Revista >> Septembrie 2026 [Nr. 285] >> Cover Story

INOE 2000, pe urmele metanului: de la sol la satelit

Dr. fiz. Doina Nicolae, director Centrul ACTRIS pentru Teledetectia Aerosolilor, INOE 2000

23 Septembrie 2026

Expertiza românească, integrată în cercetarea europeană a atmosferei

Monitorizarea emisiilor de metan devine tot mai importantă pentru înțelegerea impactului activităților umane asupra climei, dar identificarea și cuantificarea surselor rămân o provocare științifică majoră. Prin expertiza acumulată în cercetarea atmosferei și în campanii internaționale de calibrare și validare satelitară, Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronică - INOE 2000 contribuie la dezvoltarea unei noi directii de cercetare, de metode de observație, în care măsurătorile de la sol, din aer și din spațiu sunt integrate într-o imagine unitară. Campania desfășurată la depozitul de deșeuri de la Vidra, în cadrul proiectului Horizon Europe IM⁴CA, demonstrează potențialul acestei abordări: de la detectarea concentrațiilor de metan până la localizarea, cuantificarea și, în perspectivă, identificarea originii emisiilor.

Turnul de măsurare cu înălțimea de 30 m, instalat la MARS pentru monitorizarea pe termen lung a metanului

Campania condusă de Vrije University of Amsterdam și Universitatea din Utrecht, la care a participat INOE 2000, evidențiază faptul că monitorizarea emisiilor de metan intră într-o etapă în care performanța nu mai depinde de un singur instrument, oricât de avansat ar fi acesta, ci de capacitatea de a integra perspective diferite asupra aceleiași surse. Măsurătorile de la sol oferă detaliul, platformele aeropurtate extind câmpul de observație, sateliții adaugă perspectiva regională, iar modelarea permite corelarea informațiilor și interpretarea lor într-un ansamblu coerent. Monitorizarea continuă de la Măgurele și integrarea viitoarelor date cu observațiile realizate din aer și din spațiu pot consolida capacitatea de a identifica și evalua surse de emisii care nu se opresc la limitele unui amplasament sau ale unei regiuni. Privită astfel, campania de la Vidra reprezintă mai mult decât investigarea unei surse complexe de metan. Este demonstrația modului în care tehnologii aflate la sol, în aer și la sute de kilometri deasupra Pământului pot deveni părți ale aceluiași instrument de cunoaștere. Iar adevărata miză nu este doar să vedem metanul, ci să-i putem reconstitui traseul până la sursă, dincolo de durata unei campanii, deschizând perspectiva observării sale pe termen lung și creării unei metodologii capabile să fie extinsă către noi surse și regiuni.

Monitorizarea și cuantificarea emisiilor de metan reprezintă o provocare, în special în cazul surselor complexe și extinse, precum depozitele de deșeuri. În cadrul proiectului Horizon Europe IM⁴CA (Investigating Methane for Climate Action), o campanie intensivă de măsurători a avut loc in România, în luna iunie 2026, având ca scop monitorizarea și cuantificarea emisiilor de metan din surse agricole, a punctelor de extractie petroliere și gaze și din surse de gestionare a deșeurilor. INOE 2000 împreună cu Laboratoarele Federale Elvețiene pentru Știința și Tehnologia Materialelor (EMPA) a condus campania dedicată cuantificării și caracterizării emisiilor de metan și evaluării distribuției acestora în atmosfera de la Vidra, județul Ilfov. Campania a reunit măsurători mobile și observații în puncte fixe la sol, măsurători aeropurtate și date satelitare, completate de observații meteorologice și instrumente de modelare atmosferică. Integrarea acestor metode a permis investigarea sursei la diferite scări spațiale și temporale, de la măsurători locale ale concentrației până la observații regionale din spațiu. În paralel, instalarea unui turn mobil de 30 m la Măgurele permite monitorizarea pe termen lung a concentrației și compoziției izotopice a metanului și oferă un context suplimentar pentru identificarea și atribuirea surselor regionale.

