Изменение химического состава атмосферы во время пандемии covid привело к резкому повышению концентрации метана, что вызвало опасения по поводу того, что очистка окружающей среды от загрязнений может иметь аналогичные побочные эффекты в будущем
Снижение уровня загрязнения во время карантина из-за covid изменило химический состав атмосферы, что привело к резкому повышению уровня метана, что имеет серьезные последствия для будущего глобального потепления.
Содержание метана в атмосфере сохраняется всего около десяти лет, но нагревает Землю гораздо сильнее, чем CO2. Его концентрация растет с 1980-х годов, первоначально в основном из-за выбросов в атмосферу и утечек при производстве ископаемого топлива. За последние два десятилетия эти выбросы усугубились ростом числа микробов, разлагающих органические материалы на водно-болотных угодьях, в сельском хозяйстве и на свалках.
В 2020-2022 годах количество метана в атмосфере неожиданно возросло с примерно 20 миллионов тонн в год до примерно 40 миллионов тонн в год, а затем вернулось к примерно 20 миллионам в 2023 году. Новое исследование предполагает, что основная причина заключается в том, что карантин из-за covid привел 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 (OH), которые расщепляют метан. Чем меньше NOx, тем больше метана.
“Это похоже на похмелье или что-то в этом роде из-за нашей зависимости от ископаемого топлива”, — говорит Мэтью Джонсон из Копенгагенского университета в Дании, который не принимал участия в исследовании. “Мы выбрасываем загрязнение [метаном] и катализатор одновременно, поэтому, если мы сократим выбросы катализатора, загрязнение возьмет верх”.
Предыдущее исследование, проведенное Шуши Пенгом (Shushi Peng) из Пекинского университета в Китае и его коллегами, посвященное 2020 году, в равной степени объясняло всплеск выбросов метана снижением уровня гидроксильных радикалов и увеличением выбросов метана из водно-болотных угодий. Но исследователи были удивлены, когда в 2021 и 2022 годах темпы роста выбросов метана продолжили расти, несмотря на оживление мировой экономики. В новом исследовании, также проведенном командой Пенга, делается попытка объяснить, почему.
Гидроксильные радикалы слишком эфемерны, чтобы их можно было измерить, хотя количество газов, которые их производят, можно измерить с помощью спутников. Также необходимо оценить выбросы метана в атмосферу природными и антропогенными факторами. Исследователи моделировали как эти наземные источники, так и атмосферный сток гидроксильных радикалов, пока не получили результаты, которые соответствовали измерениям концентрации метана.
Они пришли к выводу, что снижение уровня гидроксильных радикалов в 2020-21 годах и восстановление в 2022-23 годах обусловили 83% изменений в темпах роста выбросов метана. По словам Пенга, в 2021 году выбросы авиации оставались на низком уровне, а транспорту и судоходству потребовалось время, чтобы восстановиться.
Исследователи обнаружили, что увеличение выбросов метана из водно-болотных угодий и внутренних водоемов привело к дальнейшему росту выбросов. Климатическая фаза Ла-Нинья привела к увеличению количества осадков в Центральной Африке в 2020-22 годах, что привело к расширению водно-болотных угодий Судд и Кювет-Сентраль и увеличению выбросов метана. Более влажная погода также привела к увеличению выбросов на рисовых полях в Южной и Юго-Восточной Азии. Кроме того, потепление привело к увеличению выбросов метана из арктических водно-болотных угодий.
Снижение уровня загрязнения NOx по мере того, как такие страны, как Китай и Индия, электрифицируют свою экономику, может снова ускорить темпы роста выбросов метана, предупреждает Пэн.
“Воздух будет становиться все более и более чистым, а это значит, что в атмосферу будет попадать все меньше и меньше метана”, — говорит он. “Поэтому нам нужно сокращать все больше и больше антропогенных выбросов”.
Но в то время как некоторые климатические модели предсказывают, что количество гидроксильных радикалов уменьшится, другие прогнозируют, что оно увеличится. Сложность оценки концентраций гидроксильных радикалов также может поставить под сомнение результаты этого исследования.
“Я удивлен, что изменения в содержании OH важнее, чем изменения в выбросах”, — говорит Пол Палмер из Эдинбургского университета, Великобритания. “Если это так, то необходимо пересмотреть то, что контролирует содержание OH в глобальной тропосфере”.
Завышенная оценка гидроксильных радикалов может “замаскировать истинные масштабы изменения выбросов метана”, добавляет он.
Независимо от гидроксильных радикалов, ожидается, что выбросы метана из водно-болотных угодий будут продолжать расти, поскольку глобальное потепление увеличивает количество осадков и повышает активность микроорганизмов во многих местах. Это означает, что человечество должно сократить собственные выбросы метана, чтобы ограничить изменение климата.
В комментарии, опубликованном вместе с новым исследованием, Юэн Нисбет из Лондонского университета Ройял Холлоуэй и Мартин Мэннинг из Университета Виктории в Веллингтоне, Новая Зеландия, говорят, что Китай и Индия могут “легко выиграть”, улавливая метан, который выбрасывается из угольных шахт, свалок и очистных сооружений сточных вод. И в результате добычи нефти и газа по всему миру продолжают происходить утечки огромного количества метана.
“Мы должны что-то предпринять, потому что система начинает выходить из-под контроля”, — говорит Джонсон. “Мы просто наблюдаем тенденцию к увеличению выбросов метана из-за обратной связи с климатом”.