Hoa Kỳ dự kiến ​​sẽ đóng vai trò hỗ trợ trong một chiến dịch quốc tế nhằm giám sát khí thải nhà kính từ không gian.

Thông qua Ủy ban Vệ tinh Quan sát Trái đất, các quốc gia đang phối hợp nỗ lực giám sát chất lượng không khí, khí nhà kính, tầng ôzôn và các tác nhân khí hậu tự nhiên như năng lượng mặt trời trên không gian. Trung Quốc, Châu Âu và Nhật Bản đang đầu tư lớn vào các vệ tinh để giúp xác minh xem các quốc gia đang thực hiện tốt như thế nào các cam kết mà họ đã đưa ra để giảm phát thải khí nhà kính như một phần của thỏa thuận khí hậu Paris.

Ngược lại, Hoa Kỳ đang chuẩn bị trình diễn các công nghệ cảm biến khí nhà kính tinh vi nhưng hiện không có kế hoạch cho các nhiệm vụ giám sát khí quyển đầy tham vọng.

“Các quốc gia khác đang có những đóng góp to lớn và nỗ lực hết sức có thể,” David Crisp, nhà vật lý khí quyển của Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA giúp điều phối các nỗ lực theo dõi carbon dioxide và metan của 34 cơ quan vũ trụ tạo nên Ủy ban trên Trái đất Vệ tinh quan sát. “Chúng tôi đang dựa vào sự đóng góp của họ. Không có cách nào khác vào thời điểm này, nhưng tôi muốn đất nước của chúng ta dẫn đầu.”

Thông qua hiệp định khí hậu Paris được ký kết vào năm 2015, 174 quốc gia và Liên minh châu Âu đã đồng ý thực hiện các bước để giảm thiểu sự nóng lên toàn cầu và báo cáo tiến độ của họ trong việc giảm phát thải khí nhà kính. Những báo cáo đó, được gọi là kiểm kê toàn cầu, đến hạn 2023 năm một lần bắt đầu từ năm XNUMX.

ƯU TIÊN MỚI

Chính quyền Trump đã công bố kế hoạch vào năm 2017 để rút Hoa Kỳ khỏi Thỏa thuận Paris và không hỗ trợ các sáng kiến ​​​​giám sát khí nhà kính. Vẫn chưa rõ liệu công việc đó có nhận được sự thúc đẩy đáng kể từ chính quyền Biden hay không.

Vài giờ sau khi nhậm chức, Tổng thống Joe Biden đã ký một sắc lệnh hành pháp tái cam kết Hoa Kỳ tuân thủ Thỏa thuận Paris và Biden thường đề cập đến việc “giải quyết khủng hoảng khí hậu” là một trong những ưu tiên hàng đầu của mình.

Tuy nhiên, có nhiều cách chính phủ liên bang làm việc để giải quyết biến đổi khí hậu ngoài việc giám sát khí nhà kính trong khí quyển.

NASA phát triển và trình diễn công nghệ giám sát tầng ôzôn, ô nhiễm không khí, hóa học đại dương và những thay đổi của băng biển và đất liền. Cơ quan Quản lý Khí quyển và Đại dương Quốc gia cung cấp khả năng giám sát dài hạn các điều kiện đó ngoài việc cung cấp khả năng quan sát sâu rộng về nhiệt độ toàn cầu, lượng mưa, băng và các điều kiện đại dương.

NASA HAY NOAA?

Các chuyên gia không đồng ý về việc giám sát khí nhà kính là công việc của NASA hay NOAA.

“NASA là người tìm đường,” Barry Lefer, giám đốc Chương trình Thành phần Tầng đối lưu của NASA cho biết. “Chúng tôi xây dựng cái đầu tiên, chứng minh rằng nó hoạt động và sau đó chúng tôi hy vọng rằng sẽ có những phần tiếp theo của NOAA.”

Ví dụ, NASA đã chứng minh rằng họ có thể đo lượng khí carbon monoxide trong tầng đối lưu bằng Microwave Limb Sounder trên vệ tinh quan sát Trái đất Aura được phóng vào năm 2004. NOAA hiện cung cấp dữ liệu tương tự với Bộ hồ sơ lập bản đồ ôzôn trên Hệ thống vệ tinh chung cực.

Giám sát carbon dioxide trong khí quyển phức tạp hơn. Để cung cấp các báo cáo kiểm kê toàn cầu theo quy định của Thỏa thuận Paris, Hoa Kỳ sẽ cần đo lượng carbon trong khí quyển với độ chính xác cao và độ phân giải không gian cao.