Depozitul de deșeuri de la Vidra

O viziune integrată pentru monitorizarea compoziției atmosferice
Rolul și expertiza Institutul Național de Cercetare-Dezvoltare pentru Optoelectronică - INOE 2000 în domeniul fizicii atmosferice sunt concretizate la nivel european și internațional prin cele trei componente ale stației de observare din cadrul Infrastructurii europene de cercetare a aerosolilor, norilor și gazelor minore (ACTRIS ERIC), coordonarea centrului de teledecție a aerosolilor și calibrare a sistemelor LiDAR și participarea în numeroase campanii de calibrare/validare satelitare în sprijinul Comisiei Europene (CE) și a agențiilor spațiale. Rolul determinant al INOE în aceste activități desfășurate pentru programele Copernicus ale CE, Agenției Spațiale Europene (ESA Earth Watch și ESA Earth Explorer) sau ale Organizației Europene pentru Exploatarea Sateliților Meteorologici (EUMETSAT) a dezvoltat componenta Centrului de Observare a Pământului și Aplicații Spațiale suficient de matur pentru coordonarea unei campanii de la sol pentru estimarea emisiilor de metan. În paralel, componenta de cercetare la sol este consolidată prin parteneriatul Strategic România-Elveția și implementarea Componentei de Program ACTRIS, Programul infrastructura pentru cercetarea și monitorizarea emisiilor, Program de Cooperare Elvetia-Romania.
Monitorizarea și cuantificarea emisiilor de gaze cu efect de seră și poluanți atmosferici reprezintă o prioritate strategică pentru înțelegerea schimbărilor climatice și a impactului acestora asupra calității aerului. În acest context, INOE și-a consolidat rolul determinant în cercetarea atmosferică europeană prin participarea activă la inițiative internaționale de anvergură și dezvoltarea continuă a infrastructurii naționale. Campania desfășurată în cadrul proiectului Horizon Europe IM⁴CA (Investigating Methane for Climate Action) reprezintă o continuare firească a acestei direcții, înscriindu-se într-un portofoliu amplu de proiecte și campanii de profil desfășurate în colaborări internaționale pentru ESA, CE și EUMETSAT. Experiențele campaniilor internaționale anterioare se reflectă în proiecte precum AROMAT (Airborne ROmanian Measurements of Aerosols and Trace gases), dedicat testării sistemelor aeropurtate și validării misiunilor TROPOMI/Sentinel-5P și CoMet (Carbon Dioxide and Methane Mission) - unde echipa INOE a contribuit direct la măsurătorile spectroscopice mobile ale metanului în Bazinul Sileziei Superioare, cea mai importantă regiune minieră și industrială din Polonia). Aceste activități sunt amplificate prin proiecte europene precum AURORA (unde INOE coordonează unul din centrele destinate furnizării de date de referință pentru calibrare/validare pentru misiunile Copernicus Sentinel-4, Sentinel-5 și CO2M), RI-URBANS (unde rolul INOE a fost cartografierea la înaltă rezoluție spațială a poluanților atmosferici și a particulelor ultrafine prin masuratori mobile) și AQ-RISE (orientat pe consolidarea capacităților regionale de monitorizare).
În acest cadru strategic extins, și capitalizând expertiza și experiențele internaționale, campania IM⁴CA de la Vidra exemplifică modul în care integrarea măsurătorilor de la sol, din aer și din spațiu oferă soluții concrete pentru caracterizarea surselor complexe de metan. Mai mult, în contextul acestui proiect a fost amplasat și un turn, compatibil cu Sistemul Integrat de Observare a Carbonului (ICOS ERIC), o altă infrastructură europeană de cercetare, pentru monitorizarea izotopilor de metan, util în determinarea surselor de emisii.

