کاهش گاز‌های گلخانه‌ای با رصد فضایی

به گزارش مجله خبری نگار/ایران-میترا جلیلی: تغییرات اقلیمی یکی از بزرگترین چالش‌های پیش روی بشر است که تأثیر ویرانگر آن در سطح جهانی احساس می‌شود و بحران آب و هوا پیامد‌های گسترده‌ای برای اکوسیستم‌ها، اقتصاد‌ها و جوامع سیاره زمین دارد. اهمیت این موضوع تا جایی است که هر سال کنفرانس‌های مختلفی برای بررسی راهکار‌های پیشگیری از گرمایش کره زمین و بحران تغییرات آب و هوایی برپا می‌شود. کشور‌های بزرگ صنعتی جهان و در رأس آن چین، تلاش‌های جدی برای کاهش میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای زمینه‌ساز گرمایش کره زمین داشته‌اند، اما بسیاری از محققان معتقدند در این مبارزه جدی، نه تنها در زمین بلکه در فضا نیز می‌توان فعالیت داشت و به نجات کره زمین کمک کرد.

یک سنسور هوشمند در فضا

همان‌طور که رهبران جهان با فوریت به‌دنبال اقداماتی برای مقابله با بحران آب و هوا در جهان هستند، نقش فناوری و داده‌های مبتنی بر فضا به طور فزاینده‌ای حیاتی شده است. دسترسی به اطلاعات عملی برای مبارزه با تغییرات اقلیمی، حمایت از سیاست‌ها و ابتکارات مبتنی بر دانش و اجرای آن‌ها و اطمینان از اینکه این امر با توسعه اقتصادی پایدار و منافع اجتماعی در یک راستا قرار دارد، از جمله مواردی است که این روز‌ها بسیار مورد توجه قدرت‌های جهان قرار گرفته است. در همین راستا تاکنون برنامه‌های هدفمند فضایی مختلفی اجرا شده یا برای آینده برنامه‌ریزی شده تا با رصد فناورانه زمین، میزان کربن و سایر آلاینده‌ها و گاز‌های گلخانه‌ای به حداقل برسد.

یکی از جدیدترین و فناورانه‌ترین راهکار‌ها برای حفاظت از کره زمین، سنسور جدید ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) است که گفته می‌شود می‌تواند به طور هوشمند آلاینده‌های پنهان گاز‌های گلخانه‌ای را آشکار کند. هرچند ابزار نصب شده در ایستگاه فضایی بین‌المللی از ابتدا برای بررسی و ترسیم میزان گرد و غبار در جو ساخته شده بود، اما محققان معتقدند که می‌تواند اطلاعات زیادی نیز درباره میزان انتشار گاز متان و دی اکسید کربن به دانشمندان بدهد. ابزاری که به تازگی در ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) نصب شده، توانایی خود را در شناسایی توده‌های گاز‌های گلخانه‌ای که آب و هوای زمین را تغییر می‌دهند، اثبات کرده و به همین دلیل انتظار می‌رود بتواند در این مسیر به بشر کمک قابل توجهی کند.

این حسگر که بررسی منبع غبار معدنی سطح زمین را به عهده دارد و EMIT نامیده می‌شود، به ایستگاه فضایی بین‌المللی تحویل داده شده است. در حالی که هدف اصلی آن، تعیین چگونگی تأثیر گرد و غبار در جو بر تغییرات آب و هوای زمین است، اما مشخص شده که این قابلیت EMIT را قادر می‌کند تا مشاهدات بسیار دقیقی از توده‌های ناشناخته قبلی گاز‌های گلخانه‌ای کلیدی متان و دی‌اکسید کربن جمع‌آوری کند. سازمان جهانی هواشناسی پیش از این اعلام کرده بود که دانشمندان امیدوارند توانایی شناسایی دقیق منابع انتشار، بتواند ابزار ارزشمندی برای مقابله با بحران آب و هوا باشد چراکه گاز‌های گلخانه‌ای به غلظت‌های بالاتری در جو می‌رسند. حالا به نظر می‌رسد نظریه سازمان جهانی هواشناسی مورد استقبال فعالان حوزه هوافضا نیز قرار گرفته است.

شناسایی منابع ناشناخته انتشار متان

به گفته محققان حوزه هوافضا، ممکن است با استفاده از بسیاری از روش‌های قبلی، متوجه شوید که چه چیزی در یک منطقه وسیع یا یک شهر در حال رخ دادن است، اما همیشه نمی‌توان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای را به آن بخش از شهر یا نیروگاه نسبت داد و برای شناسایی دقیق محل انتشار آلاینده‌ها فناوری‌های پیچیده‌تری مورد نیاز است که حالا با اطمینان می‌توانیم بگوییم ماهواره‌های مجهز به سنسور‌های EMIT می‌توانند به خوبی این نقش را ایفا کنند.

