A maioria das regiões pode ser bem monitorada por satélites, mas algumas regiões desafiadoras permanecem

70% of fossil fuel extraction sites are in regions favourable for satellite observations during most months of the year, while 30% are in areas classified as ‘moderate’ or ‘difficult’ for observation. The number of such facilities varies significantly between countries.

The environmental conditions affecting satellite monitoring around the world are far from homogeneous. Areas we classify as  challenging – where conditions are ‘moderate’ or ‘difficult’ for at least six months per year – are located primarily in tropical regions, mainly driven by persistent cloud cover, and high latitudes, that face the added challenge of low light conditions during winter. Mountainous regions with rough terrain in east Asia, western America, and Europe are also hard to observe, mainly for area-mapping satellites. 

Por outro lado, regiões relativamente áridas no norte da África, Ásia Central, Austrália e sul dos EUA parecem ter condições de observação quase ideais ao longo do ano. Não é de surpreender que muitos dos estudos iniciais de satélite que informam nossa compreensão das emissões de metano se concentram nessas regiões relativamente áridas. 

Com base nos dados de produção do GEM Global Coal Mine Tracker (GCMT), nossa análise mostra que 30% da produção de carvão ocorre em regiões que são difíceis de observar. Para petróleo e gás onshore, dados do GEM's Global Oil and Gas Extração Tracker sugere que 29% da produção global está situada em regiões desafiadoras para monitores.

Um mapa interativo mostrando a categoria de detecção de metano de cada ativo de combustível fóssil, pois varia todos os meses, pode ser explorado online. O monitoramento é quase ideal na África do Sul, onde 99% da produção ocorre em condições favoráveis ​​e na Austrália, onde 91% da produção de carvão ocorre em regiões favoráveis. Por outro lado, a maioria da produção de carvão em regiões com condições de desafio para monitores está concentrada em partes da China, Indonésia, Índia, Rússia e Estados Unidos. O desafio do monitor é definido como tendo seis meses ou mais com uma categoria "difícil" ou "moderada". Muitas das minas estão localizadas no sudoeste da China, onde a cobertura de nuvens e o terreno acidentado criam condições desafiadoras para o monitoramento de metano, especialmente para os satélites de monitoramento de área. Regiões desafiadoras para monitores.  Isso equivale a 496 milhões de toneladas de produção de carvão por ano que podem não ser monitoradas.  A maioria das minas de carvão está agrupada nas ilhas de Sumatra e Kalimantan, onde condições desafiadoras são causadas por nebulosidade persistente e terrenos montanhosos. 

Country-level differences in the ease of satellite monitoring of coal production

An analysis of the top 10 coal producing countries reveals that conditions for satellite-based methane monitoring are nearly ideal in South Africa, where 99% of production occurs under favourable conditions, and in Australia, where 91% of coal production takes place in favourable regions. In contrast, the majority of coal production in regions with challenging-to-monitor conditions are concentrated in parts of China, Indonesia, India, Russia, and the United States. Challenging-to-monitor is defined as having six months or more with either a ‘difficult’ or a ‘moderate’ category.

China

22% of China’s coal production, amounting to 633 million tonnes annually, is found in challenging-to-monitor regions. Many of the mines are located in southwestern China, where cloud cover and rugged terrain create challenging conditions for methane monitoring, especially for area-monitoring satellites.

Indonesia

Remarkably, Indonesia, the world’s third-largest coal producer, has 84% of coal production located in challenging-to-monitor regions.  This amounts to 496 million tonnes of coal production per year that may go unmonitored.  Most coal mines are clustered on the islands of Sumatra and Kalimantan where challenging conditions are caused by persistent cloudiness and mountainous terrain. 

Índia

27% da produção de carvão na Índia, que é de 251 milhões de toneladas anualmente, está localizada em regiões que são desafiadoras para monitorar por alguns meses do ano. Isso é causado pela nebulosidade durante a estação das monções entre os meses de julho a agosto, que pode afetar o monitoramento de satélites. 

Rússia

Na Rússia 46% da produção de carvão, totalizando 211 milhões de toneladas anualmente, está desafiador para monitorar regiões. O monitoramento do metano por satélite pode ser um desafio devido à baixa elevação e nebulosidade do sol sazonal.   

