- 2023 में कज़ाखस्तान के Karaturun East oil field में well 303 blowout 205 दिनों तक चले बड़े मीथेन रिसाव में बदल गया, और कई सैटेलाइट ऑब्जर्वेशन को मिलाकर समयानुसार उत्सर्जन बदलावों का पुनर्निर्माण किया गया
- Sentinel-5P/TROPOMI, GHGSat, PRISMA, EnMAP, EMIT, Sentinel-2 और Landsat को साथ इस्तेमाल कर दैनिक वैश्विक निगरानी और high-resolution targeted observation के बीच की कमी को एक-दूसरे से पूरा किया गया
- 9 जून 2023 से 25 दिसंबर तक 115 methane plumes दर्ज किए गए, जिनमें quality screening पास करने वाले 48 मामलों की emission rate 3.6 ± 1.3~63 ± 42 t/h रही और आम तौर पर 20~50 t/h के स्तर पर थी
- कुल मीथेन उत्सर्जन 131 ± 34 kt आंका गया, जो 2023 में कज़ाखस्तान के energy sector के लिए IEA के 2,898 kt अनुमान का 4.5% है, और केवल oil & gas sector को देखें तो 7% के बराबर है
- Karaturun East घटना Aliso Canyon, Ohio और Louisiana well blowout के अनुमान से बड़ी निकली, और इसने दिखाया कि सैटेलाइट-आधारित मीथेन मैपिंग अब लंबे समय तक चलने वाले रिसाव को परिमाणित करने लायक परिपक्व हो चुकी है
Karaturun East रिसाव का पैमाना
- कज़ाखस्तान के Mangistau क्षेत्र के Karaturun East oil field में 9 जून 2023 की सुबह exploration work के दौरान well 303 में blowout और आग लग गई
- आग से कई safety devices नष्ट हो गए, जिससे well control खो गया और लगभग 10 m ऊंची लपटें उठीं
- कुछ दिनों बाद कुएं के आसपास की चट्टान धंस गई, जिससे 15 m चौड़ा crater बन गया और शुरुआती sealing मुश्किल हो गई
- 13 अक्टूबर से 20 नवंबर 2023 के बीच दो injection wells में हजारों टन पानी डाला गया ताकि गैस रिसाव कम हो, लेकिन समस्या पूरी तरह हल नहीं हुई
- 25 दिसंबर 2023 को लगभग 1000 m गहराई पर दुर्घटनाग्रस्त कुएं के wellbore से जुड़े special-purpose probe के जरिए heavy drilling mud डाला गया, जिसके बाद गैस का प्रवाह और आग रुक गई
सैटेलाइट ऑब्जर्वेशन की जरूरत क्यों थी
- मानव-जनित methane emissions औद्योगिकीकरण-पूर्व काल के बाद से वैश्विक warming के लगभग 30% के लिए जिम्मेदार हैं
- oil & gas industry मीथेन उत्सर्जन का बड़ा स्रोत है, और इस सेक्टर में उत्सर्जन कम करना तकनीकी रूप से संभव और अपेक्षाकृत cost-effective है
- well blowout drilling, completion और production process के दौरान होने वाली अप्रत्याशित infrastructure failure से जुड़े होते हैं, जिनसे मुख्यतः मीथेन वाले hydrocarbons बिना नियंत्रण के निकल सकते हैं
- दूरस्थ क्षेत्रों में होने वाली ऐसी घटनाओं में ground और aircraft measurements सीमित होते हैं, इसलिए well blowout से हुए मीथेन उत्सर्जन को वैश्विक स्तर पर समझना कठिन होता है
संयुक्त सैटेलाइट ऑब्जर्वेशन सिस्टम
- विश्लेषण टीम ने 205 दिनों के रिसाव बदलावों का पुनर्निर्माण करने के लिए अलग-अलग methane-detecting satellites की observation time series बनाई
- TROPOMI 2018 से बड़े मीथेन उत्सर्जन की daily global monitoring देता आ रहा है, और इस घटना में शुरुआती कुछ हफ्तों की sampling के लिए यह महत्वपूर्ण रहा
- high-resolution hyperspectral satellites की observation frequency TROPOMI से कम है, लेकिन वे अधिक spatial resolution पर छोटे plumes पकड़ सकते हैं और emissions को facility level source से जोड़ सकते हैं
- GHGSat 25~50 m resolution पर methane और carbon dioxide mapping के लिए बनाया गया एक private satellite constellation है
- PRISMA, EnMAP और EMIT 30~60 m sampling पर मीथेन के लिए अपेक्षाकृत high sensitivity वाले scientific missions हैं
