حدود 2 درصد از گاز طبیعی تامین شده به یک شهر در غرب میانه به جو نشت می کند

توسط آدام اسملتز، دانشگاه ایالتی پنسیلوانیا

ویرایش شده توسط گابی کلارک، بررسی توسط رابرت ایگان

این مقاله با توجه به روند و سیاست های ویرایشی Science X بررسی شده است. ویراستاران ضمن اطمینان از اعتبار محتوا، ویژگی های زیر را برجسته کرده اند:

به گفته محققان ایالت پن که تقریبا یک دهه داده را ارزیابی کردند، بیشتر نشت گاز طبیعی در ایندیاناپولیس احتمالا از خانه‌ها و ساختمان‌ها سرچشمه می‌گیرد، نه خطوط لوله بیرونی و زیرساخت‌های توزیع در مقیاس بزرگ که سوخت فسیلی را تحویل می‌دهند.

اعضای تیم گفتند مشاهدات آنها می تواند نشان دهنده الگوهای انتشار مشابه در شهرهای ایالات متحده باشد و استراتژی های کاهش را شکل دهد. آنها اندازه‌گیری‌های مداوم متان، جزء اصلی گاز طبیعی را در سراسر شهر غرب میانه برای تخمین انتشار گازهای گلخانه‌ای از توزیع گاز طبیعی ارزیابی کردند.

این تیم اخیرا در مجله تحقیقات ژئوفیزیک: اتمسفر نوشت: این تجزیه و تحلیل متکی بر شبکه ای از دستگاه های نظارتی است که بر روی برج های بلند نصب شده است که یکی از دقیق ترین رکوردهای جهان از متان شهری را نشان می دهد. به گفته محققان کالج علوم زمین و معدن، رویکرد تکرارپذیر آن به شهرها راهی قابل اعتماد برای شناسایی و اندازه گیری انتشار متان - دومین گاز گلخانه ای تاثیرگذار تولید شده توسط انسان - و اطلاع رسانی سیاست های عمومی در مورد آب و هوا ارائه می دهد.

آنها تخمین زدند که حدود 2 درصد از کل گاز طبیعی لوله شده به ایندیاناپولیس در نهایت نشت می کند. بر اساس داده‌های هیئت بین‌دولتی تغییرات آب و هوایی و استناد به آژانس حفاظت از محیط‌زیست ایالات متحده، در طی ۱۰۰ سال، متان ۲۸ برابر بیشتر از دی‌اکسید کربن در به دام انداختن تشعشعات تأثیر داشته است.

زاخاری بارکلی، نویسنده اصلی، استادیار پژوهشی در دپارتمان هواشناسی و علوم جوی، گفت: «نشت دو درصد از نقطه نظر آب و هوا بسیار زیاد است. او توضیح داد که این برآورد حجم قابل توجهی از انتشارات شمارش نشده را نشان می دهد و از برآورد EPA از چنین نشتی در سطح ملی پیشی می گیرد. یافته‌های ما به شاخص‌هایی می‌افزاید که ممکن است بیش از آنچه تصور می‌شود متان از شهرهای ایالات متحده، حتی شهرهایی با سیستم‌های توزیع نسبتا مدرن مانند ایندیاناپولیس، به جو فرار کند.

این مقاله تحقیقاتی از یک همکاری تقریبا 15 ساله بین مؤسسه ملی استاندارد و فناوری (NIST)، ایالت پن و سایر شرکا از جمله دانشگاه مریلند پدید آمد. از سال 2011، NIST از نصب شبکه نظارتی گسترده در ایندیاناپولیس برای تعیین کمیت انتشار گازهای گلخانه ای در یک محیط شهری پشتیبانی کرد.

تا زمان پایان یافتن آن در سال 2025، شبکه ای از 12 ابزار مبتنی بر برج گازهای ردیابی شامل دی اکسید کربن، مونوکسید کربن و متان را در ارتفاعات تا 136 متر یا نزدیک به 450 فوت ثبت کرد. آزمایش شار ایندیاناپولیس - معروف به INFLUX - از ابتدا برای ایجاد و تقویت مدل‌هایی برای تعیین کمیت دی اکسید کربن و متان منتشر شده در محیط‌های شهری طراحی شد. اندازه‌گیری‌های مبتنی بر برج نشان‌دهنده یک رویکرد برای نظارت بر انتشار گازهای گلخانه‌ای هستند و می‌توانند برای آزمایش، به عنوان مثال، روش‌هایی که بر هواپیما، هواپیماهای بدون سرنشین یا شاخص‌های مبتنی بر ماهواره تکیه دارند، استفاده شود.

روش‌های مختلف اندازه‌گیری نقاط قوت متفاوتی دارند و مقایسه می‌تواند اعتماد به نتایج را ایجاد کند.

