Varför metan är en underskattad växthusgas och hur forskare spårar dess utsläpp

Var kommer metan ifrån och varför är det farligt?

2018 stod metan (CH4) för cirka 9,5 % av alla utsläpp av växthusgaser i

USA stod för prestationsresultatperson. Mänskliga aktiviteter som bidrar till metanutsläpp inkluderar läckor från naturgasproduktionssystem och boskapsuppfödning. Metan frigörs också från naturliga källor som naturliga våtmarker. Dessutom bidrar naturliga processer i marken och kemiska reaktioner i atmosfären till att avlägsna CH4 från atmosfären. Metan har en mycket kortare livslängd i atmosfären än koldioxid (CO2), men CH4 är effektivare för att fånga in strålning. .Den jämförande effekten av CH4 är 25 gånger större än CO 2 under en 100-årsperiod.

I världen kommer 50 till 65 procent av de totala CH4-utsläppen från mänskliga aktiviteter. 

  • Lantbruk. Boskap som nötkreaturBoskap, grisar, får och getter producerar metan som en del av den normala matsmältningsprocessen. Det är också en gas som produceras när gödsel lagras eller bearbetas. Eftersom människor föder upp dessa djur för mat och andra produkter anses utsläppen vara relaterade till mänskliga aktiviteter. När boskaps- och gödselutsläppen kombineras är jordbrukssektorn den största källan till metanutsläpp.
  • Energi och industri. Naturgas- och oljesystem ärnäst största källan till metanutsläpp. Denna gas är huvudkomponenten i naturgas i USA. Metan släpps ut i atmosfären under produktion, bearbetning, lagring, transport och distribution av naturgas samt under produktion, bearbetning, transport och lagring av råolja. Kolbrytning är också en källa till CH4-utsläpp. 
  • Avfall från hem och företag. Metan bildas i deponier vid nedbrytningavlopps- och avloppsrening. Deponier är den tredje största källan till CH 4-utsläpp i USA. Metan produceras även vid rening av hushålls- och industriavloppsvatten och vid kompostering. 

Metan släpps också ut från ett antal naturliga ämnenkällor. Naturliga våtmarker är den största källan till CH4-utsläpp från bakterier som sönderdelar organiskt material i frånvaro av syre. Mindre källor inkluderar termiter, hav, sediment, vulkaner och skogsbränder.

Hur minskar metanutsläppen?

Det finns flera sätt att minska metanutsläppen.EPA – U.S. Environmental Protection Agency – har ett antal frivilliga program för att minska CH4-utsläppen utöver regulatoriska initiativ. Företaget stöder också Global Methane Initiative, ett internationellt partnerskap som uppmuntrar globala metanreduktionsstrategier.

Utsläppskälla Hur minskar utsläppen?IndustriModernisering av utrustning som används förutvinning, lagring och transport av olja och naturgas kan minska många av de läckor som bidrar till metanutsläpp. Metan från kolgruva kan också fångas upp och användas för energi genom Natural Gas STAR och Coalbed Methane Outreach Program (CMOP).LantbrukMetan från gödselhanteringsmetoder kan varaminska och fånga upp genom att ändra strategi för gödselhantering. Dessutom kan ändrade utfodringsmetoder för djur minska utsläppen från enterisk jäsning. Du kan lära dig mer om förbättrade djurhållningsmetoder genom att granska EPA AgSTAR-programmet.Avfall från hem och företagSedan utsläppet av metan påDeponier är en viktig källa till gasutsläpp i USA, utsläppskontroller som fångar upp gas från deponier kan hjälpa till med strategier för att minska utsläppen.

Varför är det viktigt att bekämpa metan?

Fast metan dröjer sig inte kvar i atmosfären sålänge som koldioxid är det till en början mycket mer destruktivt för klimatet på grund av hur effektivt det absorberar värme. Under de första två decennierna efter utsläppet är metan 84 gånger kraftfullare än koldioxid.

Eftersom metan är så kraftfullt och samtidigt har mänskligheten lösningar som minskar utsläppen, är hantering av metan det snabbaste och mest effektiva sättet att sänka uppvärmningshastigheten på planeten.

Om metan släpps ut i luften före användning- till exempel från ett läckande rör - det absorberar solvärme och värmer upp atmosfären. Av denna anledning anses det vara en växthusgas som koldioxid.

Hur löser man metanproblemet?

Fram till nyligen var lite känt omvar läckorna har inträffat och hur man bäst kan åtgärda dem. År 2012 inledde EDF en serie studier för att bättre identifiera läckor och hitta lösningar.

Sammanfattning av 16 studier över hela den amerikanska leveranskedjanvisar metanutsläppen betydligt högre än man ursprungligen trodde. I maj 2016 godkände EPA den första nationella regeln någonsin för att direkt begränsa metanutsläpp från olje- och gasverksamhet, vilket öppnar en ny möjlighet att minska klimatföroreningarna. För närvarande försöker den amerikanska miljöskyddsmyndigheten fastställa regler som skyddar invånare i USA från metanföroreningar.

EPA-projekt - Google Earth Outreach - Hjälpervisualisera klimatfarliga läckor som finns i lokala samhällen. Varför är det viktigt? Att öka medvetenheten om storleken och effekterna av metanläckor är avgörande för effektiv politikutveckling.

Hittills har en annan teknik skapats,vilket hjälper till att identifiera spår av metan. En kraftfull ny satellit har dykt upp på himlen för att övervaka utsläpp av metan, en av de viktigaste gaserna som påverkar klimatförändringar som orsakats av människor.

Vilken utveckling finns för att bekämpa metan?

Nyaste Iris-satelliten för metanövervakning

Rymdfarkosten känd som Iris mayvisa metanplommor i atmosfären med en upplösning på endast 25 meter. Detta gör det möjligt att identifiera enskilda metankällor, till exempel specifika olje- och gasanläggningar.

Iris lanserades av det kanadensiska företaget GHGSat (Global Emissions Monitoring) i Montreal den 2 september. Det är den första i en konstellation av 10 rymdfarkoster som kommer att anlända i slutet av 2022.

Iris första försök att upptäcka ett betydande metanutsläpp.

Observationer genomfördes över Turkmenistan, ien region där stora plymer från olje- och gasinfrastrukturen tidigare noterades. Detekteringen, ovanpå en standardbild från luften, visar koncentrationer av luftmetan över normala bakgrundsnivåer.

”Vi behöver fortfarande arbeta med kalibrering,vilket gör att vi kan kontrollera detekteringströskeln och satellitens slutliga prestanda. Men bildkvaliteten är fenomenal av alla standarder, säger GHGSats VD Stéphane Germain till BBC News.

GHGSat arbetar redan med operatörer som reglerarmyndigheter och andra intressenter för att karakterisera dessa utsläpp med hjälp av en prototypsatellit som heter Claire, som den lanserades 2016. Iris omloppsnärvaro ger företaget en ytterligare dataflöde som den nu tänker tolka. vid en ny brittisk tankesmedja som öppnar i Edinburgh och London under de kommande veckorna.

"Det finns förmåga i världsklass i vad vi gör i Storbritannien", förklarar Dr. Germain, "inte bara inom analys utan även i rymdskeppssystemen vi är intresserade av."

Sentinel-5P-satellit från ESA

GHGSat har nyligen förstärkt sina band med Europeiska rymdorganisationen, som driver EU: s Sentinel-5P-satellit.

Den övervakar också metan genom att ta dagliga globala ögonblicksbilder av gasen. Men vid 7 km upplösning är dess data mycket mindre avslöjande än Iris och Claires data.

ESA

Men lägg till om du använder båda satelliterna tillsammans, de bildar något som ett drömlag för metanutforskning, säger forskare.

”De (Sentinel-5P) kan se hela världen alladag. Vi kan inte göra detta. Men vi kan se enskilda objekt. De kan inte göra det. Så, verkligen, detta är en fantastisk kombination, och det skapar ett mycket bra förhållande med Europeiska rymdorganisationen, och jag tror att vi bara börjar växa till något mycket mer. "

GHG: s nästa satellit, Hugo, genomgår testning och förväntas lanseras senare i år.

Företaget fick nyligen 30 miljoner dollar i ytterligare finansiering som gör det möjligt att bygga tre rymdfarkoster som kommer att följa Hugo i omloppsbana.

Det globala metanproblemet. Vad är svårigheten att redovisa det?

Metanbudget

Metan är en potent växthusgas och är detden näst största bidragsgivaren till mänskligt orsakad global uppvärmning, efter CO2. Per massenhet är metan 84-86 gånger starkare än CO2 under 20 år och 28-34 gånger starkare under 100 år.

Med den globala metanbudgeten kan du spåra var metan släpps ut, hur mycket som absorberas av "sänkor" och därmed hur mycket som finns kvar i atmosfären.

Metanbudgeten är ett initiativ från GlobalCarbon Project (GCP), ett internationellt forskningsprogram som syftar till att "skapa en fullständig bild av den globala koldioxidcykeln". GCP grundades 2001 och tillhandahåller årliga uppdateringar om globala koldioxidutsläpp.

Metan är ”lite mer komplicerat”, förklarar Dr Mariel Saunois, biträdande professor vid universitetet i Versailles Saint-Quentin i Frankrike, som leder den globala metanbudgeten.

Svårigheten beror delvis på det faktum att förAtt generera en metanbudget kräver långa modellkörningar som tar tid. Det skulle ta för många resurser för det vetenskapliga samfundet att uppdatera uppgifterna varje år. Som ett resultat uppdateras metanbudgeten vartannat till vart tredje år.

Det finns en tredje publikation som publicerades i en vitbok i Earth System Science Data och ett medföljande "framåtblickande" papper i Environmental Research Letters.

Dubbla metoder för metanbudget

Den globala metanbalansen använder två olika metoder för att uppskatta källor och sänkor.

  • Det första tillvägagångssättet är "bottom-up", vilketfokuserar på metanutsläpp vid källan. Den använder utsläppsdata som rapporterats av enskilda länder i nationella växthusgasinventeringar till FN. Dessa inventeringar täcker antropogena källor som användning av fossila bränslen, boskapsuppfödning, risodling och deponier.

    Dessa uppskattningar sammanfattas med simuleringar av andrakällor till metan som våtmarker, skogsbränder och termiter. Satellitdata om det globala området som bränns av bränder kombineras till exempel med modeller som ”tar hänsyn till vilken typ av vegetation som bränns, ytan som bränns och brandens varaktighet och typen av eld”, förklarar Sonua.

  • Det andra tillvägagångssättet kallas top-down.Detta börjar med observationer av metankoncentrationer på global skala och arbetar baklänges, med hjälp av modellering för att uppskatta var de har sitt ursprung.

Ingen av metoderna är perfekt, ochdessa två metoder, enligt forskare, är "oförenliga". Men det dubbla tillvägagångssättet har sina fördelar. Top-down-metoden, säger Dr Sanua, "är en mer tillförlitlig uppskattning av den totala totala metanutsläppen, men uppifrån och upp-uppskattningar används för att bestämma utsläpp i specifika regioner och sektorer.

Till exempel utsläpp från våtmarker och sötvattenvatten är särskilt svårt att bedöma, vilket betyder "signifikant skillnad" mellan fallande och stigande antal, säger Sanua. Detta beror särskilt på det faktum att källorna överlappar varandra, tillägger hon, och därför kan de klassificeras i mer än en kategori.

Var är mest metan?

Forskare säger att i tre regioner -Afrika och Mellanöstern, Kina, Sydasien och Oceanien ser de största ökningarna av metanutsläppen. I varje fall ökade utsläppen med 10-15 miljoner ton mellan genomsnittet 2000-06. och 2017

Den näst största ökningen var på 5,0-6,7 miljoner ton i Nordamerika, och drevs främst av en ökning med 4,4-5,1 miljoner ton i USA, visar budgeten.

Däremot såg Europa en liten minskning av utsläppen med cirka 1,6-4,3 miljoner ton, främst på grund av lägre utsläpp från jordbruket.

Detta strider mot den trend som observerats i andra regioner, där ökande jordbruksutsläpp är den främsta orsaken till ökningen av de totala utsläppen i Afrika, Sydasien och Oceanien.

För fossila bränslen är den största ökningenmetanutsläpp - 5-12 miljarder ton — registrerades i Kina, där Nordamerika, Afrika, Sydasien och Oceanien hade en tillväxt på 4-6 miljoner ton. Fossila bränslerelaterade metanutsläpp i USA ökade med 3,4 miljoner till 4,0 miljoner ton.

Det är dock värt att överväga att de senaste studierna har visat att metanutsläpp från fossila bränslen trots det stora antalet "grovt underskattades."

Läs också

Doomsday-glaciären visade sig vara farligare än forskare trodde. Vi berättar det viktigaste

GitHub har ersatt termen "master" med en neutral motsvarighet

Två bevis på utomjordiskt liv uppstod på en gång. En på Venus, den andra - ingen vet var