poniedziałek, 5 sierpnia 2019

EGO: Czy metanowa bomba jest gotowa do odpalenia? (2)



Wzrost wykładniczy


Kilka źródeł twierdzi, że koncentracja metanu w atmosferze zaczęła wzrastać wykładniczo i jest najwyższa w Arktyce, tak więc jest to dowód na to, że Arktyka jest jego źródłem.

A oto ostatni zapis koncentracji metanu w atmosferze:


Globalne średnie stężenia metanu (na powierzchni Ziemi w odległej troposferze morskiej) w latach 1998-2018 (u góry) i jego sygnatura izotopowa (u dołu). Dłuższy rekord z Arktyki można znaleźć tutaj. Źródło: Nisbet i in. (2019) GBC

Wyraźnie nastąpił wzrost globalnych stężeń metanu od około 2007 r. i szybszy od 2015 r. Ale wzrost nie jest wykładniczy, ani w wąskiej definicji matematycznej, ani w szerszym znaczeniu ciągłego przyspieszania. Długoterminowe trendy w metanie są znacznie bardziej nieregularne niż płynny wzrost CO2, na przykład 8-letnia przerwa (z niepewnymi przyczynami, ale prawdopodobnie z szybszym rozpadem metanu) przed wznowieniem wzrostu w 2007 r. Niektóre źródła próbują projektować wzrost wykładniczy w oparciu o to, ale są one oparte na ekstrapolacji z kilku selektywnie wybranych punktów danych za pomocą słabych technik dopasowywania trendów, które ignorują rzeczywistą dynamikę tego, co napędza wzrost (jak wyjaśniono w naszym poprzednim sprawdzeniu faktów dotyczących lodu morskiego w Arktyce). Ale skąd pochodzi ten ostatni wzrost stężeń metanu?

Źródła metanu mogą być trudne do sprecyzowania, ale naukowcy mogą użyć znaczników, takich jak sygnatura izotopowa (stosunek ilości cięższych i lżejszych atomów tego samego pierwiastka) i wzorców globalnych, aby zawęzić. Modelowanie z wykorzystaniem tych izotopów i wzorców koncentracji wskazuje, że ostatni wzrost pochodzi głównie ze źródeł tropikalnych lub subtropikalnych (np. z rolnictwa lub terenów podmokłych), paliw kopalnych (np. wycieków gazu ziemnego) i / lub spowolnienia tempa rozpadu metanu w atmosferze. Modelowanie to wskazuje również, że po 2007 r. W większości nie pochodzi z regionów polarnych, co wykluczałoby arktyczną wieczną zmarzlinę lub hydraty metanu jako siłę napędową niedawnego wzrostu.


MethaneInfographic2016. Ilustracja Globalnego Budżetu Metanu na lata 2003-2012. Należy pamiętać, że wieczna zmarzlina i emisje hydratów są ujęte w „Innych emisjach naturalnych”, a duży spadek „reakcji chemicznych w atmosferze” (głównie z wolnych rodników). Źródło: Global Carbon Project  

Jest to również zgodne z globalnymi budżetami na metan, które próbują zmierzyć źródła i pochłanianie metanu na całym świecie i nie znalazły znaczącego wzrostu dla metanu arktycznego (około 1 TgCH4/rok z wiecznej zmarzliny i 2 TgCH4/rok z hydratów). Chociaż niektóre z tych szacunków są bardziej niepewne niż dla CO2, nie oznacza to, że nie ma rozsądnego konsensusu (jak twierdzą niektórzy) co do ogólnej tendencji, zwłaszcza w odniesieniu do rozbieżności między źródłami a spadkami, która napędza obserwowany wzrost. Ponieważ dla każdego źródła istnieje dość duża niepewność, ale większa jest pewność co do całkowitej różnicy źródło/wsiąkanie, odkrycie, że jedno źródło jest większe niż wcześniej szacowano, oznaczałoby, że inne byłyby raczej mniejsze, niż to zliczanie jako określony ogólny wzrost w emisjach. Podobnie jak w przypadku sceptycyzmu klimatycznego, obecność niepewności i debaty nad szczegółami głównego nurtu rozumienia metanu atmosferycznego nie stanowi przeciwnej alternatywy równie prawdopodobnej i godnej równej wiarygodności.


Trudny do skoncentrowania


Niektórzy kwestionują jednak znaczenie globalnego średniego zapisu stężenia metanu i wskazują na wyższe stężenia wykrywane wysoko nad Arktyką jako dowód na wyciek metanu w Arktyce. Jest to uzasadnione twierdzeniami, że Ocean Arktyczny jest niedostatecznie próbkowany na powierzchni, a różnica między stężeniami na powierzchni i na średnich wysokościach wspiera źródło hydratu metanu powodujące pióropusze metanu. 

