世界上首个旨在帮助识别温室气体排放特定来源的星载系统目前正在绕地球运行。
该网络中的主要单元，一个名为对流层监测仪器 (Tropomi) 的轨道飞行器，是欧洲航天局 (ESA) 于 10 月发射的一套最先进的传感器。到 12 月，当它飞越欧洲、亚洲、非洲和南美洲时，它已开始绘制工业设施和城市上空甲烷、二氧化碳、氮氧化物、一氧化碳和各种气溶胶的羽流地图。
Tropomi 旨在最终每 24 小时绘制一次全球排放地图，并以前所未有的更高分辨率显示污染物，其更清晰的图像赢得了赞助商的高度评价。欧空局地球观测项目主任约瑟夫·阿施巴赫称其为“欧洲的里程碑”，并指出它“对于帮助制定适当的减缓政策非常有价值”。
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它也可能被证明是北美的高水位线。Tropomi 一直在与第二颗卫星 Claire 的所有者交换信息。Claire 是由总部位于蒙特利尔的 GHGSat Inc. 公司于 2016 年发射的，旨在寻找井口等场所的泄漏气体。首席执行官斯蒂芬·日耳曼表示，Claire 的传感器已小型化，可以装入微波炉大小的包装中。这颗银色长方体轨道飞行器一直在使用 Tropomi 的信息来锁定工业设施，例如石油和天然气作业，以查看它们是否发生了甲烷泄漏。
Tropomi 的分辨率可以达到地球上约一平方英里的范围——这个区域可以让它看到特定城市的排放量。日耳曼在 Claire 身上看到了商机——Claire 以他公司一位工程师的新生儿命名。GHGSat 与加拿大航天局合作，花费三年时间设计了一颗卫星，其轻型成像光谱仪可以聚焦于小至 164 平方英尺的区域。这应该使 Claire 能够精确定位甲烷泄漏的确切来源，以便该公司可以修复它。
在类似于加利福尼亚州和魁北克省的减排总量管制和交易系统下，甲烷泄漏的成本可能会累积起来。炼油厂、管道和偏远的油气井口可能难以监测，但以每秒 4 英里以上的速度飞行的轨道卫星可以更便宜、更准确、更频繁地测量设施的排放量。
到目前为止，GHGSat 表示已测量了全球 2,000 多个地点的排放量。
日耳曼在一次采访中解释说：“我们主要希望为工业运营服务”，但他的公司也有兴趣与政府监管机构比较测量技术。他希望有一天每个人都可以获得相同的排放数据，为政策制定提供信息。
发生泄漏，警钟长鸣
日耳曼认为，最终，大型工业排放者将需要“分层系统”的传感器。他的公司正准备再发射两颗卫星，并正在开发可由飞机携带的传感器包，以及用于监测大型工业园区的地面排放传感器。
这些努力吸引了美国潜在的竞争对手，加利福尼亚州帕洛阿尔托的 Bluefield Technologies 公司。其首席执行官约塔姆·阿里埃尔组建了一支由科学家和工程师组成的团队，他们正在设计一颗背包大小的卫星，以发现地球上少量甲烷排放反射的阳光的独特模式。Bluefield 是众多利用新型“立方体卫星”（CubeSats）或小型卫星的新公司之一，这些卫星可以从太空进行廉价测量 (气候连线，1 月 29 日）。
Bluefield 正在建立自己的客户名单，并希望在未来两年内发射两颗卫星。它们将是 NASA 30 多年来使用的卫星的微型版本。“它尚未进入太空，但我们毫不怀疑物理原理是有效的，”阿里埃尔说。
阿里埃尔最终预测，政府将把温室气体排放的卫星监测外包给私营公司。“我们正在提供一种经济高效的方式在全球范围内做到这一点，并减少关于数据的争论，”他说。他预计私营卫星产业需要五到七年才能完全形成，但这将为企业节省资金。
