A deteção de fugas de metano – um contribuinte significativo para o aquecimento global – está a tornar-se cada vez mais importante na luta contra as alterações climáticas e na redução das emissões de gases com efeito de estufa. Os investigadores estão a aproveitar o poder da tecnologia de satélite de ponta para monitorizar estas fugas a partir do espaço. O metano é um poderoso gás de efeito estufa e o segundo maior responsável pelo aquecimento climático, depois do dióxido de carbono. Embora uma tonelada de metano dure apenas cerca de 10 anos na atmosfera, ao longo de um século retém 30 vezes mais calor que uma tonelada de dióxido de carbono. Isto significa que o metano é um elemento poderoso no aquecimento do planeta.
O instrumento Tropomi no satélite Copernicus Sentinel-5P é o único instrumento de satélite que mapeia diariamente as concentrações globais de metano. Hoje, investigadores do SRON, o instituto de investigação espacial holandês, revelaram um novo algoritmo que utiliza aprendizagem automática para descobrir automaticamente plumas de superemissões de metano em dados do Sentinel-5P. Fonte: ESA/SRON
Mas aqui estão as boas notícias: como o metano não permanece durante tanto tempo como o dióxido de carbono, dá-nos a oportunidade de tomar medidas climáticas relativamente rápidas. Se reduzirmos as emissões de metano, poderemos realmente ver um declínio significativo nos níveis globais de metano em apenas uma década. Isto, por sua vez, ajuda a mitigar o aumento do efeito estufa.
Esta imagem mostra uma das plumas de superemissões de metano detectadas pelo Copernicus Sentinel-5P num grupo de detecção num local de extracção de petróleo na Líbia, a 26 de Julho de 2021. O satélite GHGSat, observando alvos detectados pelo Tropomi na área, detectou emissões de uma chama apagada. Fonte da imagem: ESA
Agora, vamos falar sobre “superemissores”. Os emissores de metano são qualquer fonte de metano, incluindo processos naturais como zonas húmidas ou atividades humanas como a agricultura, mas os superemissores de metano libertam quantidades desproporcionalmente grandes de metano em comparação com outros emissores.
Estes superemissores são frequentemente encontrados em instalações industriais, tais como operações de petróleo e gás, minas de carvão e até aterros sanitários, onde problemas de equipamento ou infraestrutura podem levar a grandes fugas de metano. Estas fontes de emissões são o “fruto mais fácil” na nossa busca pela redução das emissões. Consertar esses superemissores não requer soluções complexas ou caras. Em muitos casos, reparações relativamente simples podem proporcionar benefícios climáticos significativos.
Contudo, enfrentamos um desafio: primeiro precisamos identificar esses superemissores. Desta forma, podemos ser visados e fazer a diferença na luta contra as alterações climáticas.
O instrumento Tropomi a bordo do satélite Copernicus Sentinel-5P é o único instrumento de satélite que mapeia diariamente as concentrações globais de metano.
O satélite mede o metano observando a atmosfera da Terra, especificamente na banda infravermelha de ondas curtas. Estas bandas são como uma impressão digital única de metano, permitindo ao Sentinel-5P detectar a presença de metano com grande precisão.
Estes dados ricos desempenham um papel vital na nossa compreensão e resposta às consequências climáticas e ambientais das emissões de metano, tornando-os uma ferramenta indispensável na luta contra as alterações climáticas.
Pesquisadores do instituto espacial SRON, na Holanda, revelaram um novo algoritmo que usa aprendizado de máquina para descobrir automaticamente plumas de superemissão de metano em dados do Sentinel-5P.
Ele também calcula automaticamente as emissões relevantes com base nas concentrações medidas e nas velocidades do vento contemporâneas.
Esta imagem mostra observações de satélite em camadas de vazamentos de metano na Argélia em 4 de janeiro de 2020. Perto do campo de petróleo/gás Hassi Messaoud, na Argélia, pesquisadores do instituto espacial holandês SRON descobriram uma instalação com vazamento emitindo metano durante seis dias consecutivos. Em 4 de janeiro de 2020, o Sentinel-5P detectou uma nuvem de metano sobre a Argélia, estendendo-se por mais de 200 quilômetros a nordeste.
