لماذا الميثان من غازات الدفيئة التي تم التقليل من شأنها وكيف يتتبع العلماء انبعاثاتها

من أين يأتي الميثان ولماذا هو خطير؟

في عام 2018 ، تسبب الميثان (CH4) في حوالي 9.5٪ من جميع انبعاثات غازات الاحتباس الحراري في

استأثرت الولايات المتحدة بنتائج الأنشطةبشري. تشمل الأنشطة البشرية المتعلقة بانبعاثات غاز الميثان التسرب من أنظمة استخراج الغاز الطبيعي وتربية الماشية. ينبعث الميثان أيضًا من مصادر طبيعية مثل الأراضي الرطبة الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، تساعد العمليات الطبيعية في التربة والتفاعلات الكيميائية في الغلاف الجوي على إزالة الميثان من الغلاف الجوي. عمر الميثان في الغلاف الجوي أقصر بكثير من عمر ثاني أكسيد الكربون (CO2) ، لكن CH4 يلتقط الإشعاع بشكل أكثر كفاءة. يبلغ التعرض المقارن للميثان 25 ضعف التعرض لثاني أكسيد الكربون على مدى 100 عام

على الصعيد العالمي ، 50 إلى 65 في المائة من إجمالي انبعاثات الميثان ناتجة عن الأنشطة البشرية.

• الزراعة. الماشية مثل الماشية ،تنتج الخنازير والأغنام والماعز غاز الميثان كجزء من عملية الهضم الطبيعية. بالإضافة إلى ذلك ، يتولد هذا الغاز أثناء تخزين أو مناولة السماد الطبيعي. نظرًا لأن البشر يربون هذه الحيوانات من أجل الغذاء والمنتجات الأخرى ، يُعتقد أن الانبعاثات مرتبطة بالبشر. عند الجمع بين الانبعاثات من الماشية والسماد الطبيعي ، فإن القطاع الزراعي هو أكبر مصدر لانبعاثات غاز الميثان.
• الطاقة والصناعة. أنظمة الغاز الطبيعي والنفط في المرتبة الثانيةأكبر مصدر لانبعاثات غاز الميثان. هذا الغاز هو المكون الرئيسي للغاز الطبيعي في الولايات المتحدة. ينبعث الميثان في الغلاف الجوي أثناء إنتاج الغاز الطبيعي ومعالجته وتخزينه ونقله وتوزيعه ، وكذلك أثناء إنتاج ومعالجة ونقل وتخزين النفط الخام. يعد تعدين الفحم أيضًا مصدرًا لانبعاثات غاز الميثان.
• النفايات من المنازل والشركات. يتولد الميثان في مدافن النفايات أثناء التحللمعالجة النفايات ومياه الصرف الصحي. تعتبر مدافن النفايات ثالث أكبر مصدر لانبعاثات غاز الميثان في الولايات المتحدة. ينتج الميثان أيضًا من معالجة مياه الصرف الصحي المنزلية والصناعية وتحويلها إلى سماد.

ينبعث الميثان أيضًا من عدد من المواد الطبيعيةالمصادر. تعد الأراضي الرطبة الطبيعية أكبر مصدر لانبعاثات غاز الميثان من البكتيريا التي تحلل المواد العضوية في غياب الأكسجين. تشمل المصادر الأصغر النمل الأبيض والمحيطات والرواسب والبراكين وحرائق الغابات.

كيف تقلل انبعاثات الميثان؟

هناك عدة طرق لتقليل انبعاثات الميثان.وكالة حماية البيئة الأمريكية - وكالة حماية البيئة الأمريكية - لديها عدد من البرامج التطوعية لتقليل انبعاثات غاز الميثان بالإضافة إلى المبادرات التنظيمية. بالإضافة إلى ذلك ، تدعم الشركة مبادرة الميثان العالمية. إنها شراكة دولية تروج للاستراتيجيات العالمية لتقليل انبعاثات الميثان.

مصدر الانبعاث كيف تقلل الانبعاثات؟صناعةتحديث المعدات المستخدمة ليمكن أن يقلل استخراج النفط والغاز الطبيعي وتخزينه ونقله من العديد من التسريبات التي تساهم في انبعاثات غاز الميثان. يمكن أيضًا التقاط غاز الميثان من مناجم الفحم واستخدامه للحصول على الطاقة من خلال برنامج الغاز الطبيعي STAR وبرنامج التوعية بغاز الفحم الحجري (CMOP).الزراعةالميثان من طرق إدارة السماد يمكنتقليل والتقاط عن طريق تغيير استراتيجية إدارة السماد. بالإضافة إلى ذلك ، يمكن أن يؤدي تغيير ممارسات تغذية الحيوانات إلى تقليل الانبعاثات الناتجة عن التخمر المعوي. تعرف على المزيد حول ممارسات الثروة الحيوانية المحسنة من خلال مراجعة برنامج EPA AgSTAR.النفايات من المنازل والشركاتنظرًا لأن انبعاثات غاز الميثان من مدافن النفايات هي المصدر الرئيسي لانبعاثات الغازات في الولايات المتحدة ، فإن تدابير التحكم في الانبعاثات التي تلتقط الغاز من مدافن النفايات يمكن أن تساعد في استراتيجيات الحد من الانبعاثات.

لماذا من المهم محاربة الميثان؟

على الرغم من أن الميثان لا يبقى في الغلاف الجوي مثل هذاطالما أن ثاني أكسيد الكربون ، فهو أكثر ضررًا بالمناخ في البداية بسبب مدى كفاءته في امتصاص الحرارة. في العقدين الأولين بعد إطلاقه ، كان الميثان أقوى 84 مرة من ثاني أكسيد الكربون.

نظرًا لأن الميثان قوي جدًا وفي نفس الوقت تمتلك البشرية حلولًا تقلل من انبعاثاته ، فإن التعامل مع الميثان هو الطريقة الأسرع والأكثر فعالية لإبطاء معدل ارتفاع درجة حرارة الكوكب.

إذا تم إطلاق غاز الميثان في الهواء قبل الاستخدام- على سبيل المثال ، من أنبوب مسرب - يمتص الحرارة الشمسية ، ويسخن الغلاف الجوي. ولهذا السبب يعتبر من غازات الدفيئة مثل ثاني أكسيد الكربون.

كيف تحل مشكلة الميثان؟

حتى وقت قريب ، لم يكن معروفًا سوى القليلأين حدثت التسريبات وأفضل طريقة لإصلاحها. في عام 2012 ، بدأت EDF سلسلة من الدراسات لتحديد التسريبات بشكل أفضل وإيجاد الحلول.

ملخص لـ 16 دراسة عبر سلسلة التوريد الأمريكيةيظهر انبعاثات غاز الميثان أعلى بكثير مما كان مقدرا في الأصل في مايو 2016 ، وافقت وكالة حماية البيئة على أول لائحة وطنية على الإطلاق للحد بشكل مباشر من انبعاثات الميثان من عمليات النفط والغاز ، مما يفتح فرصة جديدة للحد من تلوث المناخ في الوقت الحالي ، تسعى وكالة حماية البيئة الأمريكية إلى وضع لوائح تحمي سكان الولايات المتحدة من تلوث غاز الميثان.

مشروع وكالة حماية البيئة - برنامج Google Earth Outreach - يساعدتصور التسريبات الخطرة المناخية الموجودة في المجتمعات المحلية. لماذا هو مهم؟ إن زيادة الوعي بحجم وتأثير تسربات الميثان أمر ضروري لوضع سياسة فعالة.

حتى الآن ، تم إنشاء تقنية أخرى ،مما يساعد على تحديد آثار الميثان. ظهر قمر صناعي جديد قوي في السماء لرصد انبعاثات غاز الميثان ، أحد الغازات الرئيسية التي تؤثر على تغير المناخ بفعل الإنسان.

ما هي التطورات لمكافحة الميثان؟

أحدث قمر صناعي لمراقبة غاز الميثان

المركبة الفضائية المعروفة باسم Iris canعرض أعمدة الميثان في الغلاف الجوي بدقة 25 مترًا فقط. وهذا يجعل من الممكن تحديد المصادر الفردية للميثان ، على سبيل المثال ، مرافق النفط والغاز المحددة

تم إطلاق Iris من قبل الشركة الكندية GHGSat (مراقبة الانبعاثات العالمية) في مونتريال في 2 سبتمبر. إنها رائدة في كوكبة من 10 مركبات فضائية ستظهر بحلول نهاية عام 2022.

المحاولة الأولى لـ Iris لتسجيل إطلاق كبير للميثان

وأجريت ملاحظات على تركمانستان فيالمنطقة التي لوحظت فيها أعمدة كبيرة من النفط والغاز في السابق. يُظهر الاكتشاف ، المتراكب على صورة جوية قياسية ، تركيزات غاز الميثان في الهواء فوق مستويات الخلفية العادية.

"ما زلنا بحاجة إلى العمل على المعايرة ،والتي ستتيح لنا بعد ذلك التحقق من عتبة الكشف والخصائص النهائية للقمر الصناعي. وقال ستيفان جيرمان ، الرئيس التنفيذي لشركة GHGSat ، لبي بي سي نيوز ، إن جودة الصورة استثنائية بكل المقاييس.

تعمل GHGSat بالفعل مع المشغلين المنظمينالسلطات وأصحاب المصلحة الآخرين لتحديد خصائص هذه الانبعاثات باستخدام نموذج أولي للقمر الصناعي يسمى كلير ، والذي أطلقته في عام 2016. يوفر الوجود المداري لـ Iris للشركة تدفقًا إضافيًا من البيانات التي تنوي الآن تفسيرها. في مركز أبحاث جديد بالمملكة المتحدة من المقرر افتتاحه في إدنبرة ولندن في الأسابيع المقبلة.

يوضح الدكتور جيرمان أن "هناك قدرة عالمية المستوى فيما نقوم به في المملكة المتحدة ، ليس فقط في التحليلات ، ولكن أيضًا في أنظمة المركبات الفضائية التي تهمنا."

القمر الصناعي Sentinel-5P من وكالة الفضاء الأوروبية

عززت GHGSat مؤخرًا علاقاتها مع وكالة الفضاء الأوروبية ، التي تشغل القمر الصناعي Sentinel-5P التابع للاتحاد الأوروبي.

كما تراقب غاز الميثان عن طريق أخذ لقطات عالمية يومية للغاز. ولكن بدقة 7 كيلومترات ، فإن بياناته أقل دلالة بكثير من بيانات Iris و Claire.

ESA

لكن إذا كنت تستخدم كلا القمرين الصناعيين معًا ، فإنهما يشكلان شيئًا مثل فريق الأحلام لاستكشاف الميثان ، كما يقول العلماء.

"يمكنهم (Sentinel-5P) رؤية العالم بأسره الجميعيوم. لا نستطيع أن نفعل هذا. لكن يمكننا رؤية الأشياء الفردية. لا يمكنهم فعل ذلك. لذا ، حقًا ، هذا مزيج رائع ، ويخلق علاقة جيدة جدًا مع وكالة الفضاء الأوروبية ، وأعتقد أننا بدأنا للتو في التطور إلى شيء أكثر من ذلك بكثير ".

يتم اختبار القمر الصناعي القادم لغازات الدفيئة ، هوغو ، ومن المتوقع إطلاقه في وقت لاحق من هذا العام.

تلقت الشركة مؤخرًا 30 مليون دولار من التمويل الإضافي الذي يسمح لها ببناء ثلاث مركبات فضائية ستتبع هوغو في المدار.

مشكلة الميثان العالمية. ما هي صعوبة المحاسبة عنها؟

ميزانية الميثان

الميثان من غازات الدفيئة القوية وهوثاني أكبر عامل احترار عالمي من صنع الإنسان بعد ثاني أكسيد الكربون. لكل وحدة كتلة ، يكون الميثان أقوى بنسبة 84-86 مرة من ثاني أكسيد الكربون في 20 عامًا وأقوى 28-34 مرة في 100 عام.

تسمح لك ميزانية الميثان العالمية بتتبع مصدر انبعاث الميثان ، وكم تمتصه "الأحواض" ، وبالتالي الكمية المتبقية في الغلاف الجوي.

ميزانية الميثان هي مبادرة عالميةمشروع الكربون (GCP) ، وهو برنامج بحث دولي يهدف إلى "تكوين صورة كاملة لدورة الكربون العالمية". تأسست GCP في عام 2001 ، وتقدم تحديثات سنوية حول انبعاثات الكربون العالمية.

الميثان "أكثر تعقيدًا بعض الشيء" ، كما توضح الدكتورة مارييل سونوا ، الأستاذة المساعدة في جامعة فرساي في سان كوينتين في فرنسا ، والتي تقود ميزانية الميثان العالمية.

الصعوبة ترجع جزئيا إلى حقيقة أن ليتطلب إنشاء ميزانية الميثان عمليات تشغيل نموذجية طويلة تستغرق وقتًا. سيستغرق الأمر الكثير من الموارد بالنسبة للمجتمع العلمي لتحديث البيانات كل عام. نتيجة لذلك ، يتم تحديث ميزانية الميثان كل سنتين إلى ثلاث سنوات.

هناك منشور ثالث ظهر في ورقة بيضاء في بيانات علوم نظام الأرض وورقة مصاحبة "تطلعية" في رسائل الأبحاث البيئية.

نهج مزدوج لميزانية الميثان

يستخدم ميزان الميثان العالمي طريقتين مختلفتين لتقدير المصادر والمصارف.

• النهج الأول هو "من أسفل إلى أعلى" ، أييركز على انبعاثات الميثان عند المصدر. يستخدم بيانات الانبعاثات التي يتم الإبلاغ عنها من قبل البلدان الفردية في قوائم الجرد الوطنية لغازات الاحتباس الحراري في الأمم المتحدة. تغطي قوائم الجرد هذه المصادر البشرية مثل استخدام الوقود الأحفوري وتربية الحيوانات وزراعة الأرز ومكبات النفايات.

  يتم تلخيص هذه التقديرات بمحاكاة أخرىمصادر الميثان مثل الأراضي الرطبة وحرائق الغابات والنمل الأبيض. على سبيل المثال ، يتم دمج بيانات الأقمار الصناعية في المنطقة العالمية التي احترقتها الحرائق مع النماذج التي "تأخذ في الاعتبار نوع الغطاء النباتي المحترق ، والمنطقة المحروقة ، ومدة الحريق ، ونوع الحريق ،" يوضح سونوا.

• الطريقة الثانية تسمى أعلى لأسفل.يبدأ بملاحظة تركيزات الميثان على مستوى العالم ويعمل بشكل عكسي ، باستخدام عمليات المحاكاة لتقدير مكان نشأتها.

أي من النهجين هو الكمال ، وهاتان الطريقتان ، حسب العلماء ، "غير متوافقة" لكن النهج المزدوج له مزاياه. يقول الدكتور سانوا إن النهج التنازلي "هو تقدير أكثر موثوقية للإجمالي العالمي" لانبعاثات غاز الميثان ، لكن التقديرات التصاعدية تستخدم لتحديد الانبعاثات في مناطق وقطاعات معينة.

على سبيل المثال ، الانبعاثات من الأراضي الرطبة والمياه العذبةمن الصعب تقييم المياه بشكل خاص ، مما يعني وجود "تباين كبير" بين الأعداد التنازلية والصاعدة ، كما يقول صنوى. وتضيف أن هذا يرجع بشكل خاص إلى حقيقة أن المصادر تتداخل ، وبالتالي يمكن تصنيفها في أكثر من فئة واحدة.

أين يوجد معظم الميثان؟

يقول الباحثون أنه في ثلاث مناطق -شهدت إفريقيا والشرق الأوسط والصين وجنوب آسيا وأوقيانوسيا - أكبر الزيادات في انبعاثات غاز الميثان. في كل حالة ، زادت الانبعاثات بمقدار 10-15 مليون طن بين متوسط ​​2000-2006. و 2017

كان النمو الأكبر التالي 5.0-6.7 مليون طن في أمريكا الشمالية ، وكما تظهر الميزانية ، يرجع ذلك أساسًا إلى زيادة 4.4-5.1 مليون طن في الولايات المتحدة.

في المقابل ، شهدت أوروبا انخفاضًا طفيفًا في الانبعاثات ، بنحو 1.6-4.3 مليون طن ، ويرجع ذلك أساسًا إلى انخفاض الانبعاثات من الزراعة.

وهذا مخالف للاتجاه الذي شوهد في مناطق أخرى ، حيث كانت زيادة الانبعاثات الزراعية السبب الرئيسي لزيادة إجمالي الانبعاثات في أفريقيا وجنوب آسيا وأوقيانوسيا.

بالنسبة للوقود الأحفوري ، أكبر زيادةتم تسجيل انبعاثات الميثان - 5-12 مليار طن - في الصين ، بينما في أمريكا الشمالية وأفريقيا وجنوب آسيا وأوقيانوسيا كانت هناك زيادة قدرها 4-6 ملايين طن. زادت انبعاثات الميثان المرتبطة بالوقود الأحفوري في الولايات المتحدة بمقدار 3.4-4.0 مليون طن.

يجب ألا يغيب عن البال ، مع ذلك ، أن الدراسات الحديثة أظهرت أنه على الرغم من الأعداد الهائلة ، فإن انبعاثات الميثان من الوقود الأحفوري "تم التقليل من شأنها بشكل كبير".

اقرأ أيضا

تبين أن نهر Doomsday الجليدي أكثر خطورة مما اعتقد العلماء. نقول الشيء الرئيسي

استبدل GitHub مصطلح "رئيسي" بمكافئ محايد

ظهر دليلان على وجود حياة خارج كوكب الأرض في وقت واحد. واحد على كوكب الزهرة والآخر - لا أحد يعرف أين