MethaneMapper解决甲烷排放漏报

中央难以控制温室气体排放来减缓气候变化首先是找到他们。

与甲烷的情况就是这样,无色、无味的气体,是第二个最丰富的今天温室气体在大气中,二氧化碳。虽然比二氧化碳更短的生命,据美国环境保护署,它是超过25倍的二氧化碳捕获热量,并估计陷阱80倍大气中更多的热量比二氧化碳超过20年。

因此,抑制甲烷已经成为头等大事,加州大学圣芭芭拉分校研究员Satish Kumar说,博士生视觉研究实验室计算机科学家的狗屁希莫。

“最近,在2022年的国际气候峰会,甲烷是亮点,因为每个人都在挣扎,”他说。

即使在美国报告要求,甲烷的隐形意味着其排放量有可能会低估了。在某些情况下,差异是巨大的,如与二叠纪盆地,一个86000平方英里的石油和天然气开采领域位于德克萨斯和新墨西哥,成千上万的井。独立甲烷监测区域显示,该网站比报道的8到10倍的甲烷排放领域的运营商。

COP27会议后,美国政府正在设法加强控制这些类型的“超级排放”泄漏,尤其是在石油和天然气产量预计将增加在不久的将来。这样做,然而,必须有一种收集可靠逃亡的排放数据,以评估石油和天然气运营商的性能和征收适当的处罚。

进入MethaneMapper,人造intelligence-powered高光谱成像工具,Kumar和他的同事们开发了实时检测甲烷排放和跟踪他们的来源。工具的工作原理是处理高光谱数据聚集在开销,机载扫描的目标区域。

“我们有432个频道,”Kumar说。利用美国宇航局喷气推进实验室的调查的图像,研究人员从400纳米波长,拍照和间隔2500纳米范围,包括碳氢化合物的光谱特征,包括甲烷。该图像的每个像素包含光谱和代表一个范围的波长称为“光谱带。“从这里开始,机器学习需要大量的数据来区分甲烷和其他碳氢化合物在成像过程中捕获。该方法还允许用户看到不仅羽流的大小,而且其来源。

高光谱成像技术对甲烷检测是一个热门领域,公司加入这场争论与设备和检测系统。什么使MethaneMapper脱颖而出的多样性和深度数据收集的各种类型的地形,让机器学习模型挑选甲烷的存在的背景下,不同的地形,树叶和其他背景。

“遥感社区是一个很常见的问题,无论设计以外的一个地方行不通,”Kumar解释道。因此,遥感项目往往会了解甲烷的样子对特定景观——比如说,美国西南部的干旱沙漠——但坑对科罗拉多落基页岩或平坦广阔的中西部地区,和系统可能不会成功。

“我们策划自己的数据集,覆盖大约4000排放网站,”Kumar说。“我们干的加利福尼亚,德克萨斯和亚利桑那州。但是我们有维吉尼亚州的茂密的植被。所以很多样化。”在他看来,MethaneMapper准确性目前是91%的表现。

当前操作的版本MethaneMapper依靠飞机扫描的系统组件。但研究人员设置一些雄心勃勃的景象satellite-enabled计划,这有可能反复扫描更广泛范围的地形,没有飞机排放的温室气体。主要的权衡使用飞机和使用卫星的分辨率,Kumar说。

“你可以检测排放的50公斤每小时从一架飞机,”他说。卫星,阈值增加到约1000公斤或每小时1吨。但为了监控排放来自于石油和天然气业务,往往发出每小时数千公斤的,这是一个小代价扫描较大的部分地球的能力,并在可能的地方不是在雷达,可以这么说。

“最近的情况,我认为7或8个月前,排放的一个石油钻井平台向墨西哥海岸的地方,”Kumar说,“这是排放甲烷的速度每小时7610公斤为六个月。并没有人知道。

卫星检测不仅可以追踪碳排放在全球范围内,它也可以被用来直接后续airplane-based扫描分辨率较高的调查。

最终,Kumar和他的同事们想把AI和甲烷高光谱影像的力量的主流,使其可用于各种各样的用户即使没有机器学习方面的专长。

“我们希望提供一个接口通过网络平台如浓汤,,任何人都可以点击上传数据,它可以生成一个分析,”他说。“我想提供一个简单而有效的接口,任何人都可以使用。”

参考:Kumar年代,Arevalo我Iftekhar,希BS。MethaneMapper:光谱吸收意识到高光谱对甲烷检测变压器。2023年。doi:10.48550 / ARXIV.2304.02767

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