Kamera "redz" siltumnīcefekta gāzes

Infrasarkanais acs vidē uztver pat nelielus metāna avotus

Metāna kamera, ko izmanto mitrājā Zviedrijā. © Linköping University
lasīt skaļi

Optiskais deguns: Pētnieki ir izstrādājuši kameru, kas var noteikt un vizualizēt vidē esošo spēcīgo siltumnīcefekta gāzu metānu. Izmantojot infrasarkanos sensorus un spektrometriskos mērījumus, var noteikt metāna emisijas pat atsevišķos skursteņos vai stabilos logos, kas atrodas vairāk nekā simts metru attālumā, un izmērīt to daudzumu, kā ziņo pētnieki žurnālā Nature Climate Change.

Metāns ir spēcīga siltumnīcefekta gāze, kuras oglekļa dioksīda siltumnīcefekts vairāk nekā 20 reizes pārsniedz. Tas izdalās dabasgāzes ražošanas laikā un no mitrājiem, kā arī caur liellopiem un citiem atgremotājiem, kā arī no poligoniem. Turklāt klimata pārmaiņu dēļ mūžīgā sasaluma augsnēs un jūras gultnē izdalās arvien lielāks metāna daudzums. Attiecīgi ir svarīgi pēc iespējas precīzāk zināt un uzraudzīt šīs gāzes avotus. Bet tas nav tik vienkārši, jo satelīta mērījumi bieži ir pārāk rupji, lai precīzi noteiktu avotus.

Spektrālais pirkstu nospiedums atklāj metānu

Magnuss Gālfals (Magnus Gålfalk) no Linköping Universitātes Zviedrijā un viņa kolēģi ir izstrādājuši jaunu metodi metāna izmešu noteikšanai: hiperspektrālu infrasarkano kameru. Tas iegūst sava veida gāzes termisko attēlu uz vēsāka fona un reģistrē reģistrētā starojuma augstas izšķirtspējas spektru katrā attēla pikselī. Tas ļauj noteikt metānu, pamatojoties uz raksturīgajiem spektrālajiem parakstiem.

"Kamera ir ļoti jutīga un padara metānu redzamu un izmērāmu pat zemes līmenī un ar ievērojami augstāku izšķirtspēju nekā iepriekš, " skaidro Gālfelks. Tādējādi ar helikoptera palīdzību, kā arī no zemes jūs varat atrast jau mazus metāna avotus. "Tas dod mums jaunas iespējas novērot un kartēt metāna avotus un izlietnes, " saka līdzautors Deivids Bastvikens no Linköping University. "Un tas mums palīdzēs saprast, kā mēs varam labāk kontrolēt metāna emisijas."

Kūtīs esošās govis: metāna izmešus var izmērīt ar jauno kameru - pietiek ar atvērtu, stabilu logu. Jupiterimages / domats

Metāna reklāmkarogs no govju kūts loga

Savos testos pētnieki kameru vērsa pret govju kūts atvērto logu un liellopu izstarotais metāns kļuva redzams kā sarkans gāzes karogs. Zinātnieki arī varēja noteikt daudzumu ar savas kameras palīdzību: 18 govīm šķūnī saražoja 43 miligramus metāna sekundē, kas ir aptuveni 77 kilogrami gāzes gadā un govs. displejs

No atkritumu simts metru attāluma zinātnieki ar kameras palīdzību izdalīja metānu, kas izdalījās no atkritumu sadedzināšanas iekārtas skursteņa, un tur arī noteica izstaroto daudzumu. Pat metānu, kas paceļas no notekūdeņu dūņu dīķa, varēja skaidri izmērīt, izmantojot jauno kameru, kaut arī tas gaisā virs dīķa bija tikai minimālā koncentrācijā. Mērījumi parādīja, ka notekūdeņu dūņas stundā un kvadrātmetrā saražo 120 miligramus metāna.

Svarīga informācija klimata izpētei

Šis izgudrojums ir noderīgs jo īpaši tāpēc, ka daudzi metāna avoti, gan dabiski, gan cilvēku radīti, līdz šim nav bijuši atzīti. "Atmosfēras metāna saturs kopš 1750. gada ir pieaudzis divarpus reizes, taču tā iemesli ir daudz mazāk skaidri nekā CO2, " saka G lfalk un viņa kolēģi, Mulsina arī jautājums, kāpēc šī siltumnīcefekta gāze nav vienmērīgi palielinājusies, bet tās koncentrācija tā vietā strauji svārstās.

Ar jauno kameru pētnieki cer dot ieguldījumu šo svarīgo klimata izpētes jautājumu noskaidrošanā. "Šī pieeja sniedz unikālu iespēju palielināt zināšanas par šo siltumnīcefekta gāzi ainavā un uzlabot avotu un izlietņu sadali, " sacīja pētnieki. (Dabas klimata izmaiņas, 2015; doi: 10.1038 / nclimate2877)

(Link ping Universitet, 01.12.2015. - NPO)