- Sentinel-2 और Landsat multispectral radiometers की मीथेन sensitivity hyperspectral satellites से कम है, लेकिन 20~30 m spatial sampling के साथ वे हर कुछ दिनों में systematic global observation देते हैं
डेटा प्रोसेसिंग और quantification का तरीका
- public high-resolution missions के लिए ready-to-use plume emission rate products उपलब्ध नहीं थे, इसलिए methane concentration enhancement (ΔXCH4) maps और plume detections सीधे तैयार किए गए
- concentration enhancement को emission rate में बदलने के लिए IME model का इस्तेमाल किया गया, और wind information GEOS-FP data product से ली गई
- PRISMA, EnMAP और EMIT processing में Karaturun East पर दिखे बड़े और high-concentration plumes के लिए matched-filter search method को optimize किया गया
- matched-filter search का log version लागू किया गया
- matched-filter statistics की गणना में plume pixels को हटा दिया गया
- हर hyperspectral instrument के लिए IME-Q model बनाया गया ताकि consistent time series मिल सके
- GHGSat के लिए official user product के plume maps और emission rate estimates का इस्तेमाल किया गया
- TROPOMI पर इस घटना की परिस्थितियों के अनुसार अलग processing configuration लागू की गई
- कई planetary boundary layer parameterizations और meteorological fields का उपयोग करते हुए large-scale model simulations से हर plume को पुन: निर्मित किया गया
- uncertainty estimation के लिए full ensemble approach इस्तेमाल की गई
- coastal downstream artifacts की संभावना को देखते हुए filtering को समायोजित किया गया
- कुल उत्सर्जन की गणना quality screening पास करने वाली emission rate time series पर cubic polynomial fit करके और फिर उसका integration करके की गई, जबकि uncertainty का अनुमान Monte Carlo simulation से लगाया गया
ऑब्जर्वेशन के नतीजे
- 9 जून 2023 से 25 दिसंबर तक साइट पर 115 methane plumes दर्ज किए गए
- cloud-free observation, search artifact का न होना, और plume का बड़ा हिस्सा image frame के बाहर न होना जैसे मानदंडों पर छंटाई के बाद 48 मामलों का इस्तेमाल emission rate quantification के लिए किया गया
- अनुमानित emission rate 3.6 ± 1.3~63 ± 42 t/h के बीच थी, और सामान्य मान 20~50 t/h के आसपास रहे
- सबसे बड़ी emission rate blowout के तुरंत बाद के कुछ हफ्तों में दिखी, और 25 दिसंबर को रिसाव नियंत्रित होने तक plume intensity धीरे-धीरे घटती गई
- 25 दिसंबर को भी GHGSat ने 12 ± 3 t/h का अपेक्षाकृत बड़ा plume दर्ज किया, जो इस संभावना से मेल खाता है कि सैटेलाइट अंतिम recovery action से ठीक पहले साइट के ऊपर से गुजरा हो
- 1, 12 और 14 जनवरी 2024 के तीन observations में कोई methane signal नहीं मिला, जिससे संकेत मिलता है कि emissions या तो सैटेलाइट detection limit से नीचे आ गईं या पूरी तरह बंद हो गईं
आग की गतिविधि और combustion की सीमाएं
- VIIRS-आधारित FIRMS fire radiative power data के अनुसार सबसे तीव्र आग well blowout के तुरंत बाद लगी और लगभग 20 दिनों तक अपेक्षाकृत अधिक तीव्रता पर बनी रही
- इसके बाद भी high-resolution satellite fire detections ने पुष्टि की कि साइट पर आग सक्रिय रही, लेकिन उसकी तीव्रता कम हो गई
- इस घटना में आग की तीव्रता oil & gas facilities के मजबूत flares की तुलना में काफी कम थी, और 2019 के Louisiana well blowout fire से भी कम थी
- साइट की तस्वीरों और मीडिया रिपोर्टों के आधार पर, blowout mixture में पर्याप्त मात्रा में पानी शामिल होने की संभावना अधिक है
