Πώς η τεχνητή νοημοσύνη θα μπορούσε να βοηθήσει τους επιστήμονες να εντοπίσουν γρηγορότερα λοφία μεθανίου «υπερεκπομπών»—από το διάστημα

Η μείωση των επιβλαβών διαρροών μεθανίου «υπερεκπομπών» θα μπορούσε σύντομα να γίνει πολύ πιο εύκολη – χάρη σε ένα νέο εργαλείο ανοιχτού κώδικα που συνδυάζει μηχανική μάθηση και τροχιακά δεδομένα από πολλούς

δορυφόρους

, συμπεριλαμβανομένου ενός συνδεδεμένου με τον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Οι εκπομπές μεθανίου προέρχονται οπουδήποτε τα τρόφιμα και η φυτική ύλη αποσυντίθενται χωρίς οξυγόνο, όπως έλη, χωματερές, εγκατασ

τάσεις

ορυκτών καυσίμων – και ναι, φάρμες αγελάδων. Είναι επίσης διαβόητα για τη δραματική τους επίδραση στην ποιότητα του αέρα. Αν και μπορεί να παραμείνει στην ατμόσφαιρα για μόλις 7 έως 12 χρόνια σε σύγκριση με τη μακροχρόνια διάρκεια ζωής του CO2, το αέριο εξακολουθεί να είναι περίπου 80 φορές πιο αποτελεσματικό στη διατήρηση της θερμότητας. Η άμεση μείωση της παραγωγής του είναι αναπόσπαστο στοιχείο για να αποτρέψει τις πιο τρομερές βραχυπρόθεσμες συνέπειες της κατάρρευσης του κλίματος – η μείωση των εκπομπών κατά 45 τοις εκατό έως το 2030, για παράδειγμα, θα μπορούσε να μειώσει

0,3 βαθμοί Κελσίου

από τον αυξανόμενο μέσο όρο της θερμοκρασίας του πλανήτη τα επόμενα είκοσι χρόνια.

[Related:


Turkmenistan’s gas fields emit loads of methane


.]

Δυστυχώς, είναι συχνά δύσκολο για την εναέρια απεικόνιση να χαρτογραφήσει με ακρίβεια τις συγκεντρώσεις των εκπομπών μεθανίου σε πραγματικό χρόνο. Πρώτον, τα λοφία από τα λεγόμενα συμβάντα «υπερεκπομπών», όπως δυσλειτουργίες πετρελαιοειδών και αγωγών φυσικού αερίου (βλέπε: Τουρκμενιστάν) είναι αόρατα στα ανθρώπινα μάτια, καθώς και οι πολυφασματικοί αισθητήρες μήκους κύματος κοντά στο υπέρυθρο των περισσότερων δορυφόρων. Και τα εναέρια δεδομένα που συλλέγονται συχνά απορρίπτονται από τον φασματικό θόρυβο, απαιτώντας χειροκίνητη ανάλυση για τον ακριβή εντοπισμό των διαρροών μεθανίου.

Μια ομάδα του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης που συνεργάζεται με την Trillium Technologies

NIO.space

έχει αναπτύξει ένα νέο,

εργαλείο ανοιχτού κώδικα

τροφοδοτείται από μηχανική μάθηση που μπορεί να αναγνωρίσει νέφη μεθανίου χρησιμοποιώντας πολύ στενότερες υπερφασματικές ζώνες δεδομένων δορυφορικής απεικόνισης. Αυτές οι ζώνες, αν και είναι πιο συγκεκριμένες, παράγουν πολύ πιο τεράστιες ποσότητες δεδομένων—αυτό είναι όπου η εκπαίδευση τεχνητής νοημοσύνης είναι χρήσιμη.

Το έργο περιγράφεται λεπτομερώς σε νέα έρευνα που δημοσιεύτηκε στο


Nature Scientific Reports


από μια ομάδα στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης, μαζί με τον α

πρόσφατο πανεπιστημιακό προφίλ

. Για να εκπαιδεύσουν το μοντέλο τους, οι μηχανικοί του τροφοδότησαν συνολικά 167.825 πλακίδια υπερφασματικής εικόνας – το καθένα περίπου 0,66 τετραγωνικά μίλια – που δημιουργήθηκαν από τη NASA

Αερομεταφερόμενο ορατό/υπέρυθρο φασματόμετρο απεικόνισης

(AVIRIS) δορυφόρος ενώ βρίσκεται σε τροχιά στην περιοχή Four Corners των

ΗΠΑ

. Το μοντέλο εκπαιδεύτηκε στη συνέχεια χρησιμοποιώντας πρόσθετες τροχιακές οθόνες, συμπεριλαμβανομένου του υπερφασματικού αισθητήρα EMIT της NASA που βρίσκεται επί του παρόντος στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό.

Το τρέχον μοντέλο της ομάδας είναι περίπου 21,5 τοις εκατό πιο ακριβές στον εντοπισμό λοφίων μεθανίου από το υπάρχον κορυφαίο εργαλείο, ενώ ταυτόχρονα παρέχει σχεδόν 42 τοις εκατό λιγότερα σφάλματα ψευδούς ανίχνευσης σε σύγκριση με το ίδιο βιομηχανικό πρότυπο. Σύμφωνα με τους ερευνητές, δεν υπάρχει λόγος να πιστεύουμε ότι αυτοί οι αριθμοί δεν θα βελτιωθούν με την πάροδο του χρόνου.

[Related:


New satellites can pinpoint methane

leaks

to help us beat

climate

change


.]

«Αυτό που κάνει αυτή την έρευνα ιδιαίτερα συναρπαστική και σχετική είναι το γεγονός ότι πολλοί περισσότεροι υπερφασματικοί δορυφόροι πρόκειται να αναπτυχθούν τα επόμενα χρόνια, μεταξύ άλλων από την ESA, τη NASA και τον ιδιωτικό τομέα», Vít Růžička, επικεφαλής ερευνητής και διδακτορικό στο Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης. υποψήφια στο τμήμα πληροφορικής, είπε κατά τη διάρκεια α

πρόσφατο πανεπιστημιακό προφίλ

. Καθώς αυτό το δορυφορικό δίκτυο επεκτείνεται, ο Růžička πιστεύει ότι οι ερευνητές και οι περιβαλλοντικοί φύλακες θα αποκτήσουν σύντομα την ικανότητα να ανιχνεύουν αυτόματα, με ακρίβεια συμβάντα λοφίου μεθανίου οπουδήποτε στον κόσμο.

Αυτές οι νέες τεχνικές θα μπορούσαν σύντομα να επιτρέψουν τον ανεξάρτητο, παγκοσμίως συνεργαζόμενο εντοπισμό ζητημάτων παραγωγής και διαρροής αερίων θερμοκηπίου — όχι μόνο για το μεθάνιο, αλλά και πολλούς άλλους σημαντικούς ρύπους. Το εργαλείο αυτή τη στιγμή χρησιμοποιεί ήδη συλλεγμένα γεωχωρικά δεδομένα και δεν είναι σε θέση να παρέχει ανάλυση σε πραγματικό χρόνο χρησιμοποιώντας τροχιακούς δορυφορικούς αισθητήρες. Στην πρόσφατη ανακοίνωση του Πανεπιστημίου της Οξφόρδης, ωστόσο, ο επόπτης ερευνητικού έργου Andrew Markham προσθέτει ότι ο μακροπρόθεσμος στόχος της ομάδας είναι να τρέξει τα προγράμματά της μέσω των υπολογιστών επί του σκάφους των δορυφόρων, «κάνοντας έτσι την άμεση ανίχνευση πραγματικότητα».