Kuzey Akım 1 ve 2 doğal gaz boru hatlarındaki sızıntılar geçen haftadan bu yana Baltık Denizi bölgesinde manşetlere çıkıyor. İlk tahminlere göre, birkaç gün içinde 100 ila 500 kiloton metan denize aktı. Metanın ne kadarının okyanusta kaldığı ve ne kadarının atmosfere kaçtığı hala belirsiz. Birleşmiş Milletler Çevre Programı, Alman Havacılık ve Uzay Merkezi (DLR), Braunschweig Teknik Üniversitesi ve diğer ortaklar ile işbirliği içinde şimdi ilk kez havadaki metan konsantrasyonlarını doğrudan sahadaki sızıntılarda ölçmeyi başardılar. Kuzey Akım boru hatları. Bunu yapmak için, araştırma ekibi bir helikopter sondasını aletlerle donattı ve 5 Ekim 2022’de Baltık Denizi üzerinde uçurdu. Ayrıca DLR’deki araştırmacılar, bilinen sızıntılardan kaçan gazları doğrulayan ve işaret eden radar verilerini ve optik uydu görüntülerini değerlendirdi. genişlemelerinin seyri.
DLR Uzay Direktörü Dr. Anke Pagels-Kerp, “Kuzey Akım boru hatlarındaki sızıntıları analiz etmek için DLR tarafından kısa sürede düzenlenen faaliyetler, yeteneklerimizi ve dünya gözleminin birçok farklı olasılığını gösteriyor” diyor. “Sızıntıların olduğu bölgede yapılacak uçuşlar ile metan gazının halen ne kadar sızdığını ve çıkış noktalarında lokal olarak nasıl yayıldığını daha net olarak anlayabileceğiz. Uzaydan radar gözlemlerini kullanarak, bulut örtüsü, hava durumu ve günün saati ne olursa olsun, deniz altyapımızı gelecekte daha yoğun bir şekilde izleme potansiyelini görüyoruz.”
Ölçü aletleri denizden 50 metre yükseklikte durur
Braunschweig Teknik Üniversitesi’ndeki Uçuş Rehberliği Enstitüsü (IFF) ile yakın işbirliği içinde, Kolberg yakınlarındaki Polonya sahilinden toplam iki helikopter uçuşu gerçekleştirildi. IFF, Haziran 2022’de Polonya’daki taşkömürü şaftlarından kaynaklanan metan emisyonlarını ölçmek için ve uluslararası Arktik sürüklenme kampanyası MOSAiC’de zaten kullanılmış olan, atmosferik ölçümler için kapsamlı teknolojiye sahip helikopter kaynaklı çekmeli sonda HELiPOD’u çalıştırıyor. HELiPOD, yaklaşık 25 metre uzunluğunda bir halat üzerinde askı yükü olarak helikopterin altından uçurulur. Mevcut uçuşlar için, bu aynı zamanda DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden bir metan cihazı ile donatıldı. Braunschweig Teknik Yardım Ajansı (THW), ölçümlerin kısa vadeli lojistik hazırlığında önemli yardım sağladı. Helikopter, Polonyalı şirket Helipoland tarafından sağlandı.
Ölçüm uçuşları, Birleşmiş Milletler Çevre Programı’nın (UNEP) IMEO girişimi tarafından da desteklendi. BM Çevre Programı Uluslararası Başkanı Manfredi Caltagirone, “Kuzey Akım 1 ve 2 metan sızıntıları, tüm zamansal ve mekansal ölçeklerde dünya çapındaki metan emisyonlarını yakından izlemenin önemini vurguladı. UNEP, bu ölçümü DLR ile desteklemekten gurur duyuyor” dedi. Metan Emisyonları Gözlemevi (IMEO), şunları ekliyor: “IMEO, metan emisyonlarının azaltılmasını hızlandırmak için metan emisyon verilerini küresel olarak kullanılabilir hale getirmek için çalışmaya devam edecek.”
