来自美国的研究人员表明，可以使用基于阳光的遥感方法系统地绘制海上石油和天然气平台的甲烷排放量。 他们的新方法可以帮助为减少甲烷排放和改善国家排放清单的努力提供信息。
作为一种强大的温室气体，甲烷是气候变化的重要贡献者。 先前的研究已经确定，至少 20% 的与人类有关的甲烷排放来自石油和天然气生产。 这些可能源于正常操作和故障或泄漏。
虽然陆上石油和天然气设施的甲烷排放得到了很好的研究，但海上平台的排放量却知之甚少，尽管这些设施占所有石油和天然气产量的约 30%。 目前对甲烷排放的估计往往是不可靠的——而且它们未能考虑偏差排放，即一小部分设备负责大部分排放。
海上挑战
与此同时，鉴于海上平台的偏远位置，观测研究很困难。 船只通常无法足够靠近平台，也无法准确检测升高的排放羽流。 配备气体分析仪的飞机可以检测甲烷，但往往无法以所需的精度定位来源。 配备成像光谱仪的飞机和卫星可提供更高的空间分辨率，但它们难以在海洋上空检测痕量气体，因为水是甲烷吸收带中非常暗的表面。
为了解决这些缺点大气科学家 亚利桑那大学的 Alana Ayasse 和 Carbon Mappers 及其同事 已经证明了一种遥感方法的潜力，该方法通过捕捉水面上的太阳光而起作用。 这提供了足够的反射辐射来辨别甲烷信号。
“我们通过在正确的时间和地点倾斜飞机来实现这一点，因此安装在飞机上的传感器的角度与太阳的角度相同，并且与目标对齐，”Ayasse 解释道。
路易斯安那州研究
2021 年，该团队使用这项技术分析了路易斯安那州沿岸墨西哥湾 150 多个近海浅水油气井和生产平台的排放量。 该调查涵盖了该地区所有此类设施的 8% 左右。
研究人员不仅证明了阳光闪烁法在远程检测甲烷释放方面的功效，而且他们还能够揭示海上平台的排放量似乎通常高于生产量，而且比来自海上平台的排放量更持久。陆上油气盆地。 此外，该团队指出，排放量高度偏斜，大部分来自储罐和通风口。
这项工作是朝着对全球大面积海上生产进行全面运营监测迈出的一大步
阿拉娜·阿亚斯
Ayasse 解释说：“虽然之前已经对海洋上的甲烷进行了几次一次性实验性检测，但这项工作是朝着对全球大面积海上生产进行全面运营监测迈出的一大步。” 她说，这种能力对于为减排工作提供信息至关重要。 例如，研究人员指出，泄压阀的正常运行可能是导致储罐间歇性排放甲烷的原因——但更持久的释放可能表明阀门被卡住并需要维修。
“我们已经在加利福尼亚的试点项目中证明，与陆上石油和天然气运营商共享高分辨率甲烷数据可以直接导致自愿泄漏修复行动，”Ayasse 说。 “长期缓解需要许多参与者和许多活动部分，但拥有良好的数据是这一切的基础。”
卫星部署
大气物理学家 黛布拉·温奇 多伦多大学的一位没有参与这项研究的人说，这项研究提供了进一步的证据，表明为了在减少甲烷释放方面取得进展，需要验证和监测报告的排放量。 “在水上使用闪烁测量将使我们能够使用下一代甲烷卫星，将海上石油和天然气生产纳入我们的大气监测，这是以前难以监测的排放源。”
格兰特艾伦曼彻斯特大学的大气物理学家说：“这项研究证实了以前以测量为主导的现场项目的发现，这些项目始终发现少数设施（陆上和海上）通常占甲烷排放的大部分——所谓的超级发射器设施。 通常，造成这种情况的原因可能是由于操作不当，或一些潜在的未识别或不需要的排放（称为无组织排放）。 以这种方式识别超级排放者有助于制定快速干预措施，以防止进一步排放，并制定更有针对性的排放政策和法规。”
准确的库存
艾伦还指出，直接测量甲烷排放可以帮助我们识别国家温室气体排放清单和运营商报告的排放估算中的错误。 前者对于让政府对气候减排目标负责并让我们能够准确地模拟排放和气候变化轨迹非常重要。 他总结道，“诸如此类的以测量为主导的研究有助于保持我们的排放清单尽可能诚实”。
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随着初步研究的完成，研究人员现在正寻求返回墨西哥湾，调查更多的海上基础设施，以改进对该地区甲烷损失率的评估。 这包括深水平台，其生产与浅水平台不同。
“我们也期待在 2023 年发射前两颗 Carbon Mapper 卫星，”Ayasse 补充道。 她解释说，这些“旨在对主要海上石油和天然气生产区的甲烷排放提供更完整和更有抵抗力的全球监测，否则这些地区基本上不可见”。
该研究描述于 环境研究快报.