Caracterizarea unei surse complexe de metan: de la măsurători la sol la observații din spațiu
Metanul este unul dintre principalele gaze cu efect de seră și, în același timp, unul dintre gazele atmosferice pentru care identificarea și cuantificarea surselor de emisii reprezintă o provocare importantă. Conform ultimului raport al Panelului Interguvernamental privind Schimbările Climatice (eng. IPCC), potențialul de încălzire globală la 20 de ani (eng. GWP20) este de până la 83 de ori mai mare decât cel al dioxidului de carbon (IPCC AR6 WG1, 2021). Spre deosebire de dioxidul de carbon, a cărui emisie este asociată în principal cu procese de ardere, metanul poate proveni dintr-o varietate mult mai mare de surse, de la activități din industria energetică și agricultură până la procesele naturale și descompunerea materiei organice în depozitele de deșeuri. În cazul acestora din urmă, degradarea în condiții anaerobe a fracției organice generează biogaz, al cărui component principal este metanul.
În cadrul proiectului Horizon Europe IM⁴CA, 12 instituții internaționale și cercetători consacrați au participat la o campanie de măsurători intensive pe teritoriul României în perioada 1-26 iunie 2026. Scopul principal al campaniei a fost o mai bună și mai exactă cuantificare a emisiilor de metan din domeniul extracțiilor de petrol și gaze naturale, agricultură și gestionarea deșeurilor. Au fost formate mai multe echipe, fiecare având un scop precis, în funcție de domeniu. Aici ne vom concentra pe domeniul gestionării deșeurilor menajere, echipa INOE fiind implicată direct și coordonând componenta de teledetecție de la sol. Echipa dedicată acestei componente a fost formată din cercetători din România, Elveția, Grecia, Germania, Țările de Jos, având ca obiectiv specific cuantificarea emisiilor de metan din zona depozitului de la Vidra.

Laboratorul pentru caracterizarea in situ a aerosolilor, din cadrul MARS

Laboratorul pentru teledetecția aerosolilor, din cadrul MARS

Laboratorul pentru teledetecția gazelor minore, din cadrul MARS

În apropierea Bucureștiului, una dintre sursele care prezintă interes pentru monitorizarea emisiilor de metan este depozitul de deșeuri de la Vidra, județul Ilfov, în zona localității Sintești. Depozitul este în funcțiune din anul 2001 și reprezintă o infrastructură importantă pentru gestionarea deșeurilor municipale provenite din București și Ilfov. Capacitatea sa autorizată este de ordinul milioanelor de metri cubi, iar astfel cantitățile semnificative de deșeuri gestionate aici fac din amplasament o sursă potențial relevantă de emisii de metan.
Caracterizarea unei astfel de surse nu este însă o problemă simplă. Metanul nu este emis uniform de pe întreaga suprafață a unui depozit, iar concentrațiile măsurate în atmosferă depind nu doar de intensitatea emisiilor, ci și de condițiile meteorologice, în special de direcția și viteza vântului și de procesele de dispersie atmosferică. În plus, o concentrație ridicată observată într-un anumit punct nu indică în mod automat nici poziția exactă a sursei, nici cantitatea de metan emisă. O dificultate suplimentară este reprezentată de faptul că metanul nu rămâne localizat în imediata apropiere a sursei. Odată ajuns în atmosferă, acesta este transportat și dispersat de curenții de aer, astfel încât concentrația observată într-un anumit moment și într-un anumit punct reprezintă rezultatul interacțiunii dintre intensitatea emisiei și condițiile atmosferice. O sursă relativ îndepărtată poate produce creșteri ale concentrației într-o stație de măsurare, în timp ce aceeași sursă poate fi dificil de detectat în alte condiții meteorologice. Din acest motiv, pentru estimarea emisiilor este necesară nu doar măsurarea concentrației, ci și cunoașterea condițiilor în care aceasta a fost observată. Pentru a trece de la simpla detectare a metanului la estimarea emisiilor și identificarea sursei, sunt necesare măsurători realizate la scări spațiale și temporale diferite.
În locul utilizării unei singure metode de monitorizare, campania a reunit observații mobile realizate la sol, măsurători în puncte fixe, observații aeropurtate și măsurători satelitare. Fiecare dintre aceste metode oferă o perspectivă diferită asupra aceleiași surse: de la variațiile concentrației în imediata apropiere a solului până la distribuția emisiilor observată de la altitudinea aeronavelor sau din spațiu.
Scopul nu a fost doar detectarea prezenței metanului și cuantificarea emisiilor acestuia, ci și construirea unei imagini cât mai complete asupra comportamentului și intensității emisiilor provenite din zona depozitului. Prin corelarea acestor observații cu date meteorologice și modele, campania urmărește să contribuie la o estimare mai robustă a emisiilor și la dezvoltarea unor metode de monitorizare care să poată fi utilizate și pentru alte surse de metan.

