De acordo com o Sexto Relatório de Avaliação do IPCC (AR6), o “excesso de dióxido de carbono” em nossa atmosfera resultará em um aumento da temperatura média global entre 1,5 e 2 °C até 2030.
Isso afetará significativamente os sistemas ecológicos em todo o mundo, incluindo extinção de espécies, secas, incêndios florestais, clima extremo e quebra de safras.
Além de reduzir as emissões, essas mudanças exigem estratégias de mitigação e adaptação e monitoramento do clima. Esse é o objetivo das missões Orbiting Carbon Observatory (OCO) 2 e 3 da NASA, satélites gêmeos que fazem observações espaciais de CO2 na atmosfera da Terra para entender melhor as características das mudanças climáticas.
Usando a quinta maior usina movida a carvão do mundo como caso de teste, uma equipe de pesquisadores usou dados do OCO 2 e 3 para detectar e rastrear mudanças no CO2 e quantificar as emissões produzidas abaixo.
A pesquisa foi liderada por Ray Nassar, pesquisador sênior do Environment and Climate Change Canada (ECCC) e professor adjunto da Universidade de Toronto (UofT). Ele foi acompanhado por pesquisadores da ECCC, UofT, Colorado State University e do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA (JPL).
O artigo que descreve suas descobertas foi publicado em 28 de outubro de 2022 na Frontiers in Remote Sensing.
Suas descobertas demonstram que as observações baseadas no espaço podem ser usadas para rastrear as mudanças nas emissões de CO2 em escala local.
Lançado em 2014, o satélite OCO-2 mapeia as emissões naturais e antropogênicas de CO2 em escalas regionais e continentais. Isso é feito indiretamente medindo a intensidade da luz solar refletida na superfície da Terra e diretamente medindo a quantidade de CO2 absorvida na coluna de ar entre a superfície e o satélite.
O satélite OCO-2 também possui espectrômetros calibrados para detectar a assinatura específica do gás CO2. Seu companheiro (OCO-3) foi construído usando peças sobressalentes do OCO-2 e foi lançado para a Estação Espacial Internacional (ISS) em 2019.
Este instrumento inclui um modo de mapeamento que pode fazer observações abrangentes sobre áreas inteiras, permitindo que os pesquisadores usem o OCO-3 para criar minimapas detalhados na escala das grandes cidades – onde o excesso de emissões de carbono está concentrado.
Usando dados obtidos durante vários viadutos entre 2017 e 2022, a equipe de pesquisa analisou as emissões da maior fonte de emissão única da Europa – a Central Elétrica de Belchatów, na Polônia.
A partir disso, eles detectaram mudanças nos níveis de CO2 consistentes com as flutuações horárias na produção de eletricidade da usina.
A Central Elétrica de Belchatów está em operação desde 1988 e permanecerá aberta até o final de 2036 (segundo o governo polonês). Atualmente é a maior usina movida a carvão do mundo (com uma capacidade relatada de 5.102 megawatts).
Ele usa carvão marrom (linhito), que normalmente gera emissões mais altas por megawatt do que o carvão (antracito). Grandes instalações, como usinas de energia e refinarias de petróleo, respondem por cerca de metade das emissões globais de carbono de combustíveis fósseis.
Nenhum dos satélites foi originalmente projetado para detectar emissões de instalações individuais específicas, como Belchatów.
Em um comunicado de imprensa da NASA, o cientista do projeto da missão OCO-3, Abhishek Chatterjee, explicou como isso tornou seus resultados uma “agradável surpresa” e como ele e seus colegas aguardam futuras oportunidades de pesquisa:
Como comunidade, estamos refinando as ferramentas e técnicas para poder extrair mais informações dos dados do que havíamos planejado originalmente. Estamos aprendendo que podemos realmente entender muito mais sobre as emissões antrópicas do que esperávamos anteriormente. É realmente emocionante pensar que teremos mais cinco a seis anos de operações com o OCO-3. Estamos vendo que fazer medições no momento certo e na escala certa é fundamental.
De acordo com Nasser, a maioria dos relatórios de emissões de CO2 são criados a partir de estimativas ou dados coletados no nível da superfície da Terra. Isso consiste em contabilizar a massa de combustíveis fósseis utilizados, calculando as emissões esperadas e geralmente não envolve medições atmosféricas.
Disse Nasser: “Os detalhes mais precisos sobre exatamente quando e onde as emissões ocorrem muitas vezes não estão disponíveis. Fornecer uma imagem mais detalhada das emissões de dióxido de carbono pode ajudar a rastrear a eficácia das políticas para reduzir as emissões. Nossa abordagem com OCO-2 e OCO-3 pode ser aplicado a mais usinas de energia ou modificado para emissões de dióxido de carbono de cidades ou países.”
No futuro, os cientistas do clima se beneficiarão do modo de mapeamento de observações do OCO-3, que poderá servir como um “desbravador” para missões de satélite de próxima geração. A NASA anunciou recentemente que as operações da missão com OCO-3 a bordo da ISS serão estendidas por mais alguns anos.
O instrumento operará juntamente com outra missão de observação de gases de efeito estufa, a Earth Surface Mineral Dust Source Investigation (EMIT).
Esses e outros esforços para monitorar as mudanças climáticas e as emissões de CO2 em tempo real serão inestimáveis para os esforços de mitigação e adaptação.
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