Köszönetnyilvánítás: NASA/Jesse Kirsch/Tracy Schohr jóvoltából
Ma a globális metánkibocsátás 60%-áért emberi források felelősek, elsősorban a fosszilis tüzelőanyagok elégetéséből, a hulladéklerakókban történő lebomlásból és a mezőgazdaságból. A metánkibocsátás közel negyede a mezőgazdasághoz köthető, amelynek nagy része az állattenyésztésből származik. A rizstermesztés és az élelmiszer-pazarlás szintén fontos forrása a mezőgazdasági metánnak, mivel az emberi fogyasztásra előállított élelmiszerek közel harmada elvész vagy elpazarolódik.
At NASA, a tudósok a globális metánköltségvetést tanulmányozzák, hogy jobban megértsék a metánkibocsátás elsődleges forrásait, és hogyan járulnak hozzá az éghajlatváltozáshoz. Az emberi források mellett a metán természetes körülmények között is keletkezik. A metán legnagyobb természetes forrása a vizes élőhelyek, amelyek a globális metánkibocsátás 30%-át teszik ki. A metánkibocsátás egyéb természetes forrásai az óceánok, a termeszek, az örök fagy, a növényzet és az erdőtüzek.
A légkör metánkoncentrációja van több mint kétszeresére nőtt az ipari forradalom óta az olaj, a gáz és a szén intenzív felhasználása, a marhahús és tejtermékek iránti növekvő kereslet, valamint a megnövekedett élelmiszer- és szerves hulladék termelés miatt. Bár a légköri metánkoncentráció növekedése a 20-as évek vége felé érezhetően lelassultth Században koncentrációk voltak jelentősen nőtt 2006 óta, ami valószínűleg az állattenyésztésből származó kibocsátás növekedése, a földgáztól való újbóli függés, valamint az elmúlt években a vizes élőhelyek és a globális felmelegedés eredménye.
A NASA új, háromdimenziós metánportréja a világ második legnagyobb üvegházhatást okozó felmelegedését mutatja, miközben áthalad a légkörön. A kibocsátási leltárakból és a vizes élőhelyek szimulációiból származó több adathalmazt egy nagy felbontású számítógépes modellben kombinálva a kutatók egy további eszközzel rendelkeznek ennek a bonyolult gáznak, valamint a Föld szénciklusában, a légkör összetételében és az éghajlati rendszerben betöltött szerepének megértésére. Az új adatvizualizáció teljesebb képet ad a földi metánforrások sokféleségéről, valamint a gáz viselkedéséről, ahogy az a légkörben mozog. Köszönetnyilvánítás: NASA/Scientific Visualization Studio
Az üvegházhatás és a metán
Az üvegházhatású gázok, köztük a metán, hozzájárulnak a kémiai reakciókhoz és az éghajlati visszacsatolásokhoz. Az üvegházhatású gázok molekulái hőtakaróként hatnak a napenergiára. A Napból származó energiát elnyeli a Föld felszíne, bár ennek egy része visszaverődik a légkörben. Az elnyelt energia infravörös hullámhosszakon is újra kibocsátásra kerül. A visszavert és újra kibocsátott energia egy része visszakerül a világűrbe, de a többit az üvegházhatású gázok a légkörbe zárják. Idővel a felfogott hő felmelegíti éghajlatunkat, növelve a globális hőmérsékletet.
A légkörünkben lévő üvegházhatású gázok úgy viselkednek, mint egy takaró, amely felfogja a Nap hőjét. Ez a globális hőmérséklet emelkedését okozza az üvegházhatású gázok mennyiségének növekedésével. Köszönetnyilvánítás: NASA/Jesse Kirsch
Az ember által előidézett hőmérséklet-emelkedés hatással lehet a természetes forrásokból felszabaduló metánra. Például az örökfagy természetes módon felolvadhat, és metánt bocsát ki a légkörbe, de az emberek megnövelték a permafroszt felolvadásának sebességét az ember okozta felmelegedés miatt.
A metán a világé a második legnagyobb mértékben hozzájárul a globális felmelegedéshez, szén-dioxid után. Bár a szén-dioxid nagyobb mennyiségben van jelen a légkörben, mint a metán, egyetlen metánmolekula hatékonyabban köti be a hőt, mint egyetlen molekula szén-dioxid.
A metánmolekulák élettartama azonban rövidebb, mint a szén-dioxid molekuláé, a természetes kémiai folyamatok miatt, amelyek gyorsabban súrolják ki a metánt a légkörből, mint a szén-dioxidot. Ez azt jelenti, hogy ha a metánkibocsátás csökkenne, és a metán természetes kémiai mosása megmaradna, a légköri metán drámai mértékben csökkenhetne mindössze tíz éven belül. A légkörbe kerülő metán mennyiségének csökkentése jelentős és szinte azonnali hatást gyakorolhat az éghajlatváltozás rövid távú hatásainak mérséklésére, és hozzájárulhat ahhoz, hogy a globális hőmérséklet-változás 2 fok alatt maradjon. Celsius.