Măsurători mobile pentru identificarea distribuției metanului
Pe parcursul a trei saptamani de zile (1 Iunie – 22 Iunie) au fost realizate măsurători mobile în zona depozitului, utilizând un analizor de gaze in-situ LI-COR pentru determinarea concentrației de metan, împreună cu un anemometru 2D pentru caracterizarea condițiilor de vânt și un sistem GPS pentru localizarea în teren a măsurătorilor. Echipamentele au fost montate pe un autovehicul, permițând urmărirea concentrațiilor de metan de-a lungul unor trasee prestabilite în jurul depozitului și corelarea acestora cu poziția geografică și condițiile de vânt.
Măsurătorile au fost completate cu ajutorul unui senzor low-cost Sniffer4D, utilizat în aceeași configurație mobilă, de pe autovehicul. Acesta a permis urmărirea variațiilor concentrațiilor de gaze și particule în suspensie pe parcursul deplasării și, de asemenea, asocierea acestora cu poziția geografică, oferind informații suplimentare asupra distribuției spațiale a metanului în zona investigată. În paralel, un instrument FTIR mobil a fost utilizat pentru măsurători spectroscopice, completând observațiile in-situ cu informații privind prezența și distribuția metanului în atmosferă.
Combinarea măsurătorilor de concentrație cu informațiile privind poziția și condițiile de vânt, a permis campaniei mobile investigarea distribuției spațiale a metanului și identificarea zonelor potențial influențate de emisiile provenite din depozit. Programul de măsurători a fost adaptat în funcție de condițiile meteorologice și de disponibilitatea personalului, pentru a permite colectarea de date în condiții cât mai variate.

Instrument FTIR amplasat în teren pentru efectuarea măsurătorilor atmosferice; în imagine este surprins și unul din autovehiculele folosite în campanie pentru alimentarea instrumentului

Instrumente amplasate în teren pentru efectuarea măsurătorilor atmosferice; în imagine este surprins și unul din autovehiculele folosite în campanie

Monitorizarea din puncte fixe
Trei stații echipate cu instrumente FTIR au fost amplasate în localitățile Sintești, Măgurele și Berceni, la distanțe diferite față de depozit, grație parteneriatelor cu cercetătorii de la NOA (National Observatory of Athens), UDJG (Universitatea „Dunărea de Jos” din Galați), TUM (Technical University of Munich) și VU Amsterdam (Vrije Universiteit Amsterdam). Amplasarea acestora a permis monitorizarea aceleiași surse din direcții și la distanțe diferite, furnizând informații complementare asupra transportului atmosferic al metanului.
În apropierea sursei, în zona Sintești, a fost instalat și un analizor de gaze Picarro. Spre deosebire de măsurătorile mobile, care oferă o imagine spațială a distribuției concentrațiilor, instrumentul Picarro a fost utilizat pentru monitorizarea continuă a concentrației de metan într-un punct fix. Astfel, acesta a permis urmărirea variațiilor diurne ale concentrației și a oferit informații despre modul în care influența sursei se modifică în funcție de condițiile atmosferice și de circulația maselor de aer.
Prin combinarea măsurătorilor FTIR cu observațiile continue ale analizorului Picarro, a fost posibilă obținerea atât a unei perspective asupra distribuției metanului în atmosferă, cât și a evoluției temporale a concentrațiilor în apropierea depozitului. Această complementaritate este importantă pentru interpretarea măsurătorilor mobile și pentru corelarea observațiilor de la sol cu cele provenite din platformele aeropurtate și satelitare.
Instrumentele instalate în punctele fixe au funcționat pe parcursul unei perioade extinse în luna iunie. O parte dintre echipamente au fost instalate înainte de începutul oficial al campaniei, însă datele provenite din perioada inițială necesită o analiză suplimentară înainte de a fi considerate pe deplin reprezentative.

