Ostatnie badania przypisują gwałtowny wzrost globalnej emisji metanu w latach 2020–2022 większym powodziom na tropikalnych terenach podmokłych i spadkowi zawartości wodorotlenków w atmosferze.
Analiza danych satelitarnych ujawniła, że ulewne deszcze, prawdopodobnie powiązane z warunkami La Niña, zwiększyły produkcję metanu na terenach podmokłych poprzez zwiększenie aktywności drobnoustrojów beztlenowych. Odkrycia te podkreślają znaczenie zrozumienia dynamiki terenów podmokłych w celu zajęcia się wpływem metanu na zmianę klimatu.
Z najnowszej analizy danych satelitarnych wynika, że rekordowy wzrost emisji metanu do atmosfery w latach 2020–2022 był spowodowany przede wszystkim bardziej rozległymi powodziami i magazynowaniem wody na terenach podmokłych, przy niewielkiej redukcji wodorotlenku atmosferycznego (OH). Odkrycia te mają kluczowe znaczenie dla strategii mających na celu redukcję metanu atmosferycznego i zmniejszenie jego wpływu na zmiany klimatyczne.
Wpływ pandemii i wyjaśnienia teoretyczne
„W latach 2010-2019 obserwowaliśmy regularne wzrosty – z niewielkimi przyspieszeniami – stężeń metanu w atmosferze, jednak wzrosty, które miały miejsce w latach 2020-2022 i nakładały się na COVID 19 przestoje były znacznie częstsze” – mówi Zhen Qu, adiunkt nauk o morzu, ziemi i atmosferze na Uniwersytecie Kalifornijskim Uniwersytet Stanowy Karoliny Północnej i główny autor badania. „Globalna emisja metanu wzrosła z około 499 teragramów (Tg) do 550 Tg w latach 2010–2019, a następnie gwałtownie wzrosła do 570–590 Tg w latach 2020–2022”.
Emisje metanu do atmosfery wyraża się ich masą w teragramach. Jeden teragram to około 1,1 miliona ton amerykańskich.
Jedną z wiodących teorii dotyczących nagłego wzrostu poziomu metanu w atmosferze było zmniejszenie zanieczyszczenia powietrza spowodowanego działalnością człowieka przez samochody i przemysł podczas przestoju spowodowanego pandemią w latach 2020 i 2021. Zanieczyszczenie powietrza powoduje przedostawanie się rodników hydroksylowych (OH) do niższych warstw atmosfery. Z kolei atmosferyczny OH oddziałuje z innymi gazami, takimi jak metan, powodując ich rozkład.
„Przeważającym poglądem było to, że pandemia zmniejszyła stężenie OH, w związku z czym w atmosferze było mniej OH, z którym można było reagować i usuwać metan” – mówi Qu.
Metodologia badań i wyniki
Aby przetestować tę teorię, Qu i zespół badaczy z USA, Wielkiej Brytanii i Niemiec przyjrzeli się globalnym danym dotyczącym emisji satelitarnych i symulacjom atmosfery zarówno metanu, jak i OH w latach 2010–2019 i porównali je z tymi samymi danymi za lata 2020–2020. 2022 r., aby poznać źródło wzrostu.
Wykorzystując dane z odczytów satelitarnych dotyczących składu atmosfery i modeli transportu chemicznego, naukowcy stworzyli model, który pozwolił im określić zarówno ilości, jak i źródła metanu i OH w obu okresach.
Ustalili, że większość gwałtownego wzrostu metanu w latach 2020–2022 była wynikiem powodzi – lub powodzi – w Azji równikowej i Afryce, które odpowiadały odpowiednio za 43% i 30% dodatkowego metanu atmosferycznego. Chociaż w tym okresie poziom OH faktycznie spadł, spadek ten stanowił jedynie 28% wzrostu.
Konsekwencje wzrostu metanu dla klimatu
„Obfite opady w tych terenach podmokłych i regionach uprawy ryżu są prawdopodobnie powiązane z warunkami La Niña występującymi w latach 2020–2023” – mówi Qu. „Mikroorganizmy na terenach podmokłych wytwarzają metan podczas metabolizowania i rozkładania materii organicznej w warunkach beztlenowych lub bez tlenu. Większe magazynowanie wody na terenach podmokłych oznacza większą aktywność drobnoustrojów beztlenowych i większe uwalnianie metanu do atmosfery”.
Naukowcy uważają, że lepsze zrozumienie emisji z terenów podmokłych jest ważne dla opracowania planów łagodzenia.
„Nasze ustalenia wskazują, że przyczyną wzrostu stężenia metanu od 2010 r. są wilgotne tropiki” – mówi Qu. „Lepsze obserwacje emisji metanu z terenów podmokłych i reakcji produkcji metanu na zmiany opadów są kluczem do zrozumienia roli wzorców opadów w ekosystemach tropikalnych terenów podmokłych”.
Wyniki badań opublikowano w czasopiśmie „ Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
Odniesienie: „Odwrotne modelowanie obserwacji satelitarnych z lat 2010–2022 pokazuje, że zalewy wilgotnych tropików spowodowały wzrost metanu w latach 2020–2022” autorstwa Zhen Qu, Daniela J. Jacoba, A. Anthony’ego Blooma, Johna R. Wordena, Roberta J. Parkera i Hartmut Boesch, 24 września 2024 r., Postępowanie Narodowej Akademii Nauk.
DOI: 10.1073/pnas.2402730121
Badania zostały częściowo wsparte przez NASA Program dla badaczy na początku kariery w ramach grantu 80NSSC24K1049. Qu jest autorem korespondencyjnym i rozpoczął badania podczas stażu podoktorskiego na Uniwersytecie Harvarda. Daniel Jacob z Harvardu; Anthony Bloom i John Worden z Laboratorium Napędów Odrzutowych Kalifornijskiego Instytutu Technologii; Robert Parker z Uniwersytetu w Leicester, Wielka Brytania; oraz Hartmut Boesch z Uniwersytetu w Bremie w Niemczech również wnieśli swój wkład w tę pracę.