Ölçüm sensörlü HELiPOD
IFF, atmosferik ölçümler için kapsamlı bir teknolojiye sahip helikopter kaynaklı çekmeli sonda HELiPOD’u çalıştırır. Baltık Denizi üzerindeki mevcut uçuşlar için, bu aynı zamanda DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden bir metan cihazı ile donatıldı.
Kredi:
TU Braunschweig/lamba
Uçuşlar sırasında, bilinen sızıntı yerlerinin rüzgar yönünde (rüzgar yönüne doğru) ve rüzgar altı tarafında (rüzgar altı) ölçümler alınabilir. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Anke Roiger, “HELiPOD’daki araçları deniz seviyesinden yaklaşık 50 metre yüksekliğe kadar alçak irtifalarda veri toplamak için kullanabildik” diye açıklıyor. “Kaçakların etrafındaki metan konsantrasyonunun ayrıntılı ölçümleri, farklı sızıntılardan kaynaklanan metan emisyonlarının yayılmasını karakterize etmemize ve böylece emisyon oranı tahminlerini doğrulamamıza yardımcı olacaktır. Havadaki bu doğrudan uçuşa dayalı ölçümler, son birkaç gündeki yer ve uydu gözlemleri arasındaki gözlem boşluğunu kapatıyor.” Uçuşlar sırasında, kokpitte bulunan HELiPOD görev monitörü, ölçümleri çevrimiçi olarak görüntüleyerek helikopterin optik olarak görünmeyen metan bulutlarının içinden başarılı bir şekilde uçmasını sağladı.
Doğal gaz, büyük ölçüde, karbondioksitten sonra ikinci en önemli insan kaynaklı sera gazı olan metandan oluşur. DLR ile yapılan ölçüm uçuşları, son aylarda Kanada’daki HALO uçuşları ve Orta Afrika’nın batı kıyısındaki Falcon uçuşları ile metan kaynaklarını çoktan incelemişti. Aktif petrol ve gaz endüstrisinden ve aynı zamanda sulak alanlar ve eriyen permafrost gibi doğal kaynaklardan gelen emisyonların analizi özellikle ilgi çekiciydi. Uzaydan metan tespiti, günümüzün pasif uyduları ile, özellikle deniz üzerinde hala çok belirsizdir. Gelecekte, Alman-Fransız uydu misyonu MERLIN (Methane Remote Sensing Mission), DLR’de geliştirilen lazer tabanlı bir LIDAR sensörünü kullanarak, sera gazı metanının bölgesel ve küresel emisyonlarını uzaydan çok daha kesin bir şekilde belirleyebilecektir.
Uzaydan uydu gözlemi – deniz altyapılarını izleme potansiyeli
Avrupa radar uydusu Sentinel-1A tarafından 29 Eylül ve 01 Ekim 2022 tarihlerinde uzaydan alınan uydu görüntüleri, devam eden gaz sızıntılarını doğruladı. Büyük miktarda kaçan gaz, su yüzeyinde, radar sinyalini çevredeki “daha sakin” sudan daha fazla geri saçan ve bu nedenle radar görüntülerinde açıkça görülebilen güçlü girdaplar oluşturdu. Sentinel-1A, güneşle senkronize bir yörüngede yaklaşık 700 km yükseklikte Dünya’nın yörüngesinde döner ve aktif radar anteni sayesinde, gece ve gündüz tüm hava koşullarında bulutların ve sisin arasından deniz yüzeyini görüntüleyebilir. Sentinel-2 optik uydusunun 30 Eylül’de çektiği görüntüler de değerlendirmelerde yer aldı.
