Вопросы взаимокалибровки спутниковых средств определения объема сжигаемого попутного газа в факелах

Проанализирована возможность проведения взаимной калибровки спутниковых средств определения объема сжигаемого попутного газа в факелах на нефтяных месторождениях. Рассмотрены существующие спутниковые методы оценки общего количества сжигаемого в факелах углеводородного попутного газа, реализуемые на базе данных MODIS и VIIRS. Произведен анализ методики определения мощности оптического радиационного излучения факелов на базе данных MODIS. Разработаны методы межсенсорной калибровки спутниковых измерителей, реализуемые путем внесения аддитивной калибровочной поправки на измеренную температуру объектов вне факела в первом случае, когда данные MODIS калибруются по показаниям VIIRS и на излучательность факела, в случае если показания VİİRS калибруются по показаниям MODIS. Приведены расчеты определения температуры факела, площади поверхности факела и радиационного тепла на единичную площадь. Определены алгоритмы межсенсорной калибровки. Рассмотрена и решена задача оптимального выбора температуры факелов углеводородного попутного газа, при котором эмиссия аэрозоля типа элементного углерода (BC) может быть уменьшена по сравнению с максимальным уровнем генерации. Проведен анализ при какой средней температуре следует ожидать максимальную эмиссию BC, если статистика частотности факелов углеводородного попутного газа полностью известна. Определены значения, при которых эмиссия BC была бы максимальной.

1. Elvidge C. D., Zhizhin M., Hsu F. C., Baugh K. E. VIIRS nightfi re: satellite pyrometry at night// Remote Sens. 5. 4423-4449. doi:10.3390/rs5094423.2013.

2. Ismail O. S., Umukoro G. E. Global impact of gas flaring, energy and power engineering. 4. 290-302. doi:10.4236/epe.2012.44039.2012.

3. World Bank: Global Gas Flaring Reduction. http://web.worldbank.org/WBSITE/EXTERNAL/TOPICS/EXTGGFR/0.2012.

4. Croft T. A. Night-time images of the earth from space// Sci. Am. 239. 68-79. 1978.

5. Muirhead K., Cracknell A. P. Identifi cation of gas torches in the North Sea using satellite data// Int. J. Remote Sens. 5. 199-212. doi:10.1080/01431168408948798.1984.

6. Elvidge C. D., Baugh K. E., Anderson S., Ghosh T., Ziskin D. Estimation of gas flaring volumes using NASA MODIS fire detection products// NOAA National Geophysical Data Center (NGDC). 2011.

7. Marchese F., Lacav a T., Pergola N., Hattori K., Miraglia E., Tramutoli V. Inferring phases of thermal unrest at Mt. Asama (Japan) from infrared satellite observations// J. Volcanol. Geotherm. Res. 237-238. 10-18. 2012.

8. Steff ke A. M., Harris A. J. A review of algorithms for detecting volcanic hot spots in satellite infrared data// B. Volcanol. 73. 1109-1137. 2011.

9. Kaufman Y. J., Justice C. O., Flynn L. P., Kendall J. D., Prins E. M., Giglio L., Ward D. E., Menzel W. P., Setzer A. W. Potential global fire monitoring from EOS-MODIS// J. Geo-phys. Res. 103. 32215-32238. 1998.

10. Wooster M. J., Shukiv B., Oertel D. Fire radiative energy for quantitative study of biomass burning; derivation from the BIRD experimental satellite and comparison to MODIS fire products// Remote Sens. Environ. 86. 83-107. 2003.

11. Faruolo M., Coviello I., Filizzola C., Lacava T., Pergola N., Tramutoli V. A A satellite-based analysis of the Val d’Agri (South of Italy) oil center gas flaring emissions// Natural Hazards and Earth System Sciences. 2. 4101-4133. 2014. doi:10.5194/nhessd-2-4101-2014.

12. World Bank’s Global. Methodology for determining the gas flare volumes from satellite data.

13. Elvidge C. D., Zhizhin M., Baugh K., Hsu F. C., Ghosh T. Methods for global survey of natural gas flaring from visible infrared imaging radiometer suite data// Energies 2016. 9. 14. https://doi.org/10.3390/en9010014.

14. Caseiro A., Gehrke B., Rücker G., Leimbach D., Kaiser J. Gas flaring activity and black carbon emissions in 2017 derived from Sentinel-3A SLSTR// https://doi.org/10.5194/essd-2019-99