即故意将多余的天然气燃烧到空气中是石油和天然气设施释放甲烷的一种方式。美国国家航空航天局（NASA）的 EMIT 任务运行一年多来，已经显示出了从太空发现甲烷和其他温室气体排放的能力。自 16 个月前发射以来，国际空间站上的 EMIT 成像光谱仪已显示出探测能力，而不仅仅是探测地表矿物。
美国国家航空和宇宙航行局（NASA）的EMIT仪器在国际空间站（ISS）上首次探测到甲烷羽流一年多后，其数据现在被用于识别温室气体的点源排放，其熟练程度甚至令其设计者都感到惊讶。
EMIT是"地球表面矿物尘源调查"的简称，于2022年7月发射升空，用于绘制世界干旱地区表面的10种主要矿物。这些与矿物有关的观测数据已经提供给研究人员和公众，它们将帮助人们更好地了解飘入大气层的尘埃是如何影响气候的。
检测甲烷并不是EMIT的主要任务，但该仪器的设计者希望成像光谱仪能够具备这种能力。现在，根据发表在《科学进展》（Science Advances）杂志上的一项新研究，自2022年8月以来，该仪器已经确定了750多个排放源,有些排放源很小，有些排放源位于偏远地区，还有些排放源在时间上持续存在--该仪器在这方面已经做得很好了。
2022 年 9 月 1 日，EMIT 在乌兹别克斯坦南部 150 平方英里（400 平方公里）的区域内发现了 12 个甲烷羽流群。研究人员称这一仪器为"场景"。图片来源：NASA/JPL-加州理工学院
甲烷排放与气候变化
美国宇航局南加州喷气推进实验室EMIT科学团队的研究技术专家、本文第一作者安德鲁-索普（Andrew Thorpe）说："我们一开始对这台仪器的作用估计有些保守，结果它超出了我们的预期。"
通过了解甲烷排放的来源，垃圾填埋场、农业基地、石油和天然气设施以及其他甲烷生产者的经营者就有机会解决这些问题。跟踪人为甲烷排放是限制气候变化的关键，因为它提供了一种相对低成本、快速的减少温室气体的方法。甲烷在大气中的停留时间约为十年，但在此期间，甲烷捕获热量的能力是二氧化碳的 80 倍，而二氧化碳在大气中的停留时间长达几个世纪。
当某一大陆上的强风卷起矿物岩石尘埃（如方解石或绿泥石）时，空气中的微粒就会传播数千英里，影响到完全不同的大陆。悬浮在空气中的尘埃可以加热或冷却大气层和地球表面。这种加热或冷却效应是美国宇航局地球表面矿物尘源调查（EMIT）任务的重点。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院
令人惊讶的结果
事实证明，EMIT 能够有效地发现排放源，既有大型排放源（每小时排放数万磅甲烷），也有令人惊讶的小型排放源（每小时排放数百磅甲烷）。这一点非常重要，因为它可以识别出更多的"超级排放源"--在总排放量中占过大比例的排放源。
这项新研究记录了 EMIT 是如何根据其最初 30 天的温室气体探测结果，观测到通常在空中活动中看到的 60% 至 85% 的甲烷羽流的。
2022 年 9 月 3 日，在利比亚东南部的一个偏远角落，EMIT 探测到了一股甲烷羽流，其排放量约为每小时 979 磅（444 千克）。这是迄今为止该仪器探测到的最小来源之一。资料来源：NASA/JPL-加州理工学院
与航空探测的比较
在距离地面几千英尺的高空，飞机上的甲烷探测仪器更加灵敏，但要保证派出飞机，研究人员需要事先表明他们能探测到甲烷。许多地区由于被认为过于偏远、风险太大或成本太高而没有进行检测。此外，开展的活动覆盖的区域相对有限，时间也很短。
另一方面，从空间站约 250 英里（400 公里）的高度，EMIT 可以收集地球上大片区域的数据，特别是南北纬 51.6 度之间的干旱地区。成像光谱仪能捕捉 50 英里乘 50 英里（80 公里乘 80 公里）的地表图像--研究人员称之为"场景"--包括许多机载仪器无法触及的区域。
JPL 高级研究科学家、EMIT 首席研究员罗伯特-格林（Robert O. Green）说："EMIT 在我们星球周围测量到的甲烷羽流的数量和规模令人惊叹。"
这段延时视频显示了国际空间站的 Canadarm2 机械臂在空间站外部操纵美国宇航局的 EMIT 任务。从 SpaceX Dragon 太空飞船上提取设备的工作于北京时间 7 月 22 日下午 5:15 左右开始，并于北京时间 7 月 24 日上午 10:15 完成。部分安装过程被省略，而其他部分则被加快。资料来源：美国国家航空航天局
逐个场景检测
为了支持源识别，EMIT 科学团队绘制了甲烷羽流图，并在网站上发布，其基础数据可在 NASA 和美国地质调查局联合建立的陆地过程分布式主动存档中心（LP DAAC）获取。该任务的数据可供公众、科学家和组织使用。
自 2022 年 8 月开始收集观测数据以来，EMIT 已记录了 50,000 多个场景。2022 年 9 月 1 日，该仪器在乌兹别克斯坦南部一个很少被研究的地区发现了一个排放源集群，每小时探测到 12 个甲烷羽流，总计约 49,734 磅（22,559 千克）。
此外，该仪器还发现了比预期小得多的羽流。2022 年 9 月 3 日，该仪器在利比亚东南部的一个偏远角落捕捉到了一个迄今为止最小的来源，根据对当地风速的估计，其每小时排放量为 979 磅（444 千克）。