La produzione di petrolio e gas è raddoppiata in alcune parti degli Stati Uniti negli ultimi due anni, e gli scienziati possono utilizzare i satelliti per vedere gli impatti di tale tendenza:un aumento significativo del rilascio dell'inquinante atmosferico biossido di azoto, irritante per i polmoni, Per esempio, e un più che raddoppiato la quantità di gas bruciato nell'atmosfera.

"Vediamo il crescente impatto del settore dallo spazio, "ha detto Barbara Dix, uno scienziato del Cooperative Institute for Research in Environmental Sciences (CIRES) dell'Università del Colorado Boulder e autore principale della nuova valutazione pubblicata sulla rivista AGU Lettere di ricerca geofisica . "Siamo davvero al punto in cui possiamo utilizzare i dati satellitari per fornire feedback alle aziende e alle autorità di regolamentazione, e vedere se riescono a regolare le emissioni".

Dix e un team di ricercatori statunitensi e olandesi hanno cercato di vedere se una suite di strumenti satellitari potrebbe aiutare gli scienziati a comprendere meglio l'inquinamento da ossidi di azoto (incluso il biossido di azoto) proveniente dai motori nei giacimenti di petrolio e gas degli Stati Uniti. I motori a combustione producono ossidi di azoto, che è un irritante per le vie respiratorie e può portare alla formazione di altri tipi di inquinanti atmosferici nocivi, come l'ozono troposferico.

Nei siti di perforazione e produzione di petrolio e gas, ci possono essere diversi motori a combustione piccoli e grandi, perforazione, gas di compressione, separazione di liquidi e gas, e spostare gas e petrolio attraverso tubi e contenitori di stoccaggio, ha detto il co-autore Joost de Gouw, un CIRES Fellow e professore di chimica alla CU Boulder. Le emissioni di quei motori non sono controllate. "Le auto hanno convertitori catalitici, grandi ciminiere industriali possono avere attrezzature per la riduzione delle emissioni..." ha detto de Gouw. "Non è così con questi motori."

Gli "inventari" convenzionali destinati a tenere conto dell'inquinamento da ossidi di azoto da siti petroliferi e di gas sono spesso molto incerti, sottovalutare o sopravvalutare gli inquinanti, ha detto de Gouw. E ci sono poche misurazioni prolungate degli ossidi di azoto in molte delle aree rurali dove spesso avviene lo sviluppo di petrolio e gas, disse Dix.

Così lei, de Gouw e i loro colleghi si sono rivolti ai dati sul biossido di azoto provenienti dall'Ozone Monitoring Instrument (OMI) a bordo di un satellite della NASA e dal Troposspheric Monitoring Instrument (TropOMI) su un satellite dell'Agenzia spaziale europea. Hanno anche esaminato i dati di gas flaring da uno strumento sul sistema satellitare NOAA/NASA Suomi.

Tra il 2007 e il 2019, in gran parte degli Stati Uniti, I livelli di inquinamento da biossido di azoto sono diminuiti a causa di automobili e centrali elettriche più pulite, la squadra ha trovato, confermando i risultati riportati in precedenza. La tendenza dell'aria pulita nei dati satellitari è stata più evidente nelle aree urbane della California, Washington e Oregon e nella metà orientale degli Stati Uniti continentali. "Abbiamo ripulito molto il nostro atto, " disse Dix.

Però, diverse aree spiccavano per l'aumento delle emissioni di biossido di azoto:il Permiano, Bacini di petrolio e gas Bakken e Eagle Ford, nel Texas e nel Nuovo Messico, Nord Dakota, e il Texas, rispettivamente.

In quelle zone, gli scienziati hanno utilizzato un tipo di analisi di serie temporali per capire da dove provenisse l'inquinante:perforazione di nuovi pozzi rispetto alla produzione a lungo termine. Potrebbero fare questo tipo di analisi perché l'attività di perforazione oscilla rapidamente su e giù in risposta alle forze del mercato mentre la produzione cambia molto più lentamente (una volta perforato un pozzo, può produrre petrolio e gas naturale per anni o addirittura decenni).

Prima di una flessione della perforazione nel 2015, la perforazione ha generato circa l'80% del biossido di azoto dai siti di petrolio e gas, ha riferito la squadra. Dopo il 2015, la perforazione e la produzione hanno prodotto quantità approssimativamente uguali di inquinante. Si stima che il flaring contribuisca fino al 10% in entrambi i tempi.

I ricercatori hanno anche sviluppato un nuovo inventario delle emissioni di petrolio e gas, utilizzando i dati sul consumo di carburante da parte dell'industria, l'ubicazione degli impianti di perforazione, e dati di produzione di buon livello. L'inventario ha confermato le tendenze satellitari, ha detto il co-autore Brian McDonald, uno scienziato del CIRES che lavora nella divisione di scienze chimiche del NOAA, "È uno sviluppo promettente che ciò che osserviamo dallo spazio possa essere spiegato dalle tendenze previste nelle emissioni dell'industria petrolifera e del gas".

"Scientificamente, questo è particolarmente importante:possiamo eseguire l'attribuzione della fonte via satellite, " ha detto de Gouw. "Abbiamo bisogno di conoscere le fonti importanti per affrontare queste emissioni nel modo più efficiente in termini di costi".