Patru instrumente FTIR utilizate în cadrul activităților de intercomparare

Măsurători aeropurtate pentru observarea emisiilor
Un element distinctiv al campaniei l-a reprezentat utilizarea măsurătorilor aeropurtate, care au permis investigarea depozitului într-o perspectivă diferită față de observațiile realizate la sol. Prin deplasarea aeronavelor deasupra zonei investigate, au putut fi urmărite atât distribuția metanului în atmosferă, cât și extinderea spațială a zonelor influențate de emisii.
Pentru aceste măsurători a fost operat și utilizat un instrument de tip AVIRIS-NG (Airborne Visible/Infrared Imaging Spectrometer - Next Generation) al partenerilor de la EMPA (Laboratoarele Federale Elvețiene pentru Știința și Tehnologia Materialelor). Acesta este o platformă de spectroscopie imagistică aeropurtată capabilă să colecteze informații spectrale detaliate de la altitudinea de zbor. În cazul emisiilor de metan, aceste informații pot fi utilizate pentru identificarea și cartografierea semnăturii spectrale a gazului și, implicit, pentru localizarea unor zone cu emisii mai intense. Spre deosebire de o măsurătoare punctuală realizată la sol, observațiile aeropurtate permit investigarea simultană a unei suprafețe extinse și evidențierea distribuției spațiale a unei eventuale zone de concentrații ridicate de metan.
În cadrul campaniei au fost realizate atât măsurători aeropurtate in-situ, cât și observații de teledetecție. Componenta de măsurători in-situ a fost realizată de Universitatea din Bremen, iar componenta de teledetecție a fost asigurată de Empa. Cele două abordări oferă informații complementare: măsurătorile in-situ permit caracterizarea directă a aerului în zona investigată, în timp ce observațiile spectroscopice de la distanță permit identificarea și cartografierea spațială a zonelor în care metanul este prezent în atmosferă.
Utilizarea platformelor aeropurtate este deosebit de relevantă pentru caracterizarea unor surse extinse și complexe, deoarece permite acoperirea unei suprafețe mult mai mari într-un interval relativ scurt. În același timp, aceste observații pot face legătura între măsurătorile punctuale și mobile realizate la sol și observațiile satelitare, oferind o scară intermediară de investigare a sursei.

Masurători din spațiu, o perspectivă regională asupra emisiilor
Campania de la Vidra a inclus și o componentă satelitară. Pentru caracterizarea emisiilor și validarea observațiilor au fost achiziționate date furnizate de GHGSat, operator privat din Canada specializat în observații satelitare ale emisiilor de metan. Sistemele GHGSat sunt dezvoltate în mod special pentru monitorizarea gazelor cu efect de seră, cu accent pe identificarea și caracterizarea emisiilor de metan provenite de la surse individuale. Observațiile realizate de acești sateliți oferă o rezoluție spațială ridicată, permițând investigarea unor surse la o scară mult mai detaliată decât cea disponibilă prin sistemele de monitorizare atmosferică regională.
În paralel, au fost urmărite oportunitățile de corelare în timp și spațiu cu observații provenite de la alte platforme satelitare, inclusiv Sentinel-5P al Comisiei Europene, ale căror date sunt disponibile prin intermediul unor baze de date cu acces deschis. CarbonMapper utilizează observații provenite din platforme de teledetecție pentru identificarea și monitorizarea surselor punctuale de emisii de metan și dioxid de carbon, iar datele disponibile public pot fi utilizate pentru localizarea și compararea unor astfel de surse.
Sentinel-5P, parte a programului european Copernicus, are un rol diferit, fiind destinat monitorizării compoziției atmosferei la scară regională și globală. Instrumentul TROPOMI (Tropospheric Monitoring Instrument) aflat la bordul satelitului permite determinarea densităților în coloană a unor gaze atmosferice, inclusiv a metanului, oferind o acoperire spațială foarte largă și posibilitatea urmăririi variațiilor concentrațiilor atmosferice la nivel regional.
Această componentă este importantă deoarece observațiile satelitare pot oferi o imagine de ansamblu asupra distribuției emisiilor, în timp ce măsurătorile de la sol și cele aeropurtate permit verificarea și interpretarea acestora la o scară mai detaliată.
Un obiectiv important al campaniei a fost și compararea observațiilor satelitare cu măsurători independente realizate la sol și din aer. Sateliții oferă avantajul unei acoperiri spațiale extinse și al posibilității de a identifica surse pe suprafețe foarte mari, însă interpretarea unei observații satelitare poate beneficia de informații locale privind condițiile atmosferice și caracteristicile sursei. Măsurătorile realizate în cadrul campaniei oferă tocmai acest nivel suplimentar de informație, contribuind la validarea și contextualizarea observațiilor din spațiu.
În cazul CarbonMapper, observațiile disponibile pentru zona Vidra au furnizat deja informații relevante asupra prezenței unei surse de metan în zona depozitului, constituind un punct de comparație independent pentru rezultatele campaniei.
Unul dintre principalele obiective ale campaniei a fost integrarea acestor surse de informație. Fiecare platformă de măsurare oferă un tip diferit de informație: instrumentele mobile permit investigarea detaliată a distribuției concentrațiilor la nivelul terenului, stațiile fixe permit urmărirea evoluției în timp, platformele aeropurtate oferă o perspectivă extinsă asupra sursei, iar observațiile satelitare permit investigarea acesteia la o scară spațială mai largă.
Prin combinarea acestor observații cu datele meteorologice și cu instrumentele de modelare atmosferică poate fi construită o imagine mult mai completă asupra comportamentului unei surse de metan. În acest fel, măsurătorile nu sunt interpretate izolat, ci ca părți ale aceluiași set de observații, realizate la scări spațiale și temporale diferite.