جان لین، دانشمند حوزه علوم جوی در دانشگاه یوتا امریکا دراین باره گفت: چنین فناوری‌هایی می‌توانند کره زمین را نجات دهند بخصوص اگر به‌دنبال آن، به راه‌هایی برای کاهش میزان انتشار گاز‌های گلخانه‌ای بیندیشیم. به گفته وی، در بررسی‌های EMIT، شناسایی منبع انتشار متان بر دی اکسید کربن اولویت داده شده است، زیرا منابع انتشار متان به خوبی شناخته شده نیستند. تاکنون EMIT ده‌ها توده متان مختلف و همچنین انتشار دی اکسید کربن را از دو نیروگاه برق چین و یک محل دفن زباله در عربستان سعودی شناسایی کرده که البته نتایج، چندان غیرمنتظره نبوده‌اند.

اعضای تیم EMIT با مشاهده کیفیت عملکرد این سنسور فناورانه، متعجب شدند و عنوان کردند که می‌توان از قابلیت‌های این فناوری در موجی از نسل بعدی حسگر‌های فضایی که به‌دنبال گاز‌های گلخانه‌ای هستند، استفاده کرد. آن‌ها یک ماهواره در حال پرواز از شرکت GHGSat مستقر در مونترال و همچنین مأموریت‌های آتی سازمان‌های غیرانتفاعی Carbon Mapper و Environmental Defense Fund را کاملاً مناسب استفاده از چنین سنسور‌های فناورانه‌ای معرفی کردند.

متان، یک گاز گلخانه‌ای قوی

به گفته این محققان، داده‌های به دست آمده از سنسور‌های EMIT می‌تواند در مسیر کاهش انتشار متان در جهان قرار بگیرد و به کشور‌ها کمک کند تا به تعهد جهانی کاهش متان پایبند باشند. هدف این تعهد جهانی، کاهش حداقل ۳۰ درصد از این گاز گلخانه‌ای، از سال ۲۰۲۰ تا سال ۲۰۳۰ است. گفتنی است هر مولکول متان نسبت به دی اکسید کربن، یک گاز گلخانه‌ای قوی‌تر محسوب می‌شود و همچنین عمر کوتاه‌تری در اتمسفر دارد. چنین مواردی، گاز متان را به یک هدف جذاب برای اقدامات کوتاه‌مدت مقابله با گرمایش زمین تبدیل می‌کند.

لین یکی از محققان فعال در پروژه EMIT گفت: اگر واقعاً بتوانیم انتشار گاز متان را کاهش دهیم، می‌توانیم نرخ گرمایش را در چند دهه آینده به میزان مناسبی کاهش دهیم. هر چه دانشمندان بتوانند از ابزار‌های بیشتری برای شناسایی توده‌های گاز‌های گلخانه‌ای استفاده کنند، اهداف بیشتری برای کاهش انتشار در دسترس خواهد بود و به این ترتیب کشور‌ها تنها در چهارچوب تعهد متان عمل نمی‌کنند و به سمت اهدافی که سازمان ملل متحد برای حفاظت از کره زمین تعیین کرده، حرکت می‌کنند.

لوری بروهویلر، دانشمند جوی در آزمایشگاه نظارت جهانی اداره ملی اقیانوسی و جوی هم در این باره گفت: ما قطعاً باید انتشار متان را کاهش دهیم، ولی از یک موضوع مهم نباید غفلت کرد و آن هم این است که کلید اصلی مقابله با شتاب گرفتن گرمایش کره زمین، کاهش میزان کربن است. در این مسیر باید با استفاده از انرژی‌های تجدیدپذیر یا هر روش دیگری، میزان تولید دی اکسید کربن را به حداقل برسانیم درصورتی که در حال حاضر هیچ نشانه‌ای از کاهش سرعت انتشار آن دیده نمی‌شود. از سوی دیگر ما به داده‌ها نیاز داریم، پس از هر ابزاری که بتواند اطلاعات ما را درباره وضعیت گاز‌های گلخانه‌ای افزایش دهد، استقبال می‌کنیم و سنسور‌های EMIT هم مستثنی نیستند.

