El monitoreo de gases de efecto invernadero es la medición directa de emisiones y niveles de gases de efecto invernadero . Existen varios métodos diferentes para medir las concentraciones de dióxido de carbono en la atmósfera , incluido el análisis infrarrojo y la manometría . El metano y el óxido nitroso se miden con otros instrumentos. Los gases de efecto invernadero se miden desde el espacio , por ejemplo, mediante el Observatorio Orbital de Carbono y redes de estaciones terrestres como el Sistema Integrado de Observación de Carbono . [1]
Metodología
Monitoreo de dióxido de carbono
Manometria
La manometría es una herramienta clave de medición del dióxido de carbono atmosférico midiendo primero el volumen, la temperatura y la presión de una cantidad particular de aire seco. La muestra de aire se seca pasándola a través de múltiples trampas de hielo seco y luego recogiéndola en un recipiente de cinco litros. La temperatura se toma mediante un termómetro y la presión se calcula mediante manometría . Luego, se agrega nitrógeno líquido , lo que hace que el dióxido de carbono se condense y se vuelva medible por volumen. [2] La ley de los gases ideales tiene una precisión de 0,3% en estas condiciones de presión.
Analizador de gases por infrarrojos
Los analizadores de infrarrojos se utilizaron en el Observatorio de Mauna Loa y en el Instituto de Oceanografía Scripps entre 1958 y 2006. Los analizadores de infrarrojos funcionan bombeando una muestra desconocida de aire seco a través de una celda de 40 cm de largo. Una celda de referencia contiene aire seco sin dióxido de carbono . [2] Un filamento de nicromo brillante irradia radiación IR de banda ancha que se divide en dos haces y pasa a través de las celdas de gas. El dióxido de carbono absorbe parte de la radiación , lo que permite que llegue al detector más radiación que pasa a través de la celda de referencia que la radiación que pasa a través de la celda de muestra. Los datos se recopilan en un registrador de banda ancha. La concentración de dióxido de carbono en la muestra se cuantifica calibrando con un gas estándar de contenido conocido de dióxido de carbono . [2]
Titrimetría
La titrimetría es otro método para medir el dióxido de carbono atmosférico que fue utilizado por primera vez por un grupo escandinavo en 15 estaciones terrestres diferentes . Comenzaron a pasar una muestra de aire de 100,0 ml a través de una solución de hidróxido de bario que contenía un indicador de cresolftaleína . [2]
Monitoreo de gas metano
Lidar de absorción diferencial
El lidar de absorción diferencial infrarroja de rango resuelto (DIAL) es un medio para medir las emisiones de metano de diversas fuentes, incluidos los vertederos activos y cerrados. [3] El DIAL toma exploraciones verticales sobre las fuentes de metano y luego separa espacialmente las exploraciones para medir con precisión las emisiones de metano de fuentes individuales. La medición de las emisiones de metano es un aspecto crucial de la investigación del cambio climático , ya que el metano es una de las especies de hidrocarburos gaseosos más impactantes . [3]
Monitoreo de óxido nitroso
Espectrómetro de Transformada de Fourier del Experimento de Química Atmosférica (ACE-FTS)
El óxido nitroso es uno de los gases antropogénicos que agotan la capa de ozono más importantes de la atmósfera. [4] Se libera a la atmósfera principalmente a través de fuentes naturales como el suelo y las rocas, así como por procesos antropogénicos como la agricultura. El óxido nitroso atmosférico también se crea en la atmósfera como producto de una reacción entre el nitrógeno y el ozono excitado electrónicamente en la termosfera inferior .
