2.1 การตรวจวัดปริมาณก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศมีความสำคัญอย่างมากในการคาดการณ์การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศโลก ซึ่งมีเทคนิคในการตรวจวัดก๊าซเรือนกระจกเพื่อประเมินปริมาณทั้งในแง่แหล่งปล่อย (sources) และแหล่งกักเก็บ (sink) สามารถแบ่งออกได้หลายวิธี Dorit M. Hammerling (2012) สรุปไว้ว่ามี 3 วิธี ได้แก่
(1) inverse modelingtop-downtransport model
(2) (process-based surface modeling) DeNitrification and DeComposition (DNDC) N2O CO2
(3) inventory based calculationsbottom-upflux tower flux tower long termmonitoringflux tower net exchange CO2up-scaled
2.2 Remote Sensing
เทคโนโลยีการสำรวจจากระยะไกลไม่สามารถตรวจวัดปริมาณสะสมของก๊าซเรือนกระจกได้โดยตรง แต่จะเป็นการตรวจวัดทางอ้อม โดยตรวจวัดระดับการสะท้อนและดูดกลืนแสงในช่วงคลื่นที่เหมาะสม (sensitive wavelengths) ซึ่งเป็นช่วงความยาวคลื่นแคบๆ รูปที่ 2 อธิบายปฏิสัมพันธ์เชิงคลื่นของก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศ โดยกราฟแสดงบริเวณที่มีการดูดกลืนคลื่นแสง พบว่า ช่วงคลื่นที่มีการดูดกลืนรังสีอินฟาเรดของก๊าซแต่ละชนิดแตกต่างกัน โดยก๊าซออกซิเจนและก๊าซโอโซน จะเกิดขึ้นในช่วงความยาวคลื่นสั้น โดยเฉพาะในช่วงคลื่น UV (น้อยกว่า 0.3 ไมครอน) และไม่มีการดูดกลืนเลยในช่วงคลื่น visible และอินฟาเรด
รูปที่ 2 การดูดกลืนคลื่นแสงของก๊าซเรือนกระจก ออกซิเจน และโอโซน ในชั้นบรรยากาศ
ที่มา: R.G. Fleagle and J.A. Businger
การตรวจวัดปริมาณไอน้ำในชั้นบรรยากาศ สามารถตรวจวัดได้ในหลายย่านความยาวคลื่นระหว่าง 0.8–10 ไมครอน ในช่วงคลื่นอินฟาเรดใกล้ (near-infrared region) และช่วงคลื่นอินฟาเรดช่วงคลื่นสั้น (shortwave-infrared region) เนื่องจากไอน้ำ และละอองน้ำ มีคุณสมบัติในการดูดกลืนรังสีในคลื่นอินฟาเรด เช่น แบนด์ 3 ของดาวเทียม GOSAT ตรวจวัดปริมาณไอน้ำด้วยช่วงคลื่น 1.92 – 2.08 ไมครอน
การตรวจวัดปริมาณก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ในชั้นบรรยากาศ นิยมใช้ช่วงคลื่นในย่านอินฟาเรดช่วงคลื่นสั้น ซึ่งในย่านความถี่นี้ในทางวิชาเรียกว่า “water absorption region” โดยมีช่วงคลื่นที่มีการดูดกลืนสูงสุด 3 ช่วงคลื่น คือ 2.6 4.3 และ 14.9 ไมครอน รวมถึงช่วงคลื่นตั้งแต่ 13 ไมครอนเป็นต้นไป
ดาวเทียมตรวจวัดก๊าซเรือนกระจกในชั้นบรรยากาศหลายดวงมีอุปกรณ์ในการตรวจวัดก๊าซคาร์บอนไดออกไซด์ เช่น แบนด์ 2 3 และ 4 ของดาวเทียม GOSAT สามารถตรวจวัดในช่วงความยาวคลื่น 1.56 – 1.72 ไมครอน 1.92–2.08 ไมครอน และ 5.56–14.3 ไมครอน ตามลำดับ ส่วนก๊าซมีเทนและก๊าซไนตรัสออกไซด์จะดูดกลืนคลื่นอินฟาเรดในสองช่วงคลื่นแคบ โดยก๊าซมีเทนมีค่าการดูดกลืนสูงสุดที่ช่วงความยาวคลื่นประมาณ 3.5 และ 8.0 ไมครอน และไนตรัสออกไซด์ดูดกลืนที่ช่วงความยาวคลื่นประมาณ 5.0 และ 8.0 ไมครอน