Учёные Стэнфордского университета провели крупнейший в истории контролируемый эксперимент по проверке эффективности спутникового обнаружения выбросов метана. Результаты исследования опубликованы 14 октября в журнале Nature.

Метан считается вторым после углекислого газа по значимости антропогенным фактором глобального потепления. При этом в первые 20 лет после попадания в атмосферу его парниковое воздействие примерно в 80 раз сильнее, чем у углекислого газа в пересчёте на одинаковую массу.

Поэтому своевременное обнаружение крупных утечек метана стало одной из важных задач спутникового мониторинга Земли.
Однако до сих пор оставался вопрос: насколько точно спутники действительно способны обнаруживать такие выбросы и определять их масштабы?

Для проверки исследователи организовали эксперимент на полигоне в Каса-Гранде, штат Аризона.

В течение 2025 года они провели 481 контролируемый выброс метана, синхронизируя их с пролётами 11 государственных, коммерческих и некоммерческих спутников.

Газ выпускали через специальную установку в течение 8–10 минут. Интенсивность выбросов составляла от 10 до 1200 килограммов в час, что соответствует утечкам на промышленных объектах, нефтегазовых предприятиях и свалках.

Данные независимо анализировали 15 исследовательских групп из девяти стран. Каждая команда должна была определить, присутствует ли на спутниковом изображении метановый шлейф и сколько газа поступает в атмосферу.

Результаты оказались весьма показательными.

Спутниковые приборы, специально разработанные для обнаружения метана, при ясной погоде правильно выявляли от 92 до 100 процентов выбросов.

При благоприятных условиях они могли обнаруживать утечки интенсивностью примерно от 50 до 200 килограммов в час, в зависимости от используемой системы.

Это близко к порогу в 100 килограммов в час, при превышении которого некоторые государственные программы предусматривают проверку особо крупных источников выбросов.

Однако с определением количества газа ситуация оказалась сложнее.

Большинство оценок отличались от реальных значений в пределах примерно 50 процентов в большую или меньшую сторону. При этом ошибки частично компенсировали друг друга, что позволяет использовать такие данные для оценки выбросов в масштабах целых регионов.

Значительно хуже показали себя спутники, изначально предназначенные для других задач.

Специализированные системы наблюдения Земли, дополнительно используемые для поиска метана, обнаруживали от 62 до 88 процентов выбросов.

А универсальные спутники дистанционного зондирования, включая американские и европейские аппараты, выявляли только от 29 до 37 процентов.

Особенно часто они пропускали выбросы интенсивностью менее тысячи килограммов в час.

Отдельно исследователи проверили проблему ложных обнаружений. Для этого аналитическим группам предоставили данные 265 пролётов, во время которых никаких выбросов метана не производилось.

Выяснилось, что большинство методов относительно редко дают ложные сигналы. Однако 79 процентов всех ложных обнаружений пришлось на коммерческие команды, применявшие алгоритмы искусственного интеллекта к данным универсальных спутников наблюдения Земли.

Авторы считают, что такие алгоритмы пока нуждаются в существенной доработке.

Обнаружилось и ещё одно важное ограничение.

Спутниковые приборы определяют присутствие метана по особенностям поглощения инфракрасного солнечного излучения, отражённого земной поверхностью. Поэтому облачность резко снижает эффективность наблюдений.

Даже специализированные спутники GHGSat и Tanager-1 испытывали трудности при обнаружении метана через облака.
Это особенно актуально для таких стран, как Нигерия, Венесуэла, Канада и Россия, где значительная часть нефтегазовой инфраструктуры находится в регионах с частой облачностью.

Учёные подчёркивают, что эксперимент проводился преимущественно над пустынной местностью. Эффективность аналогичных систем над лесами, водными поверхностями и другими типами ландшафтов ещё предстоит проверить.

Главный вывод исследования заключается в том, что специализированные спутники уже достаточно надёжно обнаруживают