Satelity lze použít k měření úrovně atmosférického metanu a oxidu uhličitého: IIT Bombay Study

Studie vědců z Indian Institute of Technology v Bombaji ukázala, že satelitní data lze použít ke „spolehlivému“ měření úrovně oxidu uhličitého a metanu v indických metrech. Studie obsahuje statistický model, který předpovídá úrovně skleníkových plynů (GHG) ve městech.

V těchto městech také identifikoval hotspoty emisí. Pomocí měření odvozených ze satelitu vědci pozorovali, že hotspoty metanu byly typicky oblasti s odpadními vodami, skládkami nebo vyšší průmyslovou činností.

Výzkumníci Manoranjan Sahu a Adarsh ​​Alagade uvedli, že Indii chybí rozsáhlá síť pozemních stanic pro měření skleníkových plynů. Studie byla snahou překlenout tuto mezeru pomocí satelitních dat k měření úrovní oxidu uhličitého (CO2) a metanu (CH4) ve městech metra, jako je Bombaj a Dillí.

„Satelitní monitorování tím, že identifikuje trendy a hotspoty, poskytuje tvůrcům politik důkazy, aby se zaměřili na nejhorší zdroje – například upřednostnění zachycování skládkových plynů, řízení dopravy v koridorech s vysokými emisemi nebo prosazování průmyslových emisí – a vyhodnotili dopad politik v reálném světě v průběhu času,“ řekl prof. Sahu o výhodách používání dat získaných ze satelitu.

Podle studie je celkem 195 zemí, včetně Indie, signatáři Pařížské dohody z roku 2016, jejímž cílem je udržet průměrné globální oteplování pod 1,5 °C od základní linie. Přesná znalost atmosférických skleníkových plynů, jako je oxid uhličitý a metan, je kritická pro monitorování úrovní emisí a plnění závazků národního příspěvku (NDC).

SARIMA předpovídat úrovně skleníkových plynů

Výzkumníci také vyvinuli statistický model specifický pro město nazvaný SARIMA (Seasonal Autoregressive Integrated Moving Average) pro předpovídání úrovně skleníkových plynů. Studie poukázala na to, že SARIMA funguje podobně jako předpověď počasí. „Zjednodušeně řečeno, používá nedávné změny v odečtech, skok v naměřených hodnotách z jednoho okamžiku do dalšího a průměr za pevný počet předchozích odečtů k předpovědi hodnoty příštího měsíce a zároveň zohledňuje pravidelné a opakující se sezónní cykly,“ uvedl.

Výzkumníci použili data odvozená ze satelitu k doladění těchto tří parametrů a přizpůsobení SARIMA pro Dillí i Bombaj. SARIMA si klade za cíl pomoci politikům otestovat, zda opatření, jako je modernizace veřejné dopravy, zpřísnění průmyslových norem nebo zlepšení správy skládek, skutečně vedou k měřitelnému snížení emisí.

Několik sítí

Ke sběru informací použili několik sítí. Použili například data z Orbiting Carbon Observatory-2 (OCO-2) Národního úřadu pro letectví a vesmír (NASA), která sleduje oxid uhličitý, a Sentinel-5P Evropské kosmické agentury, která sleduje metan. Ověřili své satelitní odečty proti Total Carbon Column Observing Network (TCCON), síti pozemních měřicích stanic, rozšířené po celém světě.

„TCCON poskytuje přesné hodnoty a je standardním měřítkem používaným globálně k opravám a vyhodnocování družicových vyhledávání. Tato validace (porovnáním měření odvozených ze satelitu s hodnotami TCCON) potvrzuje, že družice v zásadě měří správné množství a že reprodukují měření s přijatelnými chybami v celé řadě prostředí,“ dodal prof. Sahu.

Když hovořil o použití konsolidovaných dat, prof. Sahu zdůraznil, že satelity nabízejí široké pokrytí a identifikují emisní hotspoty, zatímco pozemní stanice zachycují místní detaily s přesností. Při společném použití mohou sladit pozorování shora dolů s měřeními zdola nahoru, čímž se zlepší důvěryhodnost odhadů emisí a následně klimatická politika.“

Studie také zdůrazňuje potřebu rozšířit indickou síť pozemních monitorovacích míst. „Strojové učení (ML) je mocný nástroj a bude hrát velkou roli, ale nejlepší budoucí systémy kombinují strojové učení s modely založenými na fyzice, vylepšenými satelitními senzory a pozemními daty,“ dodal.