikte petrol ve gaz üretimi yapılan bölgeler üzerinde kapsamlı düşük seviyeli uçuşları tamamladık” diyor. Mackenzie Nehri Deltası, Inuvik’in hemen kuzeyinde, Kanada Arktik Bölgesi’ndeki uçan sulak alanlardan biridir. Sulak alan bitki örtüsü karbonu emer ve depolar ve ayrışması CO salar2 ve CH4 özgür. Bu süreçler, nehir deltası gibi sulak alanları, küresel KH’deki en az anlaşılmış olsa da en önemli kaynaklardan ve yutaklardan biri haline getirir.4– ve Ortak2-Bütçe. Puskeiler, “Uçma becerilerine ek olarak, kapsamlı bir hazırlık her zaman gereklidir” diyor. “Özellikle Kanada’da, ulusal havacılık güvenliği otoritesi NAV Canada ve uçtuğumuz bölgelerde yaşayan yerli halkların temsilcileri ile çeşitli uçuş planlamasını ayrıntılı olarak görüştük.” HALO araştırma uçuşlarının başlangıç noktası, Kanada’nın Alberta eyaletindeki Edmonton’daki hava alanıdır.
Metan: Güçlü etkiye sahip sera gazı
CO2 insanlar tarafından Dünya üzerinde yayılan en önemli sera gazı olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, daha az bilinen CH4 CO ile karşılaştırıldığında atmosferdeki yaklaşık 200 kat daha düşük konsantrasyona rağmen2 çok yüksek sera gazı potansiyeline sahiptir. Çünkü Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin 2021 tarihli bir raporuna göre, sınır dışı edilmiş bir CH4ilk 20 yılda CO’dan 86 kat daha güçlü molekül2-Molekül. 100 yıl boyunca, metan atmosferde daha hızlı parçalandığından, bu değer hala dikkate değer olan 28 kat iklim etkisine düşüyor. Genel olarak, CO kaynaklı küresel ısınmanın payı2 sanayi devriminin başlangıcından bu yana, CH’nin yaklaşık yüzde 65’i4 insanlar tarafından salınan tüm sera gazlarına dayalı olarak yaklaşık yüzde 18. Atmosferdeki metan konsantrasyonu, CO sırasında 1750’den beri iki kattan fazla arttı.2 aynı dönemde yaklaşık yüzde 44 arttı.
Orman yangınlarından kaynaklanan sera gazı emisyonları
Büyük ölçekli sera gazı emisyonlarının özel bir durumu orman yangınlarıdır. Dr. Andrew Fix, “Mevcut HALO araştırma uçuşlarının bir parçası olarak onlara da göz kulak oluyoruz” diyor. “Çünkü açıkça açığa çıkan CO’ya ek olarak2 Bu tür yangınlar, yanma tamamlanmazsa bunlar da önemli bir metan kaynağı olabilir.” Yangınların yakınında ölçüm uçuşları önceden planlanamaz ve yalnızca kısa sürede hedef alınabilir. CoMet 2.0 Arctic’teki ekip, Rocky Dağları’nın kenarındaki büyük bir orman yangınını uçurmayı başardı.
Araştırma uçuşlarında çeşitli işbirlikleri
Alman araştırma ortakları DLR, Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü Jena, Bremen Üniversitesi ve Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nin CoMet 2.0 Arctic misyonu, çok çeşitli uluslararası işbirliklerine dahil olmuştur. Uluslararası olarak, araştırma kampanyası ESA ve NASA tarafından yürütülen ve amacı Arktik iklim gazı emisyonlarının analizini koordineli bir şekilde belgelemek olan AMPAC girişiminin (Arctic Metan and Permafrost Challenge) bir parçasıdır. Bu işbirliğinin bir parçası olarak HALO, Ağustos ayında NASA’nın araştırma uçağı B200 ve G III ile birlikte araştırma uçuşlarını tamamladı. Kanada uzay ajansı CSA, çok sayıda karşılaştırmalı ölçüm için yüksek irtifa araştırma balonlarının yükselmesine izin veriyor. Kanada Jeolojik Araştırma Kurumu tarafından eşzamanlı yer, helikopter ve gemi araştırma faaliyetleri Mackenzie Nehri Deltası’nda gerçekleştiriliyor. Çevre Savunma Fonu tarafından görevlendirilen hafif uçaklar, kömür madenleri, çöplükler ve petrol kuyuları gibi metan kaynaklarını inceler. Burada da HALO ve ortakları tarafından ortak ölçüm uçuşları gerçekleştiriliyor.
HALO, DLR, MPI Jena ve DFG tarafından finanse edilen CoMet 2.0 Arctic görevinin bir parçası olarak toplamda yaklaşık 140 uçuş saati boyunca faaliyette olacak. Eylül ayındaki görevin geri kalanında, araştırmacılar hevesle Hudson Körfezi Ovaları üzerinde uygun bir uçuş havası olmasını umuyorlar. Burada, Almanya’dan daha büyük bir alana sahip olan Sibirya’dan sonra, daha kesin metan emisyonları daha kesin iklim tahminleri için mücadelede en büyük bilinmeyenlerden biri olan kuzey yarım küredeki en büyük ikinci sulak alan var. HALO’nun uzun menzili, üzerinden uçmak için çok önemli bir ön koşuldur. Bir önceki CoMet görevi, 2018’de Avrupa genelinde Finlandiya ve Kuzey Afrika arasındaki sera gazı kaynaklarını analiz ederek gerçekleşti. Burada, örneğin, bütün bir bölgeden, Yukarı Silezya kömür yatağından metan emisyonları ilk kez uçak ölçümlerinin yardımıyla ölçülebilir.
