HLEDÁNÍ LEPŠÍCH MODELŮ PRO VYSVĚTLENÍ AKUMULACE METANU V ATMOSFÉŘE
Nová studie zkoumá metan (CH₄), který je spolu s vodní párou a oxidem uhličitým nejvýznamnějším skleníkovým plynem, a zdůrazňuje, že jeho úloha při změně klimatu není dosud zcela pochopena. O jeho vlivu na oteplování se stále diskutuje, zejména při použití různých metod měření ( jako GWP100 vs. GWP* ). Od roku 1750 se množství metanu téměř ztrojnásobilo. Za účelem řešení tohoto problému byl na konferenci COP26 v roce 2021 přijat Globální závazek pro metan – Global Methane Pledge (GMP), jehož cílem je snížit celosvětové emise metanu o 30 % do roku 2030. Země jako Čína, Indie a Rusko, které jsou hlavními producenty emisí, se však nepřipojily, takže by signatáři museli snížit své emise o 60 %, aby dosáhli celosvětového snížení o 30 %.
Snížení emisí nemusí vést ke snížení množství metanu
Významná část emisí metanu pochází z chovu přežvýkavců, který je zodpovědný za přibližně 20 % celosvětových emisí. V zemích, jako je Nový Zéland, Irsko a Brazílie, je chov hospodářských zvířat hlavním zdrojem emisí, což z něj činí klíčovou oblast pro hledání řešení pro zmírnění emisí. Vědecké nástroje pro sledování a modelování metanu jsou však stále ve vývoji. Zatímco satelitní data a pokročilé modely se v posledních letech staly dostupnějšími, současná data nedokážou zcela přesně určit zdroje a propady metanu. Modely také vykazují značné rozdíly, což naznačuje, že snížení emisí nemusí vést k jednoduchému snížení úrovně metanu. Někteří vědci navrhují, že dynamika metanu je nelineární a ovlivňují ji složité atmosférické procesy. To znamená, že budoucí strategie zmírňování emisí možná budou muset jít nad rámec základních emisních modelů, aby bylo možné tyto složité systémy lépe pochopit a ovlivnit.
Záhady kolem koncentrace metanu v atmosféře
Tento výzkum pojednává o přetrvávajících záhadách obklopujících koncentrace metanu v atmosféře, které zůstávají současnými vědeckými modely nevysvětleny. Například v polovině 80. let 20. století se koncentrace metanu zpomalily a v letech 2000-2006 se dokonce zastavily. Po roce 2006 však hladiny metanu navzdory stabilním emisím nebývale vzrostly. Jednou z klíčových záhad je, proč se poměr izotopů uhlíku v metanu (C13/C12) po roce 2000 změnil a obrátil 100letý trend. Další nevyřešenou otázkou je silný sedmiletý cyklus koncentrací metanu, pozorovaný jak v moderních datech, tak v ledových jádrech, který naznačuje neznámý geologický faktor.
Současné modely dokážou vysvětlit široké sezónní vzorce metanu, například vyšší emise na severní polokouli v létě, ale jen obtížně zachycují jemnější výkyvy v hladinách metanu. Tyto změny z minuty na minutu mohou ukazovat na více stabilních stavů v atmosféře, z nichž každý je ovlivněn jemnými faktory, které současné modely nezohledňují. Pochopení těchto nevysvětlitelných cyklů a výkyvů je zásadní, protože by mohlo zásadně změnit naše chápání toho, jak se metan v atmosféře chová.
Kromě toho zůstávají záhadou paleolitické metanové vzorce, kterým současná věda příliš nerozumí. Například během mladšího dryasu (před 12 800 lety) hladina metanu prudce klesla a poté rychle stoupla, přestože se globální teploty příliš nezměnily. Tento dramatický posun není vysvětlen. Další záhadou je o 8 % vyšší koncentrace metanu na severní polokouli ve srovnání s jižní polokoulí, která přetrvává od konce doby ledové. Navíc zhruba před 5.000 lety začala koncentrace metanu trvale stoupat, což odporuje obvyklému vzorci postupného poklesu po dobách meziledových.
Volání po snižování emisí metanu může být předčasné
Od předindustriální doby se hladina metanu v atmosféře téměř ztrojnásobila a dosáhla hodnot, které nebyly zaznamenány za posledních 800 000 let, případně od doby dinosaurů. Ačkoli je často obviňována lidská činnost, například emise fosilních paliv, tento nárůst plně nevysvětluje. Před industrializací hrály významnou roli přírodní zdroje, jako jsou mokřady a zvířata emitující metan. Jednou z možností je, že životnost metanu v atmosféře byla v minulosti kratší, což znamená, že podobné množství emisí by mělo za následek nižší koncentrace.
Tyto nevysvětlené změny naznačují, že důležité faktory, jako je životnost metanu a regionální vlivy, stále nejsou dobře známy. Navzdory rozsáhlému výzkumu a sběru dat se současné modely metanu stále potýkají se značnými problémy a nejistotami. Přestože mnozí vyzývají ke snížení emisí metanu, může to být vzhledem k našemu omezenému porozumění úplné dynamice metanu v atmosféře předčasné.
Současné modely nezachycují, že metan se může chovat nelineárně
Hledání lepších modelů nespočívá jen ve shromažďování většího množství údajů, ale také ve zdokonalování koncepčních a matematických rámců používaných k pochopení chování metanu. Mnoho stávajících modelů přisuzuje nedávný nárůst metanu a změny izotopických vzorců zvýšeným emisím z tropických mokřadů. Tato teorie je však založena spíše na přizpůsobení modelů údajům než na přímých důkazech, protože emise z tropických mokřadů se kvůli přítomnosti oblačnosti měří obtížně. Tyto modely také nepočítají s možností, že metan je ničen pomaleji, místo aby byl více emitován. Modely se navíc snaží vysvětlit, proč by se chování metanu v současnosti mělo tolik lišit od minulosti, kdy byla jeho hladina stabilnější.
Současné modely se opírají o dva hlavní přístupy: přístup zdola nahoru, který odhaduje emise, a přístup shora dolů, který k odvození emisí využívá satelitní data. Obě metody jsou však zatíženy nejistotami. Také jim unikají krátkodobé nebo sezónní výkyvy a nemohou zachytit komplexní dynamiku, jaká byla pozorována v minulosti. Je to proto, že modely často považují atmosféru za lineární systém, což nemusí být přesné. Nový přístup naznačuje, že metan by se mohl chovat nelineárně, s chaotickými vzorci nebo náhlými změnami, které současné modely nedokážou zachytit. To by mohlo vysvětlit některé neočekávané změny v koncentracích metanu. Vzhledem k tomu, že se snažíme vysvětlit jak drobné výkyvy, tak velké anomálie, je možná na čase přehodnotit náš přístup a považovat atmosférický metan za součást složitějšího nelineárního systému, který vyžaduje nové modely a nástroje. V důsledku toho pokračuje snaha o vývoj přesnějších modelů metanu, které by dokázaly vysvětlit všechna tato pozorování.