- पानी मिला मिश्रण radiative heat loss के कारण well temperature घटा सकता था और गैस के ignition को रोक सकता था, लेकिन कम combustion का मतलब जरूरी नहीं कि मीथेन उत्सर्जन भी कम हुआ हो
पहले के बड़े रिसावों से तुलना
- Karaturun East घटना से कुल मीथेन उत्सर्जन 131 ± 34 kt आंका गया
- यह IEA द्वारा 2023 में कज़ाखस्तान के energy sector के लिए अनुमानित 2,898 kt का 4.5% है, और केवल oil & gas sector के आधार पर 7% है
- 2015 की Aliso Canyon घटना 97 kt के साथ अब तक documented regular oil & gas operations में सबसे बड़े मीथेन रिसाव के रूप में मानी जाती रही है
- Karaturun East का उत्सर्जन 2018 के Ohio well blowout के 60 ± 15 kt और 2019 के Louisiana well blowout के 21~63 kt अनुमान से भी अधिक निकला
- 26 सितंबर 2022 को Baltic Sea में Nord Stream 1 और 2 की subsea twin pipelines पर हुई sabotage से 420~490 kt उत्सर्जन का अनुमान है, जो Karaturun 2023 blowout से भी बड़ा हो सकता है
सैटेलाइट संयोजन की भूमिका और सीमाएं
- GHGSat के बिना भी अन्य missions के कई observations की बदौलत लगभग समान कुल मीथेन उत्सर्जन अनुमान प्राप्त किया जा सकता था
- लेकिन GHGSat observations रिसाव के आखिरी कुछ हफ्तों का पुनर्निर्माण करने में महत्वपूर्ण रहे, जब दूसरे सैटेलाइट्स से उपयोगी observations नहीं मिल रहे थे
- अगर केवल GHGSat सहित sensitive hyperspectral data का उपयोग किया जाता, तो शुरुआती कुछ हफ्ते छूट जाते जब emission rate सबसे अधिक थी, और कुल उत्सर्जन कम आंका जाता
- मौजूदा public hyperspectral data में खास साइट को observe करने के लिए tasking की जरूरत होती है और आम तौर पर यह तेज revisit नहीं देता
- TROPOMI और multispectral satellites systematic और frequent global observation देकर रिसाव की शुरुआती detection और उसके बदलाव समझने में अहम हैं
- Karaturun East जैसी घटनाओं में जब emissions अपेक्षाकृत ऊंची detection threshold, आम तौर पर लगभग 10 t/h, से नीचे चली जाती हैं, तब TROPOMI और multispectral satellites का उपयोग कठिन हो जाता है
- अलग-अलग instruments, methane retrieval methods और plume quantification methods को मिलाकर बनाई गई time series में भी individual emission rate estimates से जुड़ा कोई satellite-specific bias नहीं दिखा
- UNEP का Methane Alert and Response System (MARS), MethaneSAT और Carbon Mapper जैसे नए methane monitoring systems और satellite missions बड़े मीथेन रिसाव की detection और quantification में आगे और अधिक महत्वपूर्ण हो सकते हैं
1 टिप्पणियां
Hacker News की राय
बेहतर satellite और aerial survey data से देखने पर, oil और gas से जुड़ा methane emissions industry की reports से कहीं ज़्यादा निकला
Production, transmission, distribution और end use तक हर चरण में, जब भी independent researchers ने जांच की, मौजूदा assumptions से ज़्यादा leakage मिला; मुख्य बात यह है कि उन assumptions का आधार लंबे समय तक industry द्वारा दिए गए आंकड़े रहे थे
खासकर जिन production pathways में leakage ज़्यादा है, उनमें 100-year basis पर impact coal से भी बड़ा हो सकता है। उदाहरण के लिए New Mexico Permian के कुछ इलाकों में 9% leakage rate तक मिला। Methane जलाने पर coal की तुलना में करीब आधा CO2 निकलता है, लेकिन methane की greenhouse-effect potential 100-year basis पर CO2 से 20 गुना है, इसलिए कुल greenhouse effect में 180% जोड़ना पड़ता है, और pipeline के दूसरे leaks को गिने बिना भी यह coal से 40% बदतर हो जाता है
https://sustainability.stanford.edu/news/methane-leaks-are-f...