他希望将卫星数据出售给石油和天然气公司的投资者（如对冲基金）以及政府机构、环保团体和保险公司，这些机构可能希望监测公司在减少排放方面的进展。
阿里埃尔认为，垃圾填埋场、牲畜饲养场、发电厂和其他甲烷生产者也可能是客户。“他们 [客户公司] 有了一种新方法来关注他们的基础设施，”他说。如果出现问题，例如甲烷泄漏，“它会敲响警钟，他们可以派人出去修理。”
减少并验证
可能会有很多警钟响起。目前的系统是一个零散的、地面监测网络，用于跟踪温室气体。在世界某些地区，这在政治上可能是不可能的。然而，风险正在增加。世界银行在 11 月宣布，全球碳定价倡议（如加利福尼亚州的碳排放总量管制和交易系统）的价值目前为 520 亿美元，并且每年增长 7%。
今年，中国可能会推出自己的排放交易系统，这可能是世界上最大的碳定价倡议。但它将如何发展以及如何验证仍有待观察。在加利福尼亚州的碳系统下，一家公司被分配了一个“上限”或温室气体排放量的限制。每公吨碳必须获得许可。如果一家公司将其排放量降至上限以下，它可以出售多余的许可证以获取利润。如果它不能，或者如果它遇到长期甲烷泄漏等情况，它可能不得不购买更多许可证并支付市场要求的任何价格。
斯坦福大学地球系统科学系主任罗布·杰克逊说：“我们将迎来卫星在天空中监测地球上任何设施的日子。” “我对此感到非常兴奋。环保界将能够监督地球上的任何设施。我认为每个人都会受益。”
密歇根大学大气科学家埃里克·科特表示，“科学界对 Tropomi 信息将有用感到非常兴奋”，但他补充说，GHGSat 尚未发布足够的公共信息来说服他相信 Claire（其更小、更精确聚焦的卫星）能够工作。
“我希望他们能成功，因为我认为这将很有趣。Tropomi 为世界打开了一扇新的窗口，”科特说。他指出，美国国家航空航天局在 1 月份宣布，它希望在 2020 年代初期通过发射一颗名为地球静止碳观测站或“GeoCarb”的卫星来扩大其地球排放数据收集范围。
GeoCarb 将被放置在地球静止轨道上，使其能够以与地球自转相同的速度运行，从而使其能够“全面”关注北美和南美洲。这将使其每天能够进行多达 1000 万次观测。它将是美国第一颗测量地球表面附近甲烷羽流的卫星。
美国国家航空航天局指出，“天然气生产中的甲烷泄漏每年给美国工业造成 50 亿至 100 亿美元的损失”，但没有量化人为加热地球大气层的额外成本。据该航天机构称，甲烷排放量每年都在增加。其中大部分来自化石燃料生产。农业生产（如水稻种植）的增幅较小。根据美国国家航空航天局的一项新研究，第三个来源——森林火灾——最近一直在减少。
环境保卫基金会的首席科学家史蒂文·汉堡多年来一直试图找到量化和减少人为甲烷排放的方法。他同意我们正迅速进入一个验证排放的新型、更强大的世界。传统上，美国和其他国家一直使用卫星以一般方式测量排放量，用于全球气候模型。
汉堡认为，Tropomi 主要由荷兰空间研究所开发，它代表着一项绘制地球上存在问题的排放物地图的新努力。这可以帮助政策制定者制定减缓政策。
像 GHGSat 的 Claire 卫星这样的商业驱动型企业可以为公司提供其排放量的准确图像，同时还可以验证其减排量。汉堡说：“我们需要两者兼而有之，而且我们正在看到技术的出现来做到这一点，但我们不应将它们混为一谈。“它们共同创造了革命。”
对他来说，这场革命将产生一个新的数据集，该数据集由多个来源观察和测量。它必须是值得信赖的。
汉堡有时会想象，当革命性时刻到来时，他自己会扮演一个新的角色。“我想走上前去说：‘嗯，这太令人兴奋了，现在我想看看你的数据。’”