“NASA có lẽ là cơ quan duy nhất có thể xây dựng hệ thống đó,” Crisp, nhà điều tra chính cho nhiệm vụ giám sát carbon dioxide đầu tiên của NASA, Đài quan sát Carbon quỹ đạo, cho biết. “Tuy nhiên, sau khi được xây dựng và khởi chạy, nó có thể được chuyển giao cho NOAA để sử dụng như một hệ thống vận hành.”

Châu Âu có kế hoạch thực hiện các phép đo khí mê-tan và carbon dioxide hàng tuần trên toàn cầu với sứ mệnh Giám sát CO2M do con người tạo ra từ Copernicus trên hai vệ tinh. Nhật Bản có kế hoạch thực hiện các quan sát tương tự với loạt vệ tinh GOSAT của mình cũng như Trung Quốc với các vệ tinh TanSat.

Cả NASA và NOAA đều không có các chương trình đầy tham vọng tương tự đang được tiến hành. Điều đó có thể thay đổi nếu Quốc hội thông qua kế hoạch tăng ngân sách của NASA và NOAA của chính quyền Biden.

NGÂN SÁCH BIDEN

Kế hoạch chi tiết ngân sách Biden kêu gọi bổ sung 1.4 tỷ đô la vào ngân sách năm 2022 của NOAA một phần “để mở rộng công việc dự báo và quan sát khí hậu, đồng thời cung cấp dữ liệu và thông tin tốt hơn cho những người ra quyết định.”

Chính quyền mới cũng đề xuất tăng 12.5% tài trợ cho khoa học Trái đất của NASA, tương đương khoảng 250 triệu đô la trên mức năm 2021 “để bắt đầu thế hệ vệ tinh quan sát Trái đất tiếp theo nhằm nghiên cứu các câu hỏi cấp bách về khoa học khí hậu,” theo bản tóm tắt ngân sách được công bố vào ngày 9 tháng XNUMX.

Còn quá sớm để nói các cơ quan sẽ tiêu tiền như thế nào.

Tài trợ của NASA có thể được hướng tới một loạt các nhiệm vụ được đề xuất trong cuộc khảo sát thập kỷ Khoa học Trái đất năm 2017 để xác định khí hậu, chu trình nước, đất và thảm thực vật của Trái đất đang thay đổi như thế nào. Cuộc khảo sát thập phân cũng đề cập đến việc giám sát khí nhà kính như một lựa chọn cho nhiệm vụ cấp Nhà thám hiểm trong tương lai, nhưng rất ít điều được thực hiện để xác định khái niệm đó.

Thay vào đó, NASA đang tiếp tục thu thập dữ liệu bằng các cảm biến khí quyển trên quỹ đạo và trình diễn các công nghệ mới để đo khí nhà kính.

Hai cảm biến của NASA được lên kế hoạch di chuyển lên quỹ đạo địa tĩnh dưới dạng tải trọng được lưu trữ trên các vệ tinh thương mại trong vòng hai năm.

Cảm biến Khí thải Tầng đối lưu: Theo dõi Ô nhiễm, hay TEMPO, được thiết kế để cung cấp các báo cáo ô nhiễm hàng giờ cho Bắc Mỹ với độ phân giải 10 kmXNUMX trong ngày.

Kelly Chance, điều tra viên chính của TEMPO tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian cho biết: “Nếu những điều xảy ra như bão hoặc hỏa hoạn, chúng ta có thể xem xét một phần của lĩnh vực liên quan thường xuyên hơn. “Ví dụ, chúng ta có thể quan sát một phần sáu Bắc Mỹ cứ sau 10 phút.”

Đài quan sát Carbon địa tĩnh, hay GeoCarb, là một cảm biến nhìn chằm chằm để theo dõi carbon dioxide, carbon monoxide và metan trong khí quyển ở Bắc và Nam Mỹ.

NOAA có kế hoạch đưa một công cụ tương tự như GeoCarb vào thế hệ vệ tinh thời tiết địa tĩnh tiếp theo dự kiến ​​bắt đầu phóng vào đầu những năm 2030.

Hiện tại, NASA đã xác định các nguồn và lượng khí CO2 bằng Đài quan sát Carbon trên quỹ đạo-2 được phóng vào năm 2014 và Đài quan sát Carbon trên quỹ đạo-3 được gắn trên Trạm vũ trụ quốc tế vào năm 2019.

