Ethan proxyer for metan i olie- og gasemissioner

Måling af ethan i atmosfæren viser, at mængden af ​​metan, der kommer ind i atmosfæren fra olie- og gasbrønde og bidrager til drivhusopvarmning, er højere end foreslået af U.S. Environmental Protection Agency, ifølge et internationalt hold af videnskabsmænd, der brugte tre år på at flyve over tre områder af USA i løbet af alle fire sæsoner.

"Etan er en gas, der kun er relateret til visse kilder til metan, " sagde Zachary R. Barkley, forsker i meteorologi og atmosfærisk videnskab, Penn State. "Metan, imidlertid, produceres af olie, gas- og kulfelter, men også af koens fordøjelsessystem, vådområder, lossepladser og gødningshåndtering. Det er svært at adskille fossilt brændstof produceret og naturlig metan."

Atmospheric Carbon and Transport (ACT) America-dataene gjorde det muligt at kvantificere metan-emissioner fra olie, gas- og kulkilder, fordi projektet ikke kun målte metan, men også ethan. Forskerne bemærker, at metan identificeret med ethan kan forbindes pålideligt med fossile brændstoffer, imidlertid, forholdet mellem ethan og metan varierer med individuelle kilder.

"ACT America blev tænkt som et forsøg på at forbedre vores evne til at diagnosticere kilderne og drænene til globale drivhusgasser, at forbedre diagnosen, " sagde Kenneth J. Davis, professor i atmosfærisk og klimavidenskab, Penn State. "Vi ønskede at forstå, hvordan drivhusgasser flyttes rundt af vejrsystemer i atmosfæren. Før ACT, der var ingen data til at kortlægge fordelingen af ​​gasser i vejrsystemer."

Fra 2017 til 2019, forskere fløj dataindsamlingsmissioner over tre dele af USA - de centrale atlantiske stater inklusive Pennsylvania, New York, Virginia, West Virginia og Maryland; de centrale sydstater inklusive Arkansas, Louisiana, Texas, Alabama, Oklahoma og Mississippi; og de centrale midtvestlige stater inklusive Nebraska, South Dakota, Kansas, Minnesota, Iowa, Missouri, Wisconsin, Michigan, Ohio, Indiana og Illinois. Forskerne dækkede alle fire årstider og sporede, hvordan vejrsystemer flyttede kuldioxid, metan, ethan og andre gasser rundt omkring i atmosfæren.

Forskerne er ikke de første til at antyde, at estimater af metan er for lave, men ifølge Barkley, de er de første til at bruge ethan udelukkende som en proxy. Ethan, selvom det vil fungere som en drivhusgas, forbliver kun i atmosfæren i et par måneder, før den nedbrydes til andre forbindelser, frem for de 10 år, metan forbliver i atmosfæren. Ethan er mere et problem for luftforurening end drivhusopvarmning.

"Vi kiggede slet ikke på nogen af ​​metandataene, og vi ser stadig de samme resultater som alle andre, " han sagde.

En anden forskel er, at de fleste tidligere luftbårne undersøgelser kiggede på små områder, emissioner fra enkelte steder eller marker. ACT-America kiggede på multistatsregioner og omfattede over to tredjedele af den amerikanske naturgasproduktion.

"Etandata overstiger konsekvent de værdier, der ville forventes baseret på (US) EPAs olie- og gaslækageestimater med mere end 50 %, " rapporterer forskerne i et nyligt nummer af Journal of Geophysical Research:Atmosfærer . Forskerne tilføjer, at sammenlignet det kombinerede fald, vinter og forår skønnede emissioner af ethan til en opgørelse over olie- og gasudledninger af metan, de anslår, at olie- og gas-metan-emissionerne er større end EPA's lagerværdier med 48% til 76%.

Forskerne brugte ethan-til-metan-forhold fra olie- og gasproduktionsbassiner til denne undersøgelse.

Mