Всплеск метана в 2020 году был связан со снижением загрязнения во время карантина

Снижение загрязнения во время карантина изменило химический состав атмосферы, что привело к резкому повышению уровня метана, что имеет тревожные последствия для будущего глобального потепления.

Метан сохраняется в атмосфере всего около десяти лет, но нагревает Землю гораздо сильнее, чем CO2. Его концентрации росли с 1980-х годов, первоначально в основном из-за выбросов и утечек во время добычи ископаемого топлива. За последние два десятилетия эти выбросы усугубились ростом количества микробов, разлагающих органический материал на водно-болотных угодьях, в сельском хозяйстве и на свалках.

В 2020-2022 годах увеличение содержания метана в атмосфере неожиданно выросло с примерно 20 миллионов тонн в год до примерно 40 миллионов тонн в год, а затем вернулось примерно до 20 миллионов в 2023 году. Новое исследование предполагает, что основная причина заключается в том, что карантинные меры привели к сокращению выбросов в таких секторах, как транспорт, авиация и судоходство, включая выбросы оксидов азота (NOx).

Эти соединения катализируют реакции в атмосфере, в результате которых образуются гидроксильные радикалы (ОН), расщепляющие метан. Меньше NOx обычно означает больше метана.

«Это похоже на похмелье или что-то из нашей зависимости от ископаемого топлива», — говорит Мэтью Джонсон из Копенгагенского университета в Дании, который не принимал участия в исследовании. «Мы излучаем [methane] загрязнение и катализатор одновременно, поэтому, если мы сократим выбросы катализатора, загрязнение возьмет верх».

Предыдущее исследование, проведенное Шуши Пэн из Пекинского университета в Китае и его коллеги, глядя только на 2020 год, возложили равную вину за выброс метана на уменьшение количества гидроксильных радикалов и увеличение выбросов метана из водно-болотных угодий. Но исследователи были удивлены, когда темпы роста метана продолжали расти в 2021 и 2022 годах, даже несмотря на восстановление мировой экономики. Новое исследование, также проведенное командой Пэна, пытается объяснить, почему.

Гидроксильные радикалы слишком эфемерны, чтобы их можно было измерить, хотя газы, которые их производят, можно измерить с помощью спутника. Также необходимо оценить естественные и антропогенные выбросы метана. Исследователи моделировали как эти наземные источники, так и поглотитель гидроксильных радикалов в атмосфере, пока не нашли результаты, которые соответствовали измерениям концентраций метана.

Они пришли к выводу, что снижение количества гидроксильных радикалов в 2020–2021 годах и восстановление в 2022–2023 годах объясняют 83 процента изменений в скорости роста метана. Авиационные выбросы оставались низкими в 2021 году, а транспорту и судоходству потребовалось время, чтобы восстановиться, говорит Пэн.

Исследователи обнаружили, что остальная часть всплеска вызвана увеличением выбросов метана из водно-болотных угодий и внутренних водоемов. Климатическая фаза Ла-Нинья привела к увеличению количества осадков в Центральной Африке в 2020-2022 годах, что привело к расширению водно-болотных угодий Судд и Центральный Кюветт и выделению большего количества метана. Более влажная погода также привела к увеличению выбросов с рисовых полей в Южной и Юго-Восточной Азии. Кроме того, потепление привело к увеличению выбросов метана из арктических водно-болотных угодий.

Снижение загрязнения NOx по мере того, как такие страны, как Китай и Индия, электрифицируют свою экономику, может снова ускорить темпы роста метана, предупреждает Пэн.

«Воздух будет становиться все более чистым, а это означает, что в атмосферу попадает все меньше и меньше метана», — говорит он. «Поэтому нам необходимо сокращать все больше и больше антропогенных выбросов».

Но в то время как некоторые климатические модели прогнозируют, что количество гидроксильных радикалов уменьшится, другие проект что они будут увеличиваться. Сложность оценки концентрации гидроксильных радикалов также может поставить под сомнение результаты этого исследования.

«Я удивлен, что изменения в OH более важны, чем изменения выбросов», — говорит Пол Палмер в Эдинбургском университете, Великобритания. «Если это правда, то необходим пересмотр того, что контролирует ОГ в глобальной тропосфере».

Переоценка гидроксильных радикалов может «замаскировать истинную величину изменения выбросов метана», добавляет он.

Ожидается, что независимо от гидроксильных радикалов выбросы метана из водно-болотных угодий будут продолжать расти, поскольку глобальное потепление увеличивает количество осадков и усиливает микробную активность во многих местах. Это означает, что человечество должно сократить собственные выбросы метана, чтобы ограничить изменение климата.

В комментарий опубликовано вместе с новым исследованием, Юан Нисбет в Ройял Холлоуэй, Лондонском университете и Мартин Мэннинг В Университете Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия, говорят, что Китай и Индия имеют «много потенциальных легких побед» за счет улавливания метана, который выбрасывается из угольных шахт, свалок и очистных сооружений. Огромные объемы метана продолжают вытекать в результате добычи нефти и газа по всему миру.

«Мы должны что-то делать, потому что система начинает выходить из-под контроля», — говорит Джонсон. «Мы просто наблюдаем резкий рост выбросов метана из-за климатической обратной связи».