石油和天然气设施的甲烷泄漏是全球变暖中最隐蔽的原因之一，这不仅是因为它们在很大程度上是不可避免的。
许多石油和天然气生产商已大大减少了向大气中排放的甲烷量。尽管如此，一些石油和天然气设施仍会定期排放甲烷，有时甚至排放量巨大。但这种做法常常被隐藏起来，因为在甲烷羽流扩散并足以确定责任方之前，很难发现它们。
现在，这种情况有望改变，这要归功于荷兰太空研究所（Netherlands Institute for Space Research）的Sudhanshu Pandey及其在帕萨迪纳的喷气推进实验室（Jet Propulsion Laboratory）的同事们。他们通过结合欧洲航天局（European Space Agency）多个卫星的数据，开发了一个高分辨率的甲烷追踪系统。实际上，该团队可以放大画面，精确看到泄漏的产生地点，就像使用Google Maps放大地球上几乎任何一点一样。
2017年，欧洲航天局发射了一颗名为Sentinel-5p的卫星，能够探测地球上任何地方的甲烷羽流。这颗卫星处于太阳同步极地轨道，每天都能对地球进行全面覆盖。然而，它的分辨率约为7公里（约4英里），不足以找到具体负责的设施。GHGSat等商业公司提供能够以米为单位的分辨率绘制甲烷羽流的服务，但其数据并未公开。
因此，Pandey及其同事决定将Sentinel-5p的数据与另外两个卫星系统的更高分辨率数据进行匹配。Sentinel-3由两颗卫星组成，它们以800公里（约500英里）的高度沿太阳同步极地轨道相互跟随，分辨率为500米（约1640英尺）；Sentinel-2是一个类似的双卫星系统，也在相似的轨道上运行，分辨率可达20米（约65英尺）。
这两个卫星系统都不是专门为探测甲烷而设计的。然而，在某些频率和特定条件下，它们足够敏感，能够探测到甲烷引起的吸收。这项能力使该团队能够放大Sentinel-5p的数据，以找出具体的责任方。
该团队使用两个案例研究来演示这项技术。
第一个案例关注2021年6月18日上午，在莫斯科郊外由Sentinel-5p发现的一处单一甲烷泄漏点。同一天的Sentinel-3数据表明，这是距离30公里（约18英尺）的两个独立设施产生的甲烷泄漏。
研究人员表示，几分钟后收集到的Sentinel-2数据识别出莫斯科地区天然气管道Gryazovets-Ring沿线的两个独立地点。“西侧的羽流来自管道旁边的一小段基础设施，而东侧的羽流来自Gazprom Pereslavskoye加压站，”他们写道。
第二天卫星经过的图像显示泄漏已停止。Pandey及其团队推测，这些事件可能是为缓解管道过压而进行的受控甲烷释放。
尽管如此，该事件还是向大气中释放了大量的甲烷，其排放速率高达每小时269吨（超过59,000磅）。（相比之下，2022年波罗的海北溪天然气管道被破坏是迄今为止记录在案的最大规模人为甲烷泄漏，仅一个月就向大气中倾倒了22万吨（4.85亿磅）甲烷。最初爆炸后，泄漏峰值速率为每小时5000吨（约1100万磅）。）
研究人员还关注了Sentinel-5p在2020年1月3日至1月8日期间观测到的阿尔及利亚Hassi Messaoud油气田的报告释放事件。Sentinel-3和Sentinel-2的数据显示，该来源是一个特定的石化设施，甲烷泄漏速率高达每小时68吨（约150,000磅）。
1月9日之后，该泄漏被大规模的燃烧活动所取代，燃烧活动一直持续到2月13日，然后向北移动了150米（约500英尺）。“这种活动对于井喷式天然气泄漏是典型的，因为操作人员会转移火场以接近油井并控制井喷，”作者在他们的论文中写道。
该团队表示，泄漏持续了总共132天，其中六天向大气中排放了纯甲烷。“高分辨率卫星数据显示Hassi Messaoud地区存在多个甲烷泄漏点，但它们产生的甲烷羽流不如1月3日至8日期间观察到的那样大，”Pandey和其他作者说。
这项重要的研究将继续进行，旨在识别世界上最严重的甲烷污染者。甲烷会在阳光下分解，在大气中的活跃时间只有几十年。因此，现在采取全球行动减少排放可以在相对较短的时间内产生显著影响。事实上，希望到2045年，人为排放量能够减少45%。
该研究技术将在帮助点名和羞辱违规者方面发挥重要作用，并使政策制定者能够制定适当的措施来防止进一步的泄漏。这件事越快越好。
参考文献：使用Sentinel-3进行甲烷泄漏的每日检测和量化：结合Sentinel-2和Sentinel-5p的分层卫星观测方法：arxiv.org/abs/2212.11318
