211service.com
Söker svar i rymden för exakta utsläppsdata
Var 99:e minut kretsar en NASA-satellit runt planeten och gör en miljon mätningar om dagen av koldioxiden i jordens atmosfär. Det är en del av ett experiment som forskarna hoppas en dag ska resultera i en flotta av satelliter som på ett tillförlitligt och exakt sätt mäter koldioxid från regioner, länder och till och med specifika städer och stora utsläppskällor som kraftverk.
Någon gång under de kommande månaderna förväntas Kina skjuta upp ytterligare två satelliter och ansluta sig till NASAs (kallade Orbiting Carbon Observatory-2 , eller OCO-2) och en japansk satellit som kallas GOSAT . De kinesiska sonderna är en del av den kinesiska vetenskapsakademins ansträngning att mer exakt spåra utsläpp av växthusgaser från världens största källa till kolföroreningar.
Dessa är tidiga försök att få tillförlitliga uppgifter om en avgörande vetenskaplig fråga: hur mycket koldioxid tillförs egentligen atmosfären? Idag är de nationella koldioxidutsläppen i huvudsak självrapporterade, baserade till stor del på statistik över mängden fossila bränslen som förbränns i varje land. Sådana uppskattningar är notoriskt opålitliga, särskilt i utvecklingsvärlden, som nu står för 60 procent av världens koldioxidutsläpp (Kina, till exempel, erkände i november förra året att det har brunnit upp till 17 procent mer kol varje år än tidigare rapporterat.)
Rymdbaserad övervakning av CO2 är den mest kraftfulla verklighetskontrollen mot regeringar som självrapporterar sina CO2-lager och -flöden, säger John O. Niles, verkställande direktör för Kolinstitutet .
OCO-2 kretsar runt jorden cirka 16 gånger om dagen, men den kan mäta koldioxid över endast en liten del av ytan.
Markbaserade registreringsstationer övervakar noggrant koldioxidkoncentrationerna i atmosfären, men de täcker bara en bråkdel av jordens yta, mestadels i Nordamerika och Västeuropa. Även OCO-2 täcker bara en smal sträng på varje omloppsbana, och täcker endast 7 procent av den totala ytan varje månad. Vad som behövs, enligt David Crisp, vetenskapsteamets ledare för OCO-2, är en flotta av satelliter, minst tre i låg jordomloppsbana och tre i geostationär omloppsbana.
I oktober släppte Europeiska kommissionen en plan för ett sådant system . Det kommer att kosta miljarder, kommer med all sannolikhet att möta invändningar från länder som är motståndskraftiga mot idén om ett internationellt övervakningssystem för växthusgaser och kommer i alla fall inte att lanseras förrän åtminstone på 2030-talet.
Lanserades 2014, NASA:s kolobservationssatellit är noggrann när det gäller att mäta koldioxid i atmosfären - men ännu inte tillräckligt exakt.
Vad mer är, medan GOSAT och OCO-2 har varit mest framgångsrika, är tekniken ännu inte helt bevisad. Satelliter mäter koldioxid i atmosfären med hjälp av spektrometrar, som upptäcker absorptionen av ljus av olika molekyler med en hög grad av precision. Eftersom koldioxid och syre endast absorberar vissa ljusfärger, kan satelliterna mäta antalet av dessa molekyler i en given kolumn av luft mellan ytan och satelliten. Att komplicera dessa mätningar är alla de många saker som förekommer i jordens atmosfär, såsom vind (som sprider koldioxiden) och moln. Även om OCO-2 tar ungefär en miljon mätningar om dagen, är bara 100 000 av dem användbara mätningar med klar himmel. Och till och med NASA:s kraftfulla superdatorer är ännu inte tillräckligt snabba för att perfekt krossa all denna data. Vi förbättrar algoritmerna för att analysera data, säger Crisp, men de ger ännu inte den noggrannhet vi behöver.
Nyare versioner av både GOSAT och OCO-2 är planerade att lanseras under 2018, och det finns planer på minst fem fler sonder, som kan bilda en integrerad flotta, någon gång under 2020-talet. Europeiska kommissionens rapport efterlyste ett integrerat observationssystem för övervakning av fossila koldioxidutsläpp som skulle övervaka och verifiera parternas efterlevnad av internationella klimatavtal. Hur ett sådant system skulle administreras, om länder skulle acceptera dess resultat och hur dessa resultat skulle leda till att målen för utsläppsminskningar efterlevs är alla frågor som ännu inte har undersökts, än mindre besvarade.
Satellitbaserade system kan producera tillförlitlig, allt mer högupplöst data som kan replikeras oberoende, säger Niles. Å andra sidan, om rymdbaserad CO2-övervakning kommer att vara effektiv för att tillhandahålla data som ändrar beteende är en helt annan fråga.