Ale podczas gdy stężenia metanu w Arktyce są często wyższe niż średnia globalna, nie oznacza to, że jest to miejsce, z którego pochodzi metan. Większość emisji metanu pochodzi z półkuli północnej, ponieważ ma większy obszar lądowy niż południe, a więc zawiera więcej kluczowych źródeł metanu, takich jak tereny podmokłe (i ludzie!). Ponieważ Arktyka leży w centrum półkuli północnej, efekt ten jest tam bardzo odczuwalny. Stężenia metanu w dużym stopniu zależą również od innych czynników, w tym szybkości jego rozpadu przez substancje chemiczne znane jako wolne rodniki, których jest mniej na biegunach i więcej w kierunku tropików. Łącznie ogólny efekt jest taki, że nieco więcej metanu i tak naturalnie gromadzi się na półkuli północnej, a zwłaszcza w Arktyce.

Koncentracje metanu w atmosferze na średnich wysokościach w styczniu 2016 roku. Widać z tego wyraźnie, że największe koncentracje CH4 występują nad półkulą północną Ziemi. Źródło: NASA Earth Observatory mapa wg Joshua Stevens, wykorzystano dane AIRS.

Innym problemem związanym z tymi twierdzeniami jest to, że przedstawione dane są często skrajną wartością wybieraną z surowych nieprzetworzonych danych w ciągu jednego dnia lub tygodnia (np. 1,2,3). Wartości te są często znacznie powyżej czasów przed i po, sprawiając, że sytuacja wydaje się znacznie gorsza niż jest w rzeczywistości. Aby dane były użyteczne, chociaż muszą być interpretowane w pełnym kontekście, podobnie jak jeden tydzień intensywnej zimnej pogody nie obala długoterminowego trendu globalnego ocieplenia. Globalny trend określa całkowity wpływ metanu na globalne ocieplenie, a nie tymczasowe lokalne wahania. Mogą one mieć wiele przyczyn (np. wzorce pogodowe i lokalne współczynniki zaniku) innych niż wzrost źródeł metanu.

Wreszcie, twierdzenia, że niejednolite zbiory danych z powierzchni oceanu oznaczają, że nie doceniamy stężenia metanu w Arktyce, również ignorują dane dostarczane przez satelity na wszystkich wysokościach, jak również ogólne ograniczenia zapewniane przez globalne budżety metanu, które wykorzystują wiele różnych typów danych i metod . Śledzenie metanu i budżety nie zależą wyłącznie od danych stacji naziemnej, które uzupełniają inne metody. 

Jest to związane z twierdzeniem, że stacje pomiarowe i satelity nie dostrzegają intensywnych pióropuszy metanu wznoszących się z arktycznych hydratów metanu, i że jest to wspierane przez wyższe stężenia metanu na średnich wysokościach po rozłożeniu. Nie ma jednak dowodów na istnienie super skoncentrowanych pióropuszy, które prawie nie rozprzestrzeniają się w niższej atmosferze (pomimo wyraźnych dowodów na istnienie regionów polarnych o bardziej skutecznym poziomym niż pionowym transporcie metanu), a także istnieje wiele innych mechanizmów napędzających wyższe stężenia w górę. Pomiary i modele metanu atmosferycznego pokazują, że metan rozpada się znacznie szybciej na powierzchni (w ciągu ok. 1 roku) niż środkowa górna troposfera (tj. atmosfera na średnich wysokościach, gdzie trwa ok. 12 lat), a zwłaszcza w okresie polarnej zimy w ostatnim czasie (ok. 1000 lat).

Oprócz tego metan powierzchniowy i średniotonowy ma odwrotne cykle roczne, przy najniższych stężeniach powierzchniowych (z powodu szybszego rozkładu) i najwyższych stężeniach wysokościowych (z powodu zwiększonej konwekcji w górę i wyższej tropopauzy) w arktycznym lecie i występku odwrotnie. To naturalnie prowadzi do wyższych stężeń metanu na średnich wysokościach niż na powierzchni. Zmieniające się nachylenie w marcu, przytaczane jako dowód smug metanu, prawdopodobnie wynika z tego letniego kontrastu między stężeniami powierzchniowymi i średnimi wysokościami przybywającymi wcześniej w roku z cieplejszymi źródłami. Stosowanie profili metanu w połowie lata bez wątpienia pokazałoby stały, długoterminowy wzór.


