Ученые обеспокоены «рекордно высокими» выбросами метана в мире

По данным международной группы ученых, выбросы метана в мире достигли «самого высокого уровня за всю историю наблюдений».

Вывод сделан из последнего обновления Глобального бюджета метана, международного сотрудничества, которое оценивает источники и поглотители метана по всему миру.

Их оценки на 2017 год — последний год, для которого был подготовлен полный бюджет — показывают, что ежегодные глобальные выбросы достигают почти 600 млн тонн. Это примерно на 9% выше, чем в среднем за 2000–2006 годы.

По словам исследователей, к концу 2019 года концентрация метана в атмосфере достигла примерно 1875 частей на миллиард (ppb), что более чем в два с половиной раза превышает доиндустриальный уровень.

Разбивка по различным источникам, бюджет показывает, что рост выбросов «как в сельском хозяйстве и секторе отходов, так и в секторе ископаемого топлива, вероятно, является основной причиной этого глобального увеличения». Исследователи говорят, что это подчеркивает «необходимость более сильного смягчения последствий в обеих областях».

Работа также показывает, что «на сегодняшний день нет доказательств увеличения выбросов метана из Арктики». Этот «важный» вывод означает, что «мы еще не сбиты с толку существенной обратной связью», которая может еще больше затруднить соблюдение пределов потепления в 1,5C и 2C, говорит другой ученый.

Метановый бюджет

Метан является мощным парниковым газом и вторым по величине фактором глобального потепления, вызванным деятельностью человека, после CO2. На единицу массы метан в 84-86 раз сильнее, чем CO2 (pdf) за 20 лет и в 28-34 раза сильнее за 100 лет.

Глобальный баланс метана позволяет отслеживать, откуда происходят выбросы метана, сколько поглощается «поглотителями» и, следовательно, сколько остается в атмосфере.

Бюджет метана является инициативой Глобального углеродного проекта (GCP), международной исследовательской программы, целью которой является «разработка полной картины глобального углеродного цикла». GCP, созданная в 2001 году, предоставляет ежегодную обновленную информацию о глобальных выбросах углерода.

С метаном «это немного сложнее», — объясняет доктор Мариэль Сонуа, доцент Версальского университета Сен-Кантен во Франции, которая руководит глобальным бюджетом метана. Сонуа поговорил с Carbon Brief на осеннем собрании Американского геофизического союза в декабре 2019 года и дал дополнительные комментарии по электронной почте.

Это осложнение отчасти связано с тем, что научное сообщество все еще не может справиться с бюджетом метана, говорит Сонуа, но также и с тем, что для этого требуются длительные прогоны моделей, требующие времени. (Подробнее см. в следующем разделе.) Это делает «сложным и требовательным» требование к ученым, участвующим в исследовании, делать это каждый год.

В результате баланс метана обновляется каждые два-три года. Это его третья итерация после публикации первого бюджета в октябре 2013 года и второй редакции в декабре 2016 года.

Исследователи опубликовали свои выводы в полной технической статье в Earth System Science Data и сопроводительной «перспективной» статье в Environmental Research Letters.

Двойной подход

В глобальном балансе метана используются два разных подхода к оценке источников и поглотителей.

Первый — «снизу вверх», который фокусируется на выбросах метана у источника. При этом используются данные о выбросах, которые представляются отдельными странами в национальные кадастры парниковых газов в ООН. Эти кадастры охватывают антропогенные источники, такие как добыча ископаемых видов топлива, животноводство, выращивание риса и свалки.

Эти оценки добавляются вместе с моделированием других источников метана, таких как водно-болотные угодья, лесные пожары и термиты.Спутниковые данные о глобальной площади, охваченной пожарами, например, объединяются с моделями, которые «учитывают тип сожженной растительности, выгоревшую поверхность и продолжительность пожара, а также тип пожара (тлеющий или пылающий)», объясняет Сонуа.

Второй подход называется «сверху вниз». Это начинается с наблюдений за концентрациями метана в глобальном масштабе и работает в обратном направлении с использованием моделирования моделей для оценки того, откуда они возникли.

Ни один из подходов не является безупречным, и эти два метода «не идеально подходят друг другу», — говорит Сонуа. Но у двойного подхода есть преимущества. В то время как метод «сверху вниз» «является более надежной оценкой общих глобальных» выбросов метана, говорит Сонуа, оценки снизу вверх полезны для определения выбросов в конкретных регионах и секторах.

Например, особенно сложно оценить выбросы водно-болотных угодий и пресной воды, а это означает, что «существует значительное расхождение» между цифрами сверху вниз и снизу вверх, говорит Сонуа. В частности, это связано с тем, что источники пересекаются, добавляет она, и, следовательно, могут быть отнесены более чем к одной категории.

График ниже, созданный в рамках проекта, показывает полный глобальный бюджет метана на 2017 год с использованием нисходящего подхода. Цветные стрелки указывают на антропогенные источники и поглотители (оранжевые), естественные (зеленые) или их комбинацию (заштрихованы).

В целом, нисходящие оценки показывают, что в 2017 году в мире было выброшено 596 млн тонн метана. Это на 50 млн тонн, или 9%, выше, чем в среднем за 2000–2006 годы.