El Espectrómetro de Transformada de Fourier del Experimento de Química Atmosférica ( ACE-FTS ) es una herramienta que se utiliza para medir las concentraciones de óxido nitroso en la troposfera superior e inferior . Este instrumento, que se adjunta al satélite canadiense SCISAT , ha demostrado que el óxido nitroso está presente en toda la atmósfera durante todas las estaciones, principalmente debido a la precipitación de partículas energéticas. [4] Las mediciones tomadas por el instrumento muestran que diferentes reacciones crean óxido nitroso en la termosfera inferior que en la mesosfera media y superior . El ACE-FTS es un recurso crucial para predecir el agotamiento futuro del ozono en la estratosfera superior al comparar las diferentes formas en que el óxido nitroso se libera a la atmósfera. [4]
Monitoreo satelital
Observatorio Orbital de Carbono (OCO, OCO-2, OCO-3)
El Observatorio Orbital de Carbono (OCO) se lanzó por primera vez en febrero de 2009, pero se perdió debido a una falla en el lanzamiento. [5] El satélite se lanzó de nuevo en 2014, esta vez llamado Observatorio Orbital de Carbono-2 , con una vida útil estimada de unos dos años. El aparato usa espectrómetros para tomar 24 mediciones de concentración de dióxido de carbono por segundo de la atmósfera terrestre . [6] Las medidas tomadas por OCO-2 pueden usarse para modelos atmosféricos globales y permitirán a los científicos localizar fuentes de carbono cuando sus datos se combinen con patrones de viento . El Orbiting Carbon Observatory-3 está listo para ser lanzado en 2018 y estará solo en la Estación Espacial Internacional (ISS). [5]
Satélite de observación de gases de efecto invernadero (GOSat)
Las observaciones por satélite proporcionan lecturas precisas de las concentraciones de dióxido de carbono y gas metano para fines a corto y largo plazo con el fin de detectar cambios a lo largo del tiempo. [7] El objetivo de este satélite , lanzado en enero de 2009, es monitorear tanto el dióxido de carbono como el gas metano en la atmósfera e identificar sus fuentes. [7] GOSat es un proyecto de tres entidades principales: la Agencia de Exploración Aeroespacial de Japón (JAXA), el Ministerio del Medio Ambiente (MOE) y el Instituto Nacional de Estudios Ambientales (NIES). [7]
Estaciones terrestres
Sistema integrado de observación de carbono (ICOS)
El Sistema Integrado de Observación de Carbono se estableció en octubre de 2015 en Helsinki, Finlandia, como Consorcio Europeo de Infraestructura de Investigación (ERIC) . [8] La tarea principal de ICOS es establecer una Infraestructura de Investigación del Sistema Integrado de Observación de Carbono (ICOS RI) que facilite la investigación sobre las emisiones de gases de efecto invernadero , los sumideros y sus causas. El ICOS ERIC se esfuerza por vincular su propia investigación con otras investigaciones sobre emisiones de gases de efecto invernadero para producir productos de datos coherentes y promover la educación y la innovación . [8]
Ver también
- Contabilidad de carbono
- Inventario de gases de efecto invernadero
- Analizador de gases por infrarrojos
- Observatorio Mauna Loa
- Curva de Keeling
enlaces externos
Se espera el monitoreo público de GEI de Climate Trace a partir de mediados de 2021
Referencias
- ^ "Altos y bajos" , The Economist , 6 de marzo de 2010
- ^ a b c d Harris, Daniel C. (2010). "Charles David Keeling y la historia de las mediciones de CO2 atmosférico". Química analítica . 82 (19): 7865–7870. doi : 10.1021 / ac1001492 . ISSN 0003-2700 . PMID 20536268 .
- ^ a b Innocenti, Fabrizio; Robinson, Rod; Gardiner, Tom; Finlayson, Andrew; Connor, Andy (2017). "Mediciones Lidar de absorción diferencial (DIAL) de emisiones de metano de vertederos" . Percepción remota . 9 (9): 953. doi : 10.3390 / rs9090953 .
- ^ a b c Sheese, Patrick E .; Walker, Kaley A .; Boone, Chris D .; Bernath, Peter F .; Funke, Bernd (2016). "Óxido nitroso en la atmósfera: Primeras mediciones de una fuente termosférica inferior" . Cartas de investigación geofísica . 43 (6): 2866–2872. doi : 10.1002 / 2015gl067353 . ISSN 0094-8276 .
- ^ a b "OCO 1, 2 (ESSP 5)" . space.skyrocket.de . Consultado el 16 de noviembre de 2018 .
- ^ Equipo, por Carol Rasmussen, NASA Earth Science News. "OCO-2 de la NASA trae un nuevo enfoque en el carbono global - Cambio climático: signos vitales del planeta" . Cambio climático: signos vitales del planeta . Consultado el 16 de noviembre de 2018 .
- ^ a b c Kuze, Akihiko; Suto, Hiroshi; Nakajima, Masakatsu; Hamazaki, Takashi (2009). "Sensor térmico e infrarrojo cercano para observación de carbono Espectrómetro de transformada de Fourier en el satélite de observación de gases de efecto invernadero para el seguimiento de gases de efecto invernadero" . Óptica aplicada . 48 (35): 6716–33. doi : 10.1364 / AO.48.006716 . PMID 20011012 . Consultado el 14 de noviembre de 2018 .
- ^ a b "Decisión de Ejecución (UE) 2015/2097 de la Comisión, de 26 de octubre de 2015, sobre la creación del Consorcio Europeo de Infraestructuras de Investigación del Sistema Integrado de Observación del Carbono (ICOS ERIC)" . eur-lex.europa.eu . 26 de octubre de 2018 . Consultado el 19 de noviembre de 2018 .