Kuzey Akım 1 ve Kuzey Akım 2 boru hatlarındaki beklenmeyen sızıntılarla birlikte, kritik deniz altyapısının sürekli izlenmesi giderek daha fazla önem kazanıyor. Özellikle havadan bağımsız radar uyduları, gelecekte burada önemli bir rol oynayabilir. “Sentinel-1A gibi gerekli uyduların yanı sıra Alman TerraSAR-X ve TanDEM-X uyduları da zaten yörüngede. Ayrıca, bir sonraki Copernicus radar uydusu Sentinel-1C, 2023 gibi erken bir tarihte kullanıma sunulacak,” diye açıklıyor DLR’nin Dünya Gözlem Merkezi (EOC) Direktörü Prof. Stefan Dech. “Gözlem rutinlerinin uyarlanmasıyla uydular, örneğin olağandışı gemi hareketlerini ve denizdeki bu tür tesislerin yakınındaki diğer anormallikleri erken bir aşamada erken bir aşamada tespit etmek için gelecekte deniz altyapılarını gözlemlemek için giderek daha fazla kullanılabilir. Otomatik verilerdeki büyük ilerlemeler sayesinde. yapay zeka kullanarak değerlendirme ve örüntü tanıma, gelecekteki izleme sistemleri ve gözlem algoritmaları için büyük bir potansiyele sahibiz.” Bu yetenekler halihazırda Sentinel-2 veya Landsat gibi optik uyduların kullanımıyla destekleniyor.
ESA çekirdek yer segmentinin işlevlerine ek olarak, Neustrelitz’deki DLR sahasındaki Dünya Gözlem Merkezi (EOC), Sentinel verilerini almak ve bunları neredeyse gerçek zamanlı olarak değerlendirmek için kendi sistemlerini de işletiyor. Deniz güvenliği bağlamında kullanım bir önceliktir: uydu verileri uzun süredir rüzgar ve deniz koşullarının gözlemlenmesi ve petrol kirliliğinin, tehlikeli maddelerin boşaltılmasının veya yasa dışı balıkçılığın tespit edilmesi için önemli bir temel sağlamıştır.
Neustrelitz ve Bremen lokasyonlarında, DLR iki “Deniz Güvenliği” araştırma merkezi işletmektedir. Örneğin, radar uydu görüntülerinden gemileri veya buzdağlarını tespit etmek için Bremen’de geliştirilen tematik işlemciler, Neustrelitz’de bu amaç için geliştirilen sistemlere entegre edildi ve Neustrelitz’de, farklı uydu araçlarını ve görüntülerini birleştiren entegre çözümler için, optik uydulardan gelen veriler üzerinde Bilim Adamlarını çalıştırdı.
Bremerhaven’de yeni kurulan Deniz Altyapılarının Korunması için DLR Enstitüsünde, su altı ve üstü gelecekteki durum raporlarının nasıl gerçekleştirilebileceği ve akıllıca nasıl kullanılabileceği konusunda ilk araştırma çalışmaları şimdiden yürütülüyor. Genel sosyal koşullar dikkate alınarak, bu teknolojiler yetkili makamlar ve operatörler ile yakın işbirliği içinde test edilmekte ve pazar olgunluğuna hazırlanmaktadır.
DLR Uzay Direktörü Dr. Anke Pagels-Kerp, “Kuzey Akım boru hatlarındaki sızıntıları analiz etmek için DLR tarafından kısa sürede düzenlenen faaliyetler, yeteneklerimizi ve dünya gözleminin birçok farklı olasılığını gösteriyor” diyor. “Sızıntıların olduğu bölgede yapılacak uçuşlar ile metan gazının halen ne kadar sızdığını ve çıkış noktalarında lokal olarak nasıl yayıldığını daha net olarak anlayabileceğiz. Uzaydan radar gözlemlerini kullanarak, bulut örtüsü, hava durumu ve günün saati ne olursa olsun, deniz altyapımızı gelecekte daha yoğun bir şekilde izleme potansiyelini görüyoruz.”
Ölçü aletleri denizden 50 metre yükseklikte durur
Braunschweig Teknik Üniversitesi’ndeki Uçuş Rehberliği Enstitüsü (IFF) ile yakın işbirliği içinde, Kolberg yakınlarındaki Polonya sahilinden toplam iki helikopter uçuşu gerçekleştirildi. IFF, Haziran 2022’de Polonya’daki taşkömürü şaftlarından kaynaklanan metan emisyonlarını ölçmek için ve uluslararası Arktik sürüklenme kampanyası MOSAiC’de zaten kullanılmış olan, atmosferik ölçümler için kapsamlı teknolojiye sahip helikopter kaynaklı çekmeli sonda HELiPOD’u çalıştırıyor. HELiPOD, yaklaşık 25 metre uzunluğunda bir halat üzerinde askı yükü olarak helikopterin altından uçurulur. Mevcut uçuşlar için, bu aynı zamanda DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden bir metan cihazı ile donatıldı. Braunschweig Teknik Yardım Ajansı (THW), ölçümlerin kısa vadeli lojistik hazırlığında önemli yardım sağladı. Helikopter, Polonyalı şirket Helipoland tarafından sağlandı.