Miért termelnek metánt a tehenek?
A szarvasmarhák, például a tejelő tehenek vagy a húsmarhák az emésztés melléktermékeként metánt termelnek. A szarvasmarha kérődző állatok, ami azt jelenti, hogy speciális emésztőrendszerük van, amely lehetővé teszi számukra olyan élelmiszerek feldolgozását, amelyeket az ember és a legtöbb más állat nem tud megemészteni, mint például a friss fű és a nyers gabona. Amikor a táplálék bejut a szarvasmarha gyomrába, az egy folyamaton megy keresztül, amelyet ún enterális erjedés: a mikrobák és baktériumok részben lebontják a táplálékrészecskéket, amelyek aztán a gyomor bendőnek nevezett részében erjednek. Ahogy az élelmiszer-részecskék erjednek, metánt termelnek. Minden alkalommal, amikor a szarvasmarha böfög – és kisebb mértékben felfújja – a metán kilökődik és a légkörbe kerül, ahol üvegházhatású gázként működik.
Metán gyors tények: A metán felelős a globális felmelegedés 20%-áért az ipari forradalom óta; 2018-ban az élelmiszerrendszer az emberi eredetű ÜHG-kibocsátás 33%-át tette ki; 2015-ben az állatállomány az Egyesült Államok metánkibocsátásának 10%-át okozta; A metán egy évszázad alatt körülbelül 30-szor erősebb, mint a CO2; Európa és az Északi-sarkvidék az egyetlen két régió, ahol a metánkibocsátás csökkent 2000-ről 2018-ra; A légkör metánkoncentrációja több mint kétszeresére nőtt az elmúlt 200 évben. Köszönetnyilvánítás: NASA/Jesse Kirsch
NASA Eyes on Methane
Míg a metánkoncentráció jól megfigyelhető, a kibocsátásokra számos tényező alapján kell következtetni. A NASA tudósai különféle módszereket alkalmaznak a metánkibocsátás nyomon követésére. A lehető legpontosabb becslések érdekében a világ különböző országaiból származó kibocsátási jegyzékeket használnak, szimulálják a vizes élőhelyek metánkibocsátását, és ezt kombinálják földi, légi és műholdas adatokkal légköri modellek segítségével.
Kaliforniában (és néhány más régióban) a kutatók a NASA Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer – Next Generation (Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer – Next Generation) vagy AVIRIS-NG-vel felszerelt repülőgépekkel repülnek, és erősen kalibrált adatokat gyűjtenek. Ezeket az adatokat a Kaliforniai metánfelmérés, a NASA, a California Air Resources Board és a California Energy Commission által közösen finanszírozott projekt a metánszivárgások gyors azonosítására és jelentésére.
Alaszkában és Északnyugat-Kanadában a NASA kutatói műholdak, repülőgépek és terepkutatások segítségével jobban megértsék a permafrost olvadásából származó metánkibocsátást az Arctic Boreal and Vulnerability Experiment, vagyis az ABoVE részeként. A kutatók felfedezték, hogy a szénben gazdag permafrost egyre gyorsabban olvad fel, valószínűleg az ember által előidézett klímaváltozás eredményeként, így az Északi-sarkvidék a metánkibocsátás fontos potenciális forrása. Tudományos becslések szerint ennek a régiónak a talaja ötször több szenet tárol, mint amennyit az elmúlt 200 évben minden emberi tevékenység kibocsátott.
A NASA kutatói az ABoVE-hoz és a California Methane Survey-hez hasonló küldetések adatait a metán légkörben való viselkedésére vonatkozó ismereteikkel kombinálva metán számítógépes modelleket készítenek. Ezek a modellek segíthetnek a tudósoknak és a döntéshozóknak megérteni a múltbeli, jelenlegi és jövőbeli légköri metánmintázatokat.
A metánkibocsátás csökkentése felé vezető utak
A kutatók számos területen vizsgálták a lehetséges megoldásokat a globális metánkibocsátás csökkentésére. Például, biogáz rendszerek csökkentse a metán kibocsátását azáltal, hogy az állatállományból, a terményekből, a vízből és az élelmiszerből származó hulladékot energiává alakítja. A biogázt ugyanazzal a természetes eljárással állítják elő, mint a hulladéklerakókban a szerves hulladék lebontására. A biogázrendszerek azonban a megtermelt gázt hasznosítják, és tiszta, megújuló és megbízható energiaforrásként használják fel, ahelyett, hogy üvegházhatású gázként engednék ki a légkörbe.
A University of California-Davis Ermias Kebreab professzor által vezetett tanulmány felfedezte, hogy néhány uncia hínár hozzáadásával több mint 82%-kal csökkenthető a metánkibocsátás.
Az ilyen típusú technológiai – és biológiai – innovációk több lehetőséget kínálhatnak a döntéshozóknak, a gazdálkodóknak és másoknak jövőbeli metánunk kezelésére.