Un turn pentru identificarea surselor de metan
Pe lângă activitățile desfășurate în cadrul campaniei intensive din luna iunie, în cadrul proiectului IM⁴CA a fost instalat la MARS (Centrul de la Măgurele pentru Studii de Atmosferă și Radiație) un turn mobil de măsurare cu o înălțime de 30 de metri. Instalația, realizată prin colaborarea cercetătorilor de la Empa și INOE 2000, este destinată monitorizării continue a concentrației și compoziției izotopice a metanului din atmosfera regiunii.
Componenta izotopică aduce o informație esențială care nu poate fi obținută prin simpla măsurare a concentrației. Moleculele de metan provenite din surse diferite prezintă diferențe în compoziția izotopică, aceste diferențe putând fi utilizate ca o „amprentă” a originii metanului. Astfel, metanul provenit din descompunerea deșeurilor organice poate avea o semnătură izotopică diferită de cea asociată unor surse de origine fosilă.
Monitorizarea continuă la MARS permite urmărirea variațiilor concentrației și a semnăturii izotopice a metanului în condiții atmosferice diferite, inclusiv în funcție de schimbarea direcției vântului. În acest fel, măsurătorile pot furniza informații despre contribuția unor surse aflate la distanță, nu doar despre condițiile din imediata apropiere a punctului de măsurare.
Datele colectate de turn vor putea fi ulterior integrate cu observațiile obținute în cadrul campaniilor mobile, cu măsurătorile aeropurtate și cu datele satelitare. Împreună cu modelarea inversă, această abordare permite trecerea de la simpla observare a concentrațiilor de metan la identificarea și estimarea contribuției diferitelor surse. În cazul zonei București-Măgurele, unde pot exista simultan contribuții provenite din depozite de deșeuri, activități urbane și alte surse regionale, această capacitate de atribuire este deosebit de importantă.
Prin urmare, turnul de la MARS nu reprezintă doar o extensie temporală a campaniei intensive de măsurători, ci o componentă destinată să ofere un context pe termen mai lung pentru interpretarea observațiilor și pentru înțelegerea surselor de metan la nivel regional.

O abordare necesară pentru surse complexe
Campania desfășurată la Vidra evidențiază avantajele unei abordări integrate pentru monitorizarea emisiilor de metan. În locul utilizării unei singure metode de observație, măsurătorile de la sol au fost corelate cu observații aeropurtate și satelitare, iar datele experimentale au fost completate prin modelare atmosferică.
O astfel de strategie este relevantă nu doar pentru caracterizarea unei surse individuale, ci și pentru dezvoltarea unor metode de monitorizare capabile să fie aplicate la scară mai largă. În contextul creșterii necesității de identificare, cuantificare și verificare independentă a emisiilor de metan, integrarea observațiilor provenite de la platforme diferite poate reprezenta un instrument important pentru obținerea unor estimări mai robuste.
Pentru zona Vidra, următoarea etapă o reprezintă analiza integrată a datelor colectate în timpul campaniei, corelarea observațiilor de la sol cu cele aeropurtate și satelitare și evaluarea consistenței rezultatelor obținute prin metode independente. Rezultatele acestei analize vor contribui la o mai bună înțelegere a caracteristicilor emisiilor de metan provenite din depozitele de deșeuri și la consolidarea capacității de monitorizare și evaluare a acestor surse în România.