اروپا به‌دنبال کربن صفر

کمیسیون اروپا و ESA (آژانس فضایی اروپا) هم برای تسریع استفاده از ماهواره‌های رصد زمین و اطلاعاتی که برای مقابله با چالش مبرم تغییرات آب و هوایی ارائه می‌کنند، به عرصه محافظت از کره زمین با کمک ماهواره‌ها ورود کرده است. این ابتکار مهم نشان‌دهنده تعهدی قاطع به ارتقای درک از سیستم آب و هوایی زمین و نیاز به افزایش توانایی برای انجام اقدامات بموقع و آگاهانه برای کاهش اثرات تغییرات آب و هوایی است. هدف اصلی این برنامه، کمک به اتحادیه اروپا برای دستیابی به هدف بلندپروازانه خود مبنی بر تبدیل شدن به اولین قاره با کربن صفر در جهان تا سال ۲۰۵۰ است که پیش از این در قرارداد سبز اروپا به آن اشاره شده بود.
چند دهه است که با ابتکار آژانس فضایی اروپا، مجموعه داده‌های ماهواره‌ای گردآوری شده است و علاوه بر آن، برنامه جدید این آژانس با نام FutureEO، ایده‌های جدیدی برای توسعه مأموریت‌ها و مفاهیم ماهواره‌ای پیشگام به منظور مقابله با چالش‌های زیست‌محیطی آینده ارائه داده است.

«جوزف اشباخر»، مدیر کل آژانس فضایی اروپا در این باره گفت: بحران آب و هوا در راه است و ما باید سریع عمل کنیم و با هم به نفع اروپا و در واقع جهان عمل کنیم. از طریق ابتکار جدید، یک همکاری مناسب خواهیم داشت که راه را برای به اشتراک‌گذاری اطلاعات، مشاوره‌های متقابل و برنامه‌های مشترک به منظور کاهش گاز‌های گلخانه‌ای هموار می‌کند. همچنین ما تعداد نوآوری‌های سبز را در مسیر آینده‌ای بدون کربن افزایش خواهیم داد. وی ادامه داد: فناوری‌های فضایی برای دستیابی به کربن صفر تا سال ۲۰۵۰ بسیار مهم هستند و ما متعهد به استفاده همه‌جانبه از آن‌ها هستیم.

مقابله ماهواره‌ها با تغییرات آب و هوایی

کانادا هم ماهواره‌های جدیدی از جمله برنامه جدید Radarsat+ را برای نظارت بر تغییرات آب و هوایی و جمع‌آوری داده‌های نظامی پرتاب می‌کند. یک مقام ارشد فضایی دراین باره گفت: کانادا قصد دارد با تزریق بودجه جدید به مبلغ حدود ۷۴۰ هزار دلار طی ۱۵ سال، ماهواره‌های بیشتری را به برنامه رصد زمین در کمترین زمان ممکن اضافه کند.

آژانس فضایی کانادا (CSA) بودجه قابل توجهی از دولت دریافت خواهد کرد تا فعالیت سری ماهواره‌های قدیمی رادارست را که یکی از نقاط عطف استراتژی تغییر اقلیم کشور و واکنش بین‌المللی در برابر بلایای طبیعی است، تمدید کند.

درباره ایستگاه فضایی بین‌المللی

ایستگاه فضایی بین‌المللی (International Space Station) یک ایستگاه فضایی است که با مشارکت بیش از ۱۵ کشور ساخته شده است. این ایستگاه فضایی در مدار زمین و در ارتفاع ۳۵۰ کیلومتری از سطح زمین در حرکت است و سرعت آن در مدار معادل ۲۷ هزار و ۷۰۰ کیلومتر بر ساعت است و به این ترتیب روزانه ۱۵ بار به دور سیاره زمین گردش می‌کند. اگرچه ایستگاه فضایی بین‌المللی (ISS) برای نزدیک به سه دهه میزبان حضور انسانی و آزمایش‌های ارزشمند بسیاری بوده است، اما پایان کار آن بزودی فرا می‌رسد و ناسا قصد دارد این آزمایشگاه مداری را در اوایل دهه آینده میلادی بازنشسته کند و از بین ببرد. ایستگاه فضایی بین‌المللی در سال ۱۹۹۸ میلادی به فضا پرتاب شد و مانند هر سازه دیگری، عمر سازه اصلی آن هم که حالا چند دهه از ساختش می‌گذرد، محدود است. علاوه بر این فناوری شرکت‌های خصوصی هم برای در اختیار گرفتن مدار زمین رو به پیشرفت است و نوید آینده روشنی را در مدار زمین می‌دهد. به همین دلیل هم عمر عملیاتی ایستگاه در حال حاضر تا پایان سال ۲۰۳۰ میلادی تعیین شده است.