यह reality से लगभग असंबंधित एक simple multiplication है, और जब consumers LAUG की cost उठाते हैं, तब utilities को infrastructure cost पर 10% profit की guarantee मिलती है। बार-बार leak करने वाली pipelines बदलने के subsidies भी जुड़ जाते हैं, जिससे leak repair के बजाय पुराने fossil-fuel infrastructure को बदलने जैसे गैरज़रूरी investments प्राथमिकता पा जाते हैं
अगर emissions को उसी level तक घटाया जा सके जैसा पहले सोचा गया था, तो यह अच्छी खबर भी हो सकती है
इनका मतलब तभी है जब long period में emissions constant माने जाएं
Estimate methane 131kt है, यह काफी बड़ा है
100-year basis global warming impact में यह लगभग 3.93 megatons CO2 के बराबर है, और Iceland या Malta जैसे छोटे देशों के annual emissions के करीब है
Methane leaks सचमुच डरावने लगें, तो global warming से permafrost पिघलने पर पूरी tundra में sinkholes बनने की घटना देखिए
पहले जमी हुई organic matter सड़ती है, जिससे बड़े methane bubbles बनते हैं, और जब वे काफी बड़े हो जाते हैं तो explode करके बड़े holes छोड़ते हैं, जिनमें बाद में पानी भर जाता है
यहां से leak होने वाली methane की मात्रा बहुत भारी मानी जाती है, लेकिन comprehensive observation के बिना सही-सही पता नहीं चल सकता
Methane एक valuable resource है, फिर भी अगर methane leakage problem solve नहीं हुई, तो caves जैसी जगहों में CO2 inject करने वाली carbon capture के सफल होने की संभावना मुझे लगभग नहीं लगती
ऐसी technology promote करने वाले लोग मुझे scammers के करीब लगते हैं
Description से लगता है कि यह घटना June 2023 से करीब November तक Kazakhstan में हुई
यह Turkmenistan के Darvaza gas crater के छोटे version जैसी लगती है: https://en.wikipedia.org/wiki/Darvaza_gas_crater
क्या हम आखिरकार टिक नहीं पाएंगे?
फिर भी climate change को रोक न पाने का मतलब यह नहीं कि हम helpless हैं
Dutch लोग sea-level rise से लड़ना जानते हैं, Middle Eastern architecture 50°C से ऊपर की हवा में भी लोगों को cool रखना जानता है, और Canadians power grid को winter-resilient बनाना जानते हैं
Wildfires जैसे कुछ threats हैं जिनके लिए अभी best strategy नहीं है, लेकिन हम अकेले नहीं हैं और पूरी तरह powerless भी नहीं। अगर साथ काम करने की इच्छा हो, तो अनगिनत जानें बचाई जा सकती हैं
https://jonathanfranzen.com/what-if-we-stopped-pretending/
दयालु और प्रेमपूर्ण होना, compassion बढ़ाना—बस यही सब है
मुख्य बात यह नहीं कि हम survive करेंगे या नहीं। Entropy दुश्मन है और अंततः जीत जाएगी, लेकिन वैसे भी कोई यहां से जिंदा बाहर नहीं निकलता। मायने यह रखता है कि बेहतर इंसान बनें, दूसरों की मदद करें और हालात को बेहतर बनाएं
अगर हम टिके, तो love और compassion के जरिए टिकेंगे; और अगर नहीं टिके, तो भी हमें मिला हुआ समय व्यर्थ नहीं गया होगा
लगता है wealthy countries को सबसे ज़्यादा suffering होगी
Methane plume emission location से 2km दूर है
https://satellites.pro/Kazakhstan_map#A45.338220,52.376976,1...
शायद pipeline leak होने की संभावना ज्यादा है
Climate change किसी point पर पहुंचने के बाद, सबसे बड़े polluters के खिलाफ, वे चाहे किसी भी country के पीछे छिपे हों, aggressive measures लेने का समय आ सकता है
खासकर ऐसी ताकतें भी हो सकती हैं जो climate goals को कमजोर करना चाहती हों। मुझे लगता है US अपने military budget का कुछ हिस्सा लगाकर SEAL demolition teams से polluting industrial facilities को disable कर सकता है
इस विचार से डरने से पहले याद रखें कि US पहले से ऐसे operations में वास्तविक लोगों को मार रहा है। सिर्फ infrastructure disable करना precedent वाला है और कहीं ज्यादा moderate लगता है
अगर हमारे पास बहुत समय हो, तो atmosphere से methane removal ज्यादा से ज्यादा करने के लिए क्या करना चाहिए?
इसे remove करने से ज्यादा जरूरी leaks रोकना है
क्या carbon Great Filter हो सकता है?
मैंने एक काफी convincing article पढ़ा था कि Venus में carbon इतना ज्यादा है कि उसे कभी terraform नहीं किया जा सकता