Podsumowanie


Więcej metanu - silnego gazu cieplarnianego - prawdopodobnie będzie emitowane z wiecznej zmarzliny w Arktyce, niż pierwotnie przewidywał IPCC, ale nowoczesne modele zaczęły nadrabiać zaległości i lepiej je określać. Emisje wiecznej zmarzliny prawdopodobnie doprowadzą do ok. 0,15-0,3°C dodatkowego ocieplenia o 2100 w scenariuszach niskiej emisji i do ok. 0,5-0,6°C w scenariuszach wysokiej emisji. Ale nie ma dowodów na masowe uwalnianie czystego metanu w ciągu zaledwie kilku lat, teraz lub w przeszłości. Podobnie, chociaż pojawiły się dowody na to, że emisje metanu z podmorskiej arktycznej zmarzliny na Wschodniosyberyjskim Szelfie Arktycznym są większe niż przewidywano, niewiele jest dowodów na istnienie ogromnego zbiornika metastabilnych hydratów metanu tuż pod powierzchnią, które mogłyby nagle przeciekać i wywoływać ekstremalne ocieplenie.

Stężenia metanu w atmosferze zaczęły ponownie rosnąć po 2007 r. i szybciej od 2015 r., ale wzrost nie jest wykładniczy, a najbardziej prawdopodobnymi czynnikami są raczej tropiki niż Arktyka. Chociaż wciąż istnieją duże wątpliwości dotyczące poszczególnych źródeł metanu i szacunków dotyczących pochłaniania, wciąż istnieje rozsądny konsensus w sprawie ogólnej globalnej równowagi i trendów. A wyższe stężenia metanu na średnich wysokościach nad Arktyką (z sporadycznymi bardzo wysokimi odczytami lokalnymi) są głównie spowodowane regionalną dynamiką atmosfery, a nie niewykrywalnymi pióropuszami metanu.

Najbardziej prawdopodobna sytuacja to stopniowy wzrost przewlekłego wycieku dodatkowego metanu i CO2 z Arktyki w nadchodzących dekadach i stuleciach, a nie nagła „bomba metanowa”. Będzie to stopniowe wzmacnianie napędzanego przez człowieka globalnego ocieplenia, sprawiając, że pozostanie w ramach ustaleń paryskich o 1,5-2°C będzie jeszcze trudniejsze i pilniejsze.

Dr David A. McKay
- Uniwersytet Sztokholmski

Moje 3 grosze


Przepraszam za chropawy przekład, ale artykuł był napisany dość specjalistycznym językiem i niektóre niuanse mogły umknąć mej uwagi lub zostać pominięte. Mam jednak nadzieję, że oddałem główne myśli Autora.

Jakby na to nie patrzyć, scenariusz jest nieciekawy, bo ocieplenie nawet o 1°C będzie kolejnym stopniem eskalacji gwałtownych zmian pogodowych, które będą uprzykrzać ludzkie życie w XXI wieku. I nie ma się co łudzić – Ludzkość nie będzie w stanie (z różnych względów) zatrzymać rozpędzonej machiny industrializacji, która jest warunkiem sine qua non panowania niektórych krajów nad innymi, a sama stała się wykładnikiem tzw. rozwoju, w imie którego człowieki nie liczy się z Naturą i Jej prawami. Emizja gazów cieplarnianych wzmagających EGO jest tylko jednym z powodów jego utrzymywania się i pogłębiania.

Tak nawiasem mówiąc, to za masowe samobójstwa wielorybów i w ogóle waleni może być odpowiedzialny właśnie metan, który ma działanie oszałamiające i działając na mózgi morskich ssaków powoduje to, że będące „na haju” zwierzęta same wyrzucają się na brzeg w stanie „wzlotu”. To może być właśnie efekt zatrucia metanem i siarkowodorem z morskich głębin.  

Być może także wielkie tsunami z 2004 na Oceanie Indyjskim i w 2011 roku na Pacyfiku również zostały wzmocnione przez dodatkowy ulot gazów z dna morskiego, dzięki czemu fale wywołane przez trzęsienie dna oceanicznego dostały dodatkowego „dubla” i doprowadziły do tragedii, które przeraziły świat.

Tak czy owak, należy się temu prezyjrzeć, bo można się obawiać nie tyle na oszałamiające działanie metanu, ale na to, że metan zmieszany z powietrzem w stężeniu 4,5-15% stanowi mieszaninę wybuchową. Kto wie, czy obserowane w Trójkącie Bermudzkim i Trójkące Smoka tzw. „grzmoty niebieskie” albo „uminari” są właśnie takimi eksplozjami?

Ale to już temat z innej ballady…   


Przekład z angielskiego - ©R.K.F. Leśniakiewicz