Российские ученые обогнали NASA в мониторинге парниковых газов

Команда ученых из МФТИ, ИКИ РАН и Научно-исследовательского центра имени Келдыша разработала уникальный прибор для дистанционного зондирования парниковых газов. Он позволяет с высокой точностью оценивать углеродный след не только от предприятий, но и от природных ландшафтов, сообщает пресс-релиз МФТИ.

Согласно данным ООН, последнее десятилетие было самым теплым в истории человечества. Евросоюз активно реализует стратегию декарбонизации своей экономики. Страны берут на себя обязательства добиться к середине текущего столетия нулевого баланса выбросов углерода – сколько выбросили углерода в атмосферу, столько и поглотили на своей территории. Россия тоже включилась в этот процесс.

С 2023 года в Евросоюзе планируют ввести углеродный налог. Поэтому России для определения ее вклада в мировой углеродный баланс необходимы технологии, которые позволяют точно измерять концентрации и потоки парниковых газов. Ведь Россия, хоть и является крупнейшим в мире экспортером углеводородов, располагает крупнейшими в мире лесными массивами.

"Мы достаточно хорошо знаем сколько углерода выбрасывают промышленные предприятия. Техногенный углеродный след можно посчитать и оценить довольно точно, – говорит Александр Родин, исполнительный директор научно-технического центра мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ. – А вот поглощение, или, как говорят специалисты, депонирование углерода различными природными ландшафтами — процесс достаточно малоизученный, поскольку природные биохимические циклы не в пример сложнее".

Природные ландшафты очень разнообразны, и, в зависимости от своего состояния, могут либо поглощать, либо выделять (эмитировать) углерод. Эти неопределенности позволяют геополитическим партнерам ставить Россию в невыгодное положение. Так, из международной отчетности следует, что лес в Финляндии является поглотителем углерода, а точно такой же лес в Карелии — уже эмитентом. Спрашивается, почему?

Оценивать объективно, как разные природные ландшафты поглощают или выделяют парниковые газы, можно только на научной основе – с помощью приборов. И России такие приборы нужны срочно.

Мониторинг парниковых газов требует очень высокой точности. Немногие типы приборов с этой задачей справляются. В Лаборатории прикладной инфракрасной спектроскопии МФТИ создали прибор с уникальными характеристиками.

"Наш многоканальный гетеродинный спектрометр — это один из примеров, когда небольшой команде удалось существенно обогнать мировой уровень, – утверждает Александр Родин. – Ближайшие конкуренты в NASA отстают от нас в этих разработках на несколько лет. На сегодня измерения такого класса с разрешающей способностью 10⁸, то есть сто миллионов, в ближнем инфракрасном диапазоне, кроме нас, никто пока не делает".

На сегодняшний день в Центре мониторинга окружающей среды и экологии МФТИ разработан прибор в полевом исполнении. Сейчас, когда в стране создаются карбоновые полигоны, появилась потребность как раз в такой аппаратуре. Прибор интересен еще и тем, что, несмотря на свои уникальные характеристики, прост в эксплуатации и достаточно дешев. Это как раз тот случай, когда справедлива поговорка "голь на выдумку хитра".

Прибор способен одновременно измерять в атмосфере вертикальные профили CO₂, H₂O, CH₄ и O₂, а также вести прямые доплеровские измерения скоростей ветра на высотах от пяти до пятидесяти километров.

Ученые ведут переговоры об использовании своего изобретения на карбоновых полигонах, однако путь к этому не прост.

"Вся аппаратура, используемая сейчас в данной области, имеет импортное происхождение, наша промышленность ничего подобного не выпускает, – объясняет Александр Родин. – Но даже от очень передовой разработки до прибора, который бы не просто применялся, а которому бы поверили на международном уровне, большой путь. Надо провести сертификацию, взаимные калибровки, получить международное признание. Все это — очень серьезная работа, которой мы сейчас занимаемся".

Многоканальный лазерный гетеродинный спектрорадиометр российских ученых разрабатывается и в космическом исполнении. Помимо мониторинга углекислого газа, самого важного парникового газа, необходимо точно измерять концентрацию тропосферного метана и стратосферного водяного пара.

Статья о разработке опубликована в журнале Remote Sensing.

Ранее мы сообщали, что пандемия срывает планы стран по сокращению CO₂, и что грязный воздух снижает успеваемость школьников. А еще мы писали о том, что найден способ замкнуть углеродный цикл.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе "Наука" на медиаплатформе "Смотрим".