MetherMapper는 과소보고된 메탄 배출 문제를 해결할 준비가 되어 있습니다.

기후 변화를 늦추기 위해 온실가스 배출을 통제하는 데 있어 가장 어려운 점은 우선 온실가스를 찾는 것입니다.

무색, 무취의 가스인 메탄의 경우도 마찬가지입니다. 이 가스는 오늘날 대기 중에 이산화탄소 다음으로 많은 온실 가스입니다. 미국 환경 보호국에 따르면 이산화탄소보다 수명은 짧지만 열을 가두는 능력은 CO2보다 25배 이상 강력하며, 20년 동안 대기 중 CO2보다 80배 더 많은 열을 가두는 것으로 추정됩니다.

이러한 이유로 메탄을 억제하는 것이 우선순위가 되었다고 UC Santa Barbara 연구원이자 컴퓨터 과학자 BS Manjunath의 Vision Research Lab 박사 과정 학생인 Satish Kumar는 말했습니다.

"최근 2022년 국제 기후 정상 회담에서 모두가 메탄으로 인해 어려움을 겪고 있기 때문에 메탄이 ​​실제로 하이라이트였습니다."라고 그는 말했습니다.

미국의 보고 요건에도 불구하고 메탄이 보이지 않는다는 것은 그 배출량이 과소보고될 가능성이 있다는 것을 의미합니다. 수만 개의 유정이 있는 텍사스와 뉴멕시코에 위치한 86,000평방마일 규모의 석유 및 천연가스 추출장인 Permian Basin과 같이 불일치가 큰 경우도 있습니다. 해당 지역에 대한 독립적인 메탄 모니터링 결과 해당 현장은 현장 운영자가 보고한 것보다 8~10배 더 많은 메탄을 배출하는 것으로 나타났습니다.

COP27 회의 이후, 미국 정부는 특히 가까운 장래에 미국에서 석유 및 가스 생산량이 증가할 것으로 예상됨에 따라 이러한 유형의 "슈퍼 방출" 누출에 대한 통제를 강화하는 방법을 모색하고 있습니다. 그러나 그렇게 하려면 석유 및 가스 운영자의 성과를 평가하고 필요에 따라 적절한 벌금을 부과하기 위해 신뢰할 수 있는 비산 배출 데이터를 수집하는 방법이 있어야 합니다.

메탄매퍼 입력 Kumar와 동료들이 실시간 메탄 배출을 감지하고 배출원을 추적하기 위해 개발한 인공 지능 기반 초분광 이미징 도구입니다. 이 도구는 대상 지역의 머리 위 공중 스캔 중에 수집된 초분광 데이터를 처리하는 방식으로 작동합니다.

Kumar는 "우리는 432개의 채널을 보유하고 있습니다."라고 말했습니다. NASA 제트추진연구소(JPL)의 측량 이미지를 사용하여 연구원들은 400나노미터 파장부터 시작하여 최대 2,500나노미터 간격으로 사진을 찍습니다. 이 범위는 메탄을 포함한 탄화수소의 스펙트럼 특성을 포함합니다. 사진의 각 픽셀에는 스펙트럼이 포함되어 있으며 "스펙트럼 밴드"라고 하는 파장 범위를 나타냅니다. 거기에서 기계 학습은 이미징 프로세스에서 캡처된 다른 탄화수소와 메탄을 구별하기 위해 엄청난 양의 데이터를 사용합니다. 또한 이 방법을 통해 사용자는 연기의 크기뿐만 아니라 그 출처도 확인할 수 있습니다.

메탄 검출을 위한 초분광 이미징은 기업들이 장비와 검출 시스템을 활용하는 경쟁에 뛰어들면서 뜨거운 분야입니다. MetherMapper가 눈에 띄는 이유는 기계 학습 모델이 다양한 지형, 나뭇잎 및 기타 배경을 배경으로 메탄의 존재를 찾아낼 수 있도록 다양한 유형의 지형에서 수집된 데이터의 다양성과 깊이입니다.

Kumar는 "원격 감지 커뮤니티의 가장 일반적인 문제는 한 장소를 위해 설계된 모든 것이 그 장소 외부에서는 작동하지 않는다는 것입니다."라고 설명했습니다. 따라서 원격 탐사 프로그램은 종종 미국 남서부의 건조한 사막과 같은 특정 풍경에 대해 메탄이 어떻게 보이는지 배우지만 콜로라도의 암석 셰일이나 중서부의 평평한 지역에 대해 비교하면 시스템이 그렇지 않을 수도 있습니다. 성공할 수 있습니다.

Kumar는 "우리는 약 4,000개의 배출 장소를 포함하는 자체 데이터 세트를 관리했습니다."라고 말했습니다. "캘리포니아, 텍사스, 애리조나 같은 건조한 주가 있습니다. 하지만 버지니아 주의 초목이 빽빽하게 자라고 있습니다. 따라서 매우 다양합니다." 그에 따르면 MetherMapper의 성능 정확도는 현재 91%에 달합니다.

MetherMapper의 현재 운영 버전은 시스템의 스캐닝 구성 요소를 비행기에 의존합니다. 그러나 연구자들은 비행기가 배출하는 온실가스 없이 더 넓은 범위의 지형을 반복적으로 스캔할 수 있는 잠재력을 가진 위성 지원 프로그램에 대한 야심 찬 목표를 설정하고 있습니다. 비행기를 사용하는 것과 위성을 사용하는 것 사이의 주요 절충안은 결의안에 있다고 Kumar는 말했습니다.