DLR Uzay Direktörü Dr. Anke Pagels-Kerp, “Sera gazı emisyonlarını ve dolayısıyla küresel ısınmayı sınırlamaya yönelik iddialı hedefler, sera gazı emisyonlarının etkili bir şekilde izlenmesini gerektirir” diyor. “CoMet 2.0 misyonu, iklim izleme için yeni araçlar sağlamaya ve gelecekteki iklim politikası kararları için veri tabanını geliştirmeye önemli bir katkı sağlıyor. Bu, DLR’nin yeni uzay sensörleri geliştirme ve bunları yerde, havada ve son olarak uzayda test etme ve kullanma konusundaki disiplinler arası gücünü gösteriyor.”
Misyonun bir parçası olarak, sera gazlarını kaydetmeye yönelik yenilikçi araçlar test ediliyor. CHARM-F (CH4 Atmosferik uzaktan izleme) lazer, metan ve CO kullanımına izin verir2 güneş ışığından bağımsız, büyük bir mesafeden ve yüksek doğrulukla. CoMet 2.0 Arctic proje yöneticisi, “Gelecekte, böyle bir lidar aleti, uzaydan sera gazı metanının bölgesel ve küresel emisyonlarını belirlemek için Alman-Fransız uydu misyonu MERLIN’in (Metan Uzaktan Algılama Misyonu) çekirdeği olarak kullanılacaktır” diye açıklıyor. Oberpfaffenhofen’deki DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Andreas Fix.
Ayrıca HALO, yerel kaynaklardan metan ve karbon dioksit kaydeden ve aynı zamanda CO2M görevi (Copernicus CO) gibi geleceğin uydu sensörleri için havadaki bir haberci deneyi olan Bremen Üniversitesi’nden MAMAP2DL görüntüleme spektrometresini taşır.2 izleme görevi). LMU Münih’in uzamsal olarak yüksek çözünürlüklü görüntüleme spektrometresi specMACS, aynı zamanda zeminin yansıtıcılığını karakterize eder ve metan uzaktan algılamayı engelleyen bulutların hassas bir şekilde tespit edilmesini sağlar. Bilimsel enstrümantasyon, en önemli sera gazlarını yerinde ölçmek için kullanılan Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü Jena ve DLR’den alınan iki boşluklu ringdown spektrometresi ve bunların ve diğer gazların laboratuvar analizlerinde belirlenmesi için bir numune toplayıcı ile desteklenir. toplanan hava örnekleri Ayrıca görev uçuşları, Sentinel-5P, GOSAT-1, GOSAT-2 veya EnMAP gibi halihazırda aktif olan uydu görevlerinden gelen verilerin daha iyi kalibre edilmesine yardımcı olur. Büyük sulak alanların ve permafrost bölgelerinin yüksek enlemlerdeki konumu, kendi ışık kaynağı olmayan pasif uydu cihazları için özellikle zor olduğundan, çünkü genellikle düşük seviyede güneş radyasyonu ve yoğun bulutlar bozucu bir etkiye sahiptir.
Bir nehir deltası üzerinde alçaktan uçmak ve kuzeye doğru yüksekten uçmak
Lidar veya MAMAP2DL HALO gibi uzaktan algılama cihazları, yaklaşık yedi ila on kilometre yükseklikte araştırma uçuşları için kullanılırken, yerinde karşılaştırma ölçümleri için genellikle hava kütlelerinin mümkün olduğu kadar derinine uçmak gerekir. çeşitli emisyon kaynaklarından örneklenmiştir. Bu pilotlar için her zaman bir meydan okumadır. DLR araştırma pilotu Dr. Marc Puskeiler, “Örneğin, CoMet 2.0 Arctic için, Mackenzie Nehri Deltası üzerinde ve ayrıca yerden 500 ila 600 metre yükseklikte petrol ve gaz üretimi yapılan bölgeler üzerinde kapsamlı düşük seviyeli uçuşları tamamladık” diyor. Mackenzie Nehri Deltası, Inuvik’in hemen kuzeyinde, Kanada Arktik Bölgesi’ndeki uçan sulak alanlardan biridir. Sulak alan bitki örtüsü karbonu emer ve depolar ve ayrışması CO salar2 ve CH4 özgür. Bu süreçler, nehir deltası gibi sulak alanları, küresel KH’deki en az anlaşılmış olsa da en önemli kaynaklardan ve yutaklardan biri haline getirir.4– ve Ortak2-Bütçe. Puskeiler, “Uçma becerilerine ek olarak, kapsamlı bir hazırlık her zaman gereklidir” diyor. “Özellikle Kanada’da, ulusal havacılık güvenliği otoritesi NAV Canada ve uçtuğumuz bölgelerde yaşayan yerli halkların temsilcileri ile çeşitli uçuş planlamasını ayrıntılı olarak görüştük.” HALO araştırma uçuşlarının başlangıç noktası, Kanada’nın Alberta eyaletindeki Edmonton’daki hava alanıdır.