Estados Unidos

Nos Estados Unidos 22% da produção de carvão do país está em regiões desafiadoras para monitores, o que equivale a 104 milhões de toneladas por ano. Na região de mineração de carvão da Bacia Interior ocidental, condições desafiadoras são causadas pelo terreno acidentado das cadeias de montanhas rochosas. Na bacia dos Apalaches, as condições são desafiadoras devido a uma mistura de terrenos montanhosos (Montanhas Apalaches), cobertura de nuvens intermitentes e superfícies escuras. Um desses cluster é encontrado nos Bálcãs Ocidentais - especificamente na Bósnia e Herzegovina, Sérvia e Norte da Macedônia. Essas minas estão localizadas nos Alpes dináticos, onde o terreno montanhoso pode fazer o monitoramento de metano por satélite desafiador para os mapeadores de fluxo de área. ocorre sob condições favoráveis ​​e na Argélia, onde 99% da produção ocorre em regiões favoráveis. 

Other coal mining regions that are challenging-to-monitor

There are other clusters of regions with coal mines in challenging locations. One such cluster is found in the western Balkans—specifically in Bosnia and Herzegovina, Serbia, and North Macedonia. These mines are located in the Dinaric Alps, where mountainous terrain might make methane monitoring by satellite challenging for area flux mappers.

Country-level differences in the ease of satellite monitoring of oil and gas production

An analysis of the 10 top oil and gas producing countries reveals that conditions for satellite-based methane monitoring are nearly ideal in Saudi Arabia, where 100% of production occurs under favourable conditions, and in Algeria, where 99% of production takes place in favourable regions. 

A maioria da produção de petróleo e gás nas regiões desafiadores para monitores está concentrada em partes da Rússia, Canadá e Estados Unidos.

Rússia

Na Rússia, 62% da produção de petróleo e gás do país está em regiões desafiadoras para monitores. A maioria dos locais de petróleo e gás difícil de monitores na Rússia está agrupada na bacia da Siberiana Ocidental, que é a maior região de produção de petróleo e gás da Rússia, com reservas substanciais de hidrocarbonetos. O monitoramento desses sites é um desafio por vários meses todos os anos devido à baixa elevação do sol no inverno, na cobertura de nuvens frequentes e nas superfícies escuras intermitentes. 

Estados Unidos

Nos Estados Unidos, 22% da produção total ocorre em regiões que são difíceis de monitorar. Esses locais de extração são distribuídos em várias áreas. O primeiro cluster está localizado no Alasca, abrangendo a encosta norte e o Golfo do Alasca. Esses locais estão situados em latitudes acima de 59,7 ° N e as condições de monitoramento são bastante impactadas pela falta de luz solar. O segundo cluster está na bacia dos Apalaches, onde o monitoramento é complicado por uma combinação de cobertura de nuvens intermitentes e superfícies escuras, que podem interferir nas observações de satélite. Além disso, existem grupos menores, como na bacia de Ventura, ao norte de Los Angeles. Nesta área, o terreno acidentado das faixas transversais pode apresentar desafios para satélites com resolução espacial grossa. Estes são encontrados ao longo do flanco oriental das montanhas rochosas, onde terrenos acidentados tornam o monitoramento desafiador, principalmente para sensores de satélite de resolução grossa. A leste das montanhas rochosas, na bacia de Alberta, as condições são desafiadoras devido a uma mistura de baixa elevação solar, cobertura de nuvens e períodos esporádicos quando a superfície está escura. 

Canada

In Canada, 46% of the oil and gas is produced in challenging-to-monitor regions. These are found along the eastern flank of the Rocky Mountains where rugged terrain makes monitoring challenging, mainly for coarse resolution satellite sensors. To the east of the Rocky mountains, in the Alberta Basin,  conditions are challenging due to a mix of low sun elevation, cloud cover and sporadic periods when the surface is dark. 

Irã e Iraque

O Irã e o Iraque têm 19% da produção de petróleo e gás em regiões que podem ser desafiadoras para monitor. No Irã, esses locais de produção estão localizados dentro do cinto de dobra de Zagros, uma área importante para a produção de petróleo e gás. O terreno acidentado das montanhas Zagros apresenta desafios significativos para o monitoramento de satélite devido à sua complexa topografia, enquanto outros fatores são favoráveis ​​à observação do metano. Como resultado, os sensores de satélite com alta resolução espacial podem monitorar efetivamente esses locais de petróleo e gás, enquanto aqueles com uma resolução grossa terão dificuldade para monitorar as emissões de metano. 

Em partes do Iraque, a produção é desafiadora para o monitor entre junho e agosto devido aos ventos shamal, um forte vento noroeste sazonal. 

