Изменение химического состава атмосферы во время пандемии COVID-19 привело к резкому увеличению концентрации метана, что вызывает опасения по поводу того, что очистка от загрязнения может иметь аналогичные негативные последствия в будущем.
Введенные в 2020 году карантинные меры привели к снижению выбросов оксидов азота от транспорта. Тайфун Кошкун/Anadolu Agency via Getty Images
Снижение уровня загрязнения воздуха во время локдаунов, связанных с COVID-19, изменило химический состав атмосферы, что привело к резкому увеличению уровня метана и имеет тревожные последствия для будущего глобального потепления.
Метан сохраняется в атмосфере всего около десяти лет, но нагревает Землю гораздо сильнее, чем CO2. Его концентрация увеличивается с 1980-х годов, первоначально в основном из-за выбросов и утечек при добыче ископаемого топлива. В последние два десятилетия эти выбросы усугубились увеличением количества микроорганизмов, разлагающих органические материалы в болотах, сельском хозяйстве и на свалках.
Реклама
В 2020-2022 годах неожиданно резко возросла концентрация метана в атмосфере — с примерно 20 миллионов тонн в год до примерно 40 миллионов тонн в год, а затем в 2023 году вернулась к отметке около 20 миллионов тонн. Новые исследования показывают, что основной причиной является то, что карантинные меры, введенные из-за COVID-19, сократили выбросы от таких секторов, 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. Меньшее количество NOx обычно означает большее количество метана.
«Это как похмелье или что-то подобное от нашей зависимости от ископаемого топлива», — говорит Мэтью Джонсон из Копенгагенского университета в Дании, который не принимал участия в исследовании. «Мы одновременно выбрасываем метан и катализатор, поэтому, если мы сократим выбросы катализатора, загрязнение возьмет верх».
В предыдущем исследовании Шуши Пэна из Пекинского университета в Китае и его коллег, рассматривавшем только 2020 год, в равной степени винилась как потеря гидроксильных радикалов, так и увеличение выбросов метана из водно-болотных угодий. Однако исследователи были удивлены, когда темпы роста метана продолжали резко увеличиваться в 2021 и 2022 годах, даже несмотря на восстановление мировой экономики. Новое исследование, также проведенное командой Пэна, пытается объяснить причины этого явления.
Гидроксильные радикалы слишком эфемерны, чтобы их измерить, хотя газы, которые их производят, можно измерить с помощью спутников. Также необходимо оценить природные и антропогенные выбросы метана. Исследователи моделировали как эти наземные источники, так и поглощение атмосферных гидроксильных радикалов, пока не получили результаты, соответствующие измерениям концентрации метана.
Они пришли к выводу, что снижение уровня гидроксильных радикалов в 2020-2021 годах и восстановление в 2022-2023 годах объясняют 83 процента колебаний темпов роста выбросов метана. Выбросы от авиации оставались низкими в 2021 году, а транспорту и судоходству потребовалось время для восстановления, говорит Пэн.
Исследователи обнаружили, что остальная часть всплеска выбросов метана объясняется увеличением выбросов из водно-болотных угодий и внутренних водоемов. Климатическая фаза Ла-Нинья принесла больше осадков в центральную Африку в 2020-2022 годах, что привело к расширению водно-болотных угодий Судд и Кюветт-Чентраль и увеличению выбросов метана. Более влажная погода также увеличила выбросы с рисовых полей в Южной и Юго-Восточной Азии. Кроме того, потепление привело к увеличению выбросов метана из арктических водно-болотных угодий.
Пэн предупреждает, что снижение уровня загрязнения оксидами азота по мере электрификации экономики таких стран, как Китай и Индия, может снова ускорить темпы роста выбросов метана.
«Воздух будет становиться все чище, а это значит, что все меньше и меньше метана будет оседать в атмосфере», — говорит он. «Поэтому нам необходимо все больше сокращать антропогенные выбросы».
Однако, хотя некоторые климатические модели прогнозируют уменьшение количества гидроксильных радикалов, другие предсказывают их увеличение. Сложность оценки концентрации гидроксильных радикалов также может поставить под сомнение результаты этого исследования.
«Меня удивляет, что изменения концентрации ОН-гидроксилаза оказываются более значимыми, чем изменения выбросов», — говорит Пол Палмер из Эдинбургского университета (Великобритания). «Если это так, то необходимо пересмотреть факторы, контролирующие концентрацию ОН-гидроксилаза в глобальной тропосфере».
По его словам, переоценка количества гидроксильных радикалов может «скрыть истинную величину изменения выбросов метана».
Независимо от наличия гидроксильных радикалов, ожидается, что выбросы метана из водно-болотных угодий будут продолжать расти, поскольку глобальное потепление увеличивает количество осадков и усиливает микробную активность 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 Королевского колледжа Холлоуэй Лондонского университета и Мартин Мэннинг из Университета Виктории в Веллингтоне (Новая Зеландия) утверждают, что Китай и Индия могут добиться «многих потенциальных легких побед», улавливая метан, выбрасываемый из угольных шахт, свалок и очистных сооружений. При этом огромные объемы метана продолжают утекать из нефтегазодобывающего сектора по всему миру.
«Мы должны что-то предпринять, потому что система начинает выходить из-под контроля», — говорит Джонсон. «Мы наблюдаем лишь начало увеличения выбросов метана из-за обратной связи с изменением климата».
DOI журнала Science : 10.1126/science.adx8262
Источник: www.newscientist.com