В документе говорится, что между антропогенными и естественными источниками выбросов метана примерно 60-40, но «по оценкам, антропогенные источники вносят почти весь дополнительный выброс метана в атмосферу в 2017 году». Бумага добавляет:

«Сельское хозяйство и отходы обеспечили 60% этого увеличения, а ископаемое топливо — оставшиеся 40%, с небольшим снижением, по оценкам, для сжигания биомассы и биотоплива».

Поглощение метана также увеличилось, отмечается в документе — с примерно 546 млрд тонн в 2000–2006 годах до 571 млрд тонн в 2017 году. Метан остается в атмосфере в среднем девять лет и обычно разрушается в результате химических реакций, в результате которых образуется CO2 и вода. Относительно небольшая часть также потребляется бактериями в почве.

Отрасли и регионы

По словам исследователей, в трех регионах — Африке и на Ближнем Востоке, в Китае, Южной Азии и Океании — наблюдалось наибольшее увеличение выбросов метана. В каждом случае выбросы выросли на 10–15 млн тонн по сравнению со средним показателем 2000–2006 годов по сравнению с 2017 годом.

Следующим по величине было увеличение на 5,0-6,7 млн ​​тонн в Северной Америке, как показывает бюджет, которое в основном было обусловлено увеличением на 4,4-5,1 млн тонн в США.

Напротив, в Европе наблюдалось небольшое снижение выбросов примерно на 1,6–4,3 млн тонн — в основном из-за меньшего количества выбросов от сельского хозяйства.

Это идет вразрез с тенденцией, наблюдаемой в других местах, когда увеличение выбросов в сельском хозяйстве является основной причиной увеличения общих выбросов в Африке, Южной Азии и Океании.

Что касается ископаемого топлива, то наибольшее увеличение выбросов метана — 5–12 млрд тонн — было зарегистрировано в Китае, а в Северной Америке, Африке, Южной Азии и Океании — на 4–6 млн тонн. Выбросы метана, связанные с ископаемым топливом, в США выросли на 3,4-4,0 млн тонн.

(Недавние исследования показали, что выбросы метана от ископаемого топлива были «сильно недооценены».)

На рисунке ниже показаны общие выбросы метана за 2017 год по регионам, источникам и категориям. Темный цвет оранжевой заливки указывает на объем выбросов в каждом регионе, а расположенные выше круговые диаграммы показывают разбивку выбросов по категориям. На дополнительных круговых диаграммах справа от карты показаны выбросы по широте.

В целом на тропические регионы и южное полушарие приходится примерно 64% ​​глобальных выбросов метана, в то время как на средние широты северного полушария приходится 32%, а на высокие широты — всего 4%.

Карта подчеркивает региональные различия в источниках, объясняет Сонуа:

«Как правило, вы обнаружите больше всего выбросов водно-болотных угодий в тропиках и в высоких широтах, а больше антропогенных выбросов в Китае, Северной Америке, Европе и на Ближнем Востоке из-за производства ископаемого топлива».

Отзывы

Поскольку увеличение выбросов метана, зарегистрированное в 2017 году, в основном происходит из тропиков и регионов с умеренным климатом, исследователи не находят «на сегодняшний день никаких доказательств увеличения выбросов метана из Арктики».

Этот вывод является «важным», а также, возможно, «удивительным», говорит доктор Крис Джонс, научный сотрудник в области системы Земли и науки о смягчении последствий в Центре Хэдли Метеобюро. Джонс, который не участвовал в составлении бюджета, рассказывает Carbon Brief:

«Это обнадеживает, поскольку показывает нам, что некоторые из постулируемых обратных связей земной системы, включающие высокоширотные водно-болотные угодья, вечную мерзлоту или гидраты, еще не приводят к заметному увеличению содержания метана».

Вечная мерзлота — вечномерзлые породы и почвы — встречается на обширных участках высоких широт северного полушария. Эта земля содержит миллиарды тонн углерода, который может высвобождаться — в виде CO2 и/или метана — по мере того, как в регионе нагревается и оттаивает почва. Это пример «положительной обратной связи», когда по мере повышения глобальной температуры высвобождается больше парниковых газов, что усиливает потепление.

Исследование, проведенное Джонсом и его коллегами, показало, что увеличение выбросов CO2 и метана из водно-болотных угодий и таяние вечной мерзлоты по мере потепления климата может сократить углеродный баланс для температурных пределов Парижского соглашения примерно на пять лет.

Широко распространенное таяние вечной мерзлоты также обсуждалось как потенциальный «переломный момент» в системе Земля в ответ на потепление. (У Carbon Brief есть недавняя гостевая статья на эту тему.)

Хотя «по-прежнему крайне важно, чтобы мир возобновил свои усилия по достижению климатических целей Парижского соглашения», эти последние результаты показывают, что «мы еще не сбиты с толку существенными отзывами, которые еще больше усложнили бы задачу», — говорит Джонс.

Кроме того, «чрезвычайно важное» обновление бюджета метана является «отличным источником данных» для разработчиков моделей климата, стремящихся представить обратную связь между изменением климата и циклом метана в моделях системы Земли, добавляет Джонс.

Экспертный анализ прямо на ваш почтовый ящик.

Получите сводку всех важных статей и документов, отобранных Carbon Brief, по электронной почте. Узнайте больше о наших информационных бюллетенях здесь.
Вводя свой адрес электронной почты, вы соглашаетесь на обработку ваших данных в соответствии с нашей Политикой конфиденциальности.

Ваши данные будут обрабатываться в соответствии с нашей Политикой конфиденциальности.