A equipe usou imagens do Sentinel-2 para ampliar a origem da pluma de metano e identificar a localização exata do vazamento como um poço de petróleo/gás, enquanto o Sentinel-3 mostrou que o vazamento continuou por seis dias. Fonte da imagem: SRON/JPL (dados: contém dados modificados do Copernicus Sentinel (2020), processados pela ESA)
Berend Schuit da SRON explica: "Anteriormente, identificávamos manualmente os maiores emissores, mas ainda era difícil pesquisar entre milhões de pixels Tropomi. As plumas de metano geralmente cobriam apenas alguns pixels. Agora, obtemos automaticamente uma lista de detecções de um modelo de aprendizado de máquina todos os dias. Verificamos manualmente essas detecções todas as semanas Os resultados, para garantir que temos confiança nos resultados da detecção. O restante, dezenas de plumas de metano, publicamos online. Passamos informações sobre vazamentos contínuos para outros satélites com resolução mais alta para que possam identificar a origem do vazamento. O Observatório Internacional de Emissões de Metano das Nações Unidas usa essas informações para trabalhar com empresas ou autoridades responsáveis para encontrar soluções."
Um dos co-autores, Bram Maasakkers da SRON, acrescentou: "As dezenas de plumas de metano detectadas todas as semanas pelo Tropomi proporcionam realmente uma oportunidade única para combater o aquecimento global. Se for visível do espaço, é grave. Agora, pela primeira vez, temos uma imagem clara da extensão total destas superemissões." Na nossa publicação descrevemos as 2.974 plumas que descobrimos em 2021; 45% deles vieram de instalações de petróleo e gás, mas também vimos plumas de áreas urbanas (35%) e minas de carvão (20%). O impacto das emissões antropogénicas que detectámos no clima é muito maior do que o total das emissões de gases com efeito de estufa nos Países Baixos. Em muitos casos, esses vazamentos são facilmente solucionáveis."
O artigo foi publicado hoje na Atmospheric Chemistry and Physics e pode ser visto aqui:
https://doi.org/10.5194/acp-23-9071-2023
Uma abordagem de três níveis para detecção de metano
A detecção de emissões de metano normalmente depende do Copernicus Sentinel-5P. Só recentemente os cientistas começaram a monitorizar as emissões de metano provenientes do espaço utilizando uma combinação de dados de vários satélites, incluindo as capacidades combinadas dos satélites Copernicus Sentinel-5P e Sentinel-2.
Estas ferramentas espaciais de alta tecnologia trabalham em conjunto para monitorizar e avaliar as emissões de metano a nível global, permitindo aos investigadores não só detectar a presença de metano, mas também localizar e quantificar com precisão as emissões.
O Sentinel-5P, que cobre o globo todos os dias, é conhecido por suas medições de metano de alta precisão e pode detectar vazamentos de metano em qualquer lugar da Terra. No entanto, há um problema. A resolução espacial é relativamente baixa, apenas 7 × 5,5 quilômetros. Isto significa que pode identificar a presença de metano, mas não consegue identificar a sua fonte.
O satélite Sentinel-2, por outro lado, está equipado com instrumentos multibanda que não são concebidos para observar concentrações de metano, mas podem identificar a localização precisa de grandes fugas de metano (emitindo mais de uma tonelada por hora) com uma resolução de até 20 metros.
Então, e a missão Sentinel-3? Os satélites estão equipados com radiômetros multibanda que podem observar bandas infravermelhas de ondas curtas sensíveis às concentrações de metano. Esses satélites fornecem cobertura global diária com resolução de pixel terrestre de 500 metros.
Em um artigo recente publicado na Remote Sensing of Environment, os pesquisadores do SRON descobriram que o satélite Sentinel-3 pode obter valores de aumento de metano a partir de suas medições de banda infravermelha de ondas curtas. Impressionantemente, tem sido capaz de detectar vazamentos máximos de metano de pelo menos 10 toneladas por hora todos os dias, dependendo de fatores como localização e condições do vento. Isto coloca-o numa posição única para identificar e monitorizar fugas de metano.