OCO-2 và OCO-3 được thiết kế để cho thấy rằng NASA có thể thực hiện các phép đo từ không gian với độ chính xác và độ chính xác cần thiết để theo dõi lượng khí thải carbon dioxide toàn cầu ở những khu vực có diện tích gần bằng Texas.

Dựa trên tiêu chí đó, các cảm biến đã hoạt động cực kỳ hiệu quả. Tuy nhiên, để xác minh các mục tiêu phát thải của Thỏa thuận Paris, Hoa Kỳ sẽ cần một chòm sao vệ tinh cung cấp dữ liệu có độ phân giải cao hơn và phạm vi phủ sóng toàn cầu lớn hơn.

DỮ LIỆU THƯƠNG MẠI

Khu vực tư nhân có thể đóng một vai trò trong việc thực hiện những quan sát?

Charles Beames, chủ tịch của SmallSat Alliance cho biết: “Ngày nay, công nghệ này có mặt ở đây để thực hiện loại công việc đó với các vệ tinh rất nhỏ. “Các công ty khởi nghiệp có tham vọng làm điều đó đang trong các giai đoạn huy động vốn khác nhau. Thành thật mà nói, tôi nghĩ rằng chính phủ cần phải mua các vệ tinh thương mại hoặc mua dữ liệu, bất cứ điều gì mang lại lợi ích tốt nhất cho họ.”

Các vệ tinh nhỏ thương mại có xu hướng tập trung vào việc phát hiện khí mê-tan hơn là carbon dioxide.

Ken Jucks, giám đốc chương trình Nghiên cứu Khí quyển Thượng của NASA cho biết: “CO2 trong khí quyển có thời gian tồn tại lâu dài. “Bạn cần một phép đo rất chính xác vì lượng CO2 mới thải ra trong một giờ cụ thể tạo ra một sự thay đổi rất nhỏ trong tổng lượng CO2.”

GHGSat của Canada đang xác định các nguồn khí mê-tan quan trọng bằng vệ tinh 15 kg. MethaneSAT LLC, một công ty con của Quỹ Bảo vệ Môi trường phi lợi nhuận, đang chuẩn bị phóng một vệ tinh nặng 350 kg vào cuối năm 2022 hoặc đầu năm 2023 để xác định lượng khí thải mêtan yếu từ các mỏ dầu và khí đốt.

Lefer cho biết tất cả các vệ tinh do nhà nước và tư nhân tài trợ đều có vai trò trong hệ thống quan sát khí nhà kính toàn cầu.

GOSAT-2 của Nhật Bản đo CO2 và khí mê-tan trong các khu vực có đường kính 10 km cách nhau khoảng 150 km. Công cụ Giám sát Tầng đối lưu trên vệ tinh Tiền thân Copernicus Sentinel-5 của Châu Âu thu được các quan sát toàn cầu, hàng ngày với độ phân giải 49 km vuông.

Khi các vệ tinh đó phát hiện khí mê-tan trong khí quyển, chúng có thể chia sẻ dữ liệu với GHGSat, có thể xác định chính xác các nguồn có diện tích tới 50 mét vuông hoặc MethaneSAT, sẽ cung cấp độ phân giải 1 km.

TƯƠNG LAI BẤT ĐỊNH

Ngoài TEMPO và GeoCarb, NASA không có sứ mệnh khí nhà kính nào đang được tiến hành.

Lefer nói: “Việc xác định động thái tiếp theo của NASA sẽ là gì sau GeoCarb sẽ được xác định.

Nếu Crisp có thể lập biểu đồ cho khóa học, anh ấy sẽ khuyến khích Hoa Kỳ thu thập và chia sẻ dữ liệu khí nhà kính toàn cầu giống như dữ liệu thời tiết.

“Nếu chúng tôi thêm một hệ thống của Hoa Kỳ vào các hệ thống của Châu Âu và Nhật Bản giống như cách chúng tôi làm để dự báo thời tiết, chúng tôi thậm chí có thể khiến Trung Quốc chia sẻ những đóng góp của mình,” Crisp nói. “Một khi chúng tôi có một số người chơi lớn tham gia, mọi người sẽ có nhiều động lực hơn để chia sẻ dữ liệu.”

Bài báo này xuất hiện lần đầu trên tạp chí SpaceNews ngày 19 tháng 2021 năm XNUMX.

Coinsmart. Đặt cạnh Bitcoin-Börse ở Europa
Nguồn: https://spacenews.com/us-role-in-global-greenhouse-gas-constellation-still-up-in-the-air/