Outras regiões produtoras de petróleo e gás que são desafiadoras para monitor

Vários países da América Latina têm grandes partes de sua produção de petróleo e gás localizadas em regiões desafiadoras para monitores. Por exemplo, 70% da produção da Colômbia pode ser difícil de monitorar com satélites. Essa produção ocorre no basinal de Putumayo-Orient-Maranon na fronteira com o Equador, onde a cobertura persistente da nuvem dificulta os esforços de monitoramento e as bacias do vale de Madalena, no meio, no meio e no baixo, onde o monitoramento é complicado pelas montanhas circundantes dos Andes. Quase toda a produção de petróleo e gás (98%) no Equador está em regiões desafiadoras para monitores. Os locais de extração do Equador estão agrupados na bacia do Oriente, parte da região da Amazônia, localizada diretamente no equador. Assim como nos locais colombianos, devido ao clima tropical da floresta tropical, a recuperação de satélite pode ser inibida pela cobertura persistente de nuvens durante todo o ano. Esses estudos de caso são selecionados para destacar como diferentes combinações de fatores ambientais afetam a capacidade de um satélite de monitorar a emissão de metano das instalações em todo o mundo. 30km

Case Studies

The factors that make methane retrieval challenging vary depending on the location of the facility. These case studies are selected to highlight how different combinations of environmental factors impact a satellite’s ability to monitor methane emission from facilities around the world.

Tabang Project Coal Mines, Indonesia 

Tabang Project Coal Mines, located in East Kalimantan, is a collection of coal mines spanning an area of 30km 2.  O carvão sub-bituminoso é extraído no local. É o 7 th Maior mina de carvão que emite metano na Indonésia de acordo com o Monitor de energia global. A mina está localizada em uma região montanhosa e isso limitará as observações, especialmente de satélites com resolução espacial grossa que é mais fortemente afetada pela aspereza do terreno. Nos casos limitados em que os satélites podem encontrar condições livres de nuvens para observar o solo, a superfície parece escura nos comprimentos de onda infravermelho de ondas curtas usadas pelo satélite, por isso é possível que apenas plumas fortes sejam detectadas. Extrai o carvão antracite principalmente para a geração de eletricidade. Com uma profundidade de 446 m, a mina é intensiva em metano devido à sua estrutura profunda. A recuperação do metano pode ser um desafio durante todo o ano (12 meses com categoria moderada) principalmente devido à rugosidade do terreno das montanhas de Taihang, o que pode limitar a utilidade dos satélites de mapeamento de área. Há nebulosidade intermitente e a superfície está escura durante agosto e setembro.  Methane retrieval is persistently challenging all year (11 moderate and 1 difficult month) due to multiple factors.

The site is cloudy for 9 months of the year. The mine is located in a mountainous region and this will limit observations, especially from satellites with coarse spatial resolution that are more strongly affected by terrain roughness. In the limited cases where satellites can find cloud-free conditions to observe the ground, the surface appears dark in the shortwave infrared wavelengths used by the satellite, so it is possible that only strong plumes will  be detected.

Shanxi Qincheng coal mine, China

The Shanxi Qincheng underground coal mine, located in China’s primary coal-producing region of Shanxi Province, extracts anthracite coal primarily for electricity generation. With a depth of 446 m, the mine is methane-intensive due to its deep structure. Methane retrieval can be challenging all year around (12 months with moderate category) mainly due to the terrain roughness of the Taihang Mountains, which may limit the usefulness of area mapping satellites. There is intermittent cloudiness and the surface is dark during August and September.

CAMPO INDIO OESTE CAMPO DE GAS, ARGENTINA

Campo Indio Oeste é um local de extração de gás localizado na província sul de Santa Cruz, Argentina e suas condições de observação são típicas da parte sul da América do Sul. A recuperação do metano pode ser desafiadora por metade do ano (6 meses com categoria moderada).  O site está ventando, com velocidades médias mensais de vento superiores a 4 metros por segundo entre outubro e janeiro, o que dispersaria as plumas de metano, tornando -as desafiadoras para detectar. O monitoramento do metano também é prejudicado durante os meses de inverno (junho a julho) quando a elevação do sol é baixa. 

Athabasca Oil Sands, Canadá

As areias petrolíferas Athabasca em Alberta, no Canadá, são grandes depósitos de betume e são uma das maiores fontes de petróleo não convencional do mundo. A região pode ser desafiadora para a recuperação do metano por metade do ano (2 meses difíceis e 4 moderados). No inverno (novembro a fevereiro), a elevação do sol é baixa no céu, o que significa muito pouca luz atinge a superfície e, consequentemente, qualquer sensor de satélite. A superfície está escura durante o inverno (novembro a janeiro) devido à cobertura de neve que absorve a radiação de ondas curtas. Essa absorção significa pouca luz é refletida de volta ao sensor.  Junho também é um mês nublado que pode afetar o monitoramento do metano por satélite.