Ölçüm uçuşları, Birleşmiş Milletler Çevre Programı’nın (UNEP) IMEO girişimi tarafından da desteklendi. BM Çevre Programı Uluslararası Başkanı Manfredi Caltagirone, “Kuzey Akım 1 ve 2 metan sızıntıları, tüm zamansal ve mekansal ölçeklerde dünya çapındaki metan emisyonlarını yakından izlemenin önemini vurguladı. UNEP, bu ölçümü DLR ile desteklemekten gurur duyuyor” dedi. Metan Emisyonları Gözlemevi (IMEO), şunları ekliyor: “IMEO, metan emisyonlarının azaltılmasını hızlandırmak için metan emisyon verilerini küresel olarak kullanılabilir hale getirmek için çalışmaya devam edecek.”
Ölçüm sensörlü HELiPOD
IFF, atmosferik ölçümler için kapsamlı bir teknolojiye sahip helikopter kaynaklı çekmeli sonda HELiPOD’u çalıştırır. Baltık Denizi üzerindeki mevcut uçuşlar için, bu aynı zamanda DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden bir metan cihazı ile donatıldı.
Kredi:
TU Braunschweig/lamba
Uçuşlar sırasında, bilinen sızıntı yerlerinin rüzgar yönünde (rüzgar yönüne doğru) ve rüzgar altı tarafında (rüzgar altı) ölçümler alınabilir. DLR Atmosfer Fiziği Enstitüsü’nden Dr. Anke Roiger, “HELiPOD’daki araçları deniz seviyesinden yaklaşık 50 metre yüksekliğe kadar alçak irtifalarda veri toplamak için kullanabildik” diye açıklıyor. “Kaçakların etrafındaki metan konsantrasyonunun ayrıntılı ölçümleri, farklı sızıntılardan kaynaklanan metan emisyonlarının yayılmasını karakterize etmemize ve böylece emisyon oranı tahminlerini doğrulamamıza yardımcı olacaktır. Havadaki bu doğrudan uçuşa dayalı ölçümler, son birkaç gündeki yer ve uydu gözlemleri arasındaki gözlem boşluğunu kapatıyor.” Uçuşlar sırasında, kokpitte bulunan HELiPOD görev monitörü, ölçümleri çevrimiçi olarak görüntüleyerek helikopterin optik olarak görünmeyen metan bulutlarının içinden başarılı bir şekilde uçmasını sağladı.
Doğal gaz, büyük ölçüde, karbondioksitten sonra ikinci en önemli insan kaynaklı sera gazı olan metandan oluşur. DLR ile yapılan ölçüm uçuşları, son aylarda Kanada’daki HALO uçuşları ve Orta Afrika’nın batı kıyısındaki Falcon uçuşları ile metan kaynaklarını çoktan incelemişti. Aktif petrol ve gaz endüstrisinden ve aynı zamanda sulak alanlar ve eriyen permafrost gibi doğal kaynaklardan gelen emisyonların analizi özellikle ilgi çekiciydi. Uzaydan metan tespiti, günümüzün pasif uyduları ile, özellikle deniz üzerinde hala çok belirsizdir. Gelecekte, Alman-Fransız uydu misyonu MERLIN (Methane Remote Sensing Mission), DLR’de geliştirilen lazer tabanlı bir LIDAR sensörünü kullanarak, sera gazı metanının bölgesel ve küresel emisyonlarını uzaydan çok daha kesin bir şekilde belirleyebilecektir.
Uzaydan uydu gözlemi – deniz altyapılarını izleme potansiyeli
Avrupa radar uydusu Sentinel-1A tarafından 29 Eylül ve 01 Ekim 2022 tarihlerinde uzaydan alınan uydu görüntüleri, devam eden gaz sızıntılarını doğruladı. Büyük miktarda kaçan gaz, su yüzeyinde, radar sinyalini çevredeki “daha sakin” sudan daha fazla geri saçan ve bu nedenle radar görüntülerinde açıkça görülebilen güçlü girdaplar oluşturdu. Sentinel-1A, güneşle senkronize bir yörüngede yaklaşık 700 km yükseklikte Dünya’nın yörüngesinde döner ve aktif radar anteni sayesinde, gece ve gündüz tüm hava koşullarında bulutların ve sisin arasından deniz yüzeyini görüntüleyebilir. Sentinel-2 optik uydusunun 30 Eylül’de çektiği görüntüler de değerlendirmelerde yer aldı.
Kuzey Akım 1 ve Kuzey Akım 2 boru hatlarındaki beklenmeyen sızıntılarla birlikte, kritik deniz altyapısının sürekli izlenmesi giderek daha fazla önem kazanıyor. Özellikle havadan bağımsız radar uyduları, gelecekte burada önemli bir rol oynayabilir. “Sentinel-1A gibi gerekli uyduların yanı sıra Alman TerraSAR-X ve TanDEM-X uyduları da zaten yörüngede. Ayrıca, bir sonraki Copernicus radar uydusu Sentinel-1C, 2023 gibi erken bir tarihte kullanıma sunulacak,” diye açıklıyor DLR’nin Dünya Gözlem Merkezi (EOC) Direktörü Prof. Stefan Dech. “Gözlem rutinlerinin uyarlanmasıyla uydular, örneğin olağandışı gemi hareketlerini ve denizdeki bu tür tesislerin yakınındaki diğer anormallikleri erken bir aşamada erken bir aşamada tespit etmek için gelecekte deniz altyapılarını gözlemlemek için giderek daha fazla kullanılabilir. Otomatik verilerdeki büyük ilerlemeler sayesinde. yapay zeka kullanarak değerlendirme ve örüntü tanıma, gelecekteki izleme sistemleri ve gözlem algoritmaları için büyük bir potansiyele sahibiz.” Bu yetenekler halihazırda Sentinel-2 veya Landsat gibi optik uyduların kullanımıyla destekleniyor.
ESA çekirdek yer segmentinin işlevlerine ek olarak, Neustrelitz’deki DLR sahasındaki Dünya Gözlem Merkezi (EOC), Sentinel verilerini almak ve bunları neredeyse gerçek zamanlı olarak değerlendirmek için kendi sistemlerini de işletiyor. Deniz güvenliği bağlamında kullanım bir önceliktir: uydu verileri uzun süredir rüzgar ve deniz koşullarının gözlemlenmesi ve petrol kirliliğinin, tehlikeli maddelerin boşaltılmasının veya yasa dışı balıkçılığın tespit edilmesi için önemli bir temel sağlamıştır.
Neustrelitz ve Bremen lokasyonlarında, DLR iki “Deniz Güvenliği” araştırma merkezi işletmektedir. Örneğin, radar uydu görüntülerinden gemileri veya buzdağlarını tespit etmek için Bremen’de geliştirilen tematik işlemciler, Neustrelitz’de bu amaç için geliştirilen sistemlere entegre edildi ve Neustrelitz’de, farklı uydu araçlarını ve görüntülerini birleştiren entegre çözümler için, optik uydulardan gelen veriler üzerinde Bilim Adamlarını çalıştırdı.
Bremerhaven’de yeni kurulan Deniz Altyapılarının Korunması için DLR Enstitüsünde, su altı ve üstü gelecekteki durum raporlarının nasıl gerçekleştirilebileceği ve akıllıca nasıl kullanılabileceği konusunda ilk araştırma çalışmaları şimdiden yürütülüyor. Genel sosyal koşullar dikkate alınarak, bu teknolojiler yetkili makamlar ve operatörler ile yakın işbirliği içinde test edilmekte ve pazar olgunluğuna hazırlanmaktadır.