Metan: Güçlü etkiye sahip sera gazı
CO2 insanlar tarafından Dünya üzerinde yayılan en önemli sera gazı olarak kabul edilmektedir. Bununla birlikte, daha az bilinen CH4 CO ile karşılaştırıldığında atmosferdeki yaklaşık 200 kat daha düşük konsantrasyona rağmen2 çok yüksek sera gazı potansiyeline sahiptir. Çünkü Hükümetlerarası İklim Değişikliği Paneli’nin 2021 tarihli bir raporuna göre, sınır dışı edilmiş bir CH4ilk 20 yılda CO’dan 86 kat daha güçlü molekül2-Molekül. 100 yıl boyunca, metan atmosferde daha hızlı parçalandığından, bu değer hala dikkate değer olan 28 kat iklim etkisine düşüyor. Genel olarak, CO kaynaklı küresel ısınmanın payı2 sanayi devriminin başlangıcından bu yana, CH’nin yaklaşık yüzde 65’i4 insanlar tarafından salınan tüm sera gazlarına dayalı olarak yaklaşık yüzde 18. Atmosferdeki metan konsantrasyonu, CO sırasında 1750’den beri iki kattan fazla arttı.2 aynı dönemde yaklaşık yüzde 44 arttı.
Orman yangınlarından kaynaklanan sera gazı emisyonları
Büyük ölçekli sera gazı emisyonlarının özel bir durumu orman yangınlarıdır. Dr. Andrew Fix, “Mevcut HALO araştırma uçuşlarının bir parçası olarak onlara da göz kulak oluyoruz” diyor. “Çünkü açıkça açığa çıkan CO’ya ek olarak2 Bu tür yangınlar, yanma tamamlanmazsa bunlar da önemli bir metan kaynağı olabilir.” Yangınların yakınında ölçüm uçuşları önceden planlanamaz ve yalnızca kısa sürede hedef alınabilir. CoMet 2.0 Arctic’teki ekip, Rocky Dağları’nın kenarındaki büyük bir orman yangınını uçurmayı başardı.
Araştırma uçuşlarında çeşitli işbirlikleri
Alman araştırma ortakları DLR, Max Planck Biyojeokimya Enstitüsü Jena, Bremen Üniversitesi ve Münih Ludwig Maximilian Üniversitesi’nin CoMet 2.0 Arctic misyonu, çok çeşitli uluslararası işbirliklerine dahil olmuştur. Uluslararası olarak, araştırma kampanyası ESA ve NASA tarafından yürütülen ve amacı Arktik iklim gazı emisyonlarının analizini koordineli bir şekilde belgelemek olan AMPAC girişiminin (Arctic Metan and Permafrost Challenge) bir parçasıdır. Bu işbirliğinin bir parçası olarak HALO, Ağustos ayında NASA’nın araştırma uçağı B200 ve G III ile birlikte araştırma uçuşlarını tamamladı. Kanada uzay ajansı CSA, çok sayıda karşılaştırmalı ölçüm için yüksek irtifa araştırma balonlarının yükselmesine izin veriyor. Kanada Jeolojik Araştırma Kurumu tarafından eşzamanlı yer, helikopter ve gemi araştırma faaliyetleri Mackenzie Nehri Deltası’nda gerçekleştiriliyor. Çevre Savunma Fonu tarafından görevlendirilen hafif uçaklar, kömür madenleri, çöplükler ve petrol kuyuları gibi metan kaynaklarını inceler. Burada da HALO ve ortakları tarafından ortak ölçüm uçuşları gerçekleştiriliyor.
HALO, DLR, MPI Jena ve DFG tarafından finanse edilen CoMet 2.0 Arctic görevinin bir parçası olarak toplamda yaklaşık 140 uçuş saati boyunca faaliyette olacak. Eylül ayındaki görevin geri kalanında, araştırmacılar hevesle Hudson Körfezi Ovaları üzerinde uygun bir uçuş havası olmasını umuyorlar. Burada, Almanya’dan daha büyük bir alana sahip olan Sibirya’dan sonra, daha kesin metan emisyonları daha kesin iklim tahminleri için mücadelede en büyük bilinmeyenlerden biri olan kuzey yarım küredeki en büyük ikinci sulak alan var. HALO’nun uzun menzili, üzerinden uçmak için çok önemli bir ön koşuldur. Bir önceki CoMet görevi, 2018’de Avrupa genelinde Finlandiya ve Kuzey Afrika arasındaki sera gazı kaynaklarını analiz ederek gerçekleşti. Burada, örneğin, bütün bir bölgeden, Yukarı Silezya kömür yatağından metan emisyonları ilk kez uçak ölçümlerinin yardımıyla ölçülebilir.