کنت جی دیویس، پروفسور علوم جوی و اقلیم، محقق اصلی INFLUX و یکی از نویسندگان مقاله اخیر، گفت: «ایده ایجاد روش‌هایی بود که بتواند انتشار گازهای گلخانه‌ای شهری را اندازه‌گیری و نظارت کند.

این تیم نوشت، تا حدی با گنجاندن اندازه گیری های هواپیما و زمین در تجزیه و تحلیل خود، محققان ثبات و قابلیت اطمینان خوانش های مبتنی بر برج را در دوره های طولانی تعیین کردند. کیفیت ها در شناسایی الگوهای بلند مدت حیاتی هستند.

بارکلی گفت: "ما متوجه شدیم که نظارت موثر بر انتشار گازهای گلخانه ای واقعا نیازی به مقدار زیادی ندارد." "گاهی اوقات تنها چیزی که نیاز دارید چند ابزار خوب و مستحکم و سیستم های اندازه گیری در پایین باد یک شهر است، و شما واقعا می توانید بفهمید که چه اتفاقی در حال رخ دادن است."

NIST همچنین از تخت‌های آزمایش شهری که توسط تیم‌های دیگر در لس‌آنجلس و منطقه واشنگتن دی سی تجزیه و تحلیل شدند، پشتیبانی کرد. برای تجزیه و تحلیل متان در ایندیاناپولیس، محققان بر روی اندازه گیری های انجام شده از سال 2014 تا 2023 تمرکز کردند، زمانی که چهار یا چند برج مشاهدات گاز را جمع آوری کردند. این تیم از مدل‌سازی آماری برای تخمین انتشار کل و تغییرات آن در طول زمان استفاده کرد.

محققان به این نتیجه رسیدند که شهر به طور متوسط ​​3.4 تن متان در ساعت آزاد می کند که تقریبا نیمی از آن از محل دفن زباله موسوم به محل دفن زباله ساوث ساید - بزرگترین منبع انتشار متان در منطقه است. بر اساس این مقاله، انتشار متان 13 درصد در طول زمستان بیشتر بود، اما تغییرات فصلی کمتر از آنچه در لس آنجلس و منطقه دی سی در سایر مطالعات در دهه گذشته ثبت شد، مشخص بود.

بارکلی گفت، نتایج همچنین نشان می‌دهد که با وجود تغییرات گسترده در محاسباتی که EPA برای ارزیابی انتشارات دفن زباله تا سال 2023 از آن استفاده می‌کند، در انتشار کلی متان ایندیاناپولیس ثبات نسبی سال به سال وجود دارد. ارقام EPA از طریق یک پورتال داده ردیابی انتشار گازهای گلخانه ای در دسترس است.

در حالی که شهرهای شمال شرقی تمایل دارند خطوط گاز خارجی قدیمی‌تر و مستعد نشتی داشته باشند، محققان انتظار داشتند که در ایندیاناپولیس به دلیل خطوط انتقال مدرن و پلاستیکی‌تر، نشت کمتری وجود داشته باشد. بارکلی گفت، اما کشف آن‌ها از چیزی که آن‌ها آن را «توده متان محیطی در همه‌جای ایندیاناپولیس» می‌نامیدند نشان‌دهنده نشت‌هایی از داخل ساختمان‌ها، در منابعی مانند کوره‌های گازسوز و لوله‌های گاز داخلی است.

او با اشاره به مشوق هایی برای فناوری هایی مانند پمپ های حرارتی گفت: "ما می دانیم که انتشار گازهای گلخانه ای کجاست. سیاست های عمومی می تواند آنها را کاهش دهد."

در ایالت پن، همکاران این مقاله عبارتند از ناتاشا ام. مایلز و اسکات جی ریچاردسون، اساتید پژوهشگر در دپارتمان هواشناسی و علوم جوی، و کوین فلچر و جیمز مارلو، نامزدهای دکترا در این بخش. دیگر همکاران نیکولای بالاشوف، دستیار محقق در مرکز بین رشته ای علوم سیستم زمین در دانشگاه مریلند، و آیجون دنگ، هواشناس ارشد ارشد در سیستم های باد وستاس هستند.

Z. R. Barkley و همکاران، ارزیابی یک دهه مشاهدات متان از یک شبکه برج در ایندیاناپولیس، ایندیانا، مجله تحقیقات ژئوفیزیک: جو (2026). DOI: 10.1029/2026jd046734

اطلاعات مجله: مجله تحقیقات ژئوفیزیک - اتمسفرها

کارشناسی ارشد زبان انگلیسی، ویرایشگر کپی از سال 2021 با تجربه در آموزش عالی و محتوای بهداشتی. تقدیم به اخبار معتبر علمی. نمایه کامل →

لیسانس زیست شناسی ریاضی، کارشناسی ارشد در نوشتن خلاق. خوش سفر با دیدگاه های منحصر به فرد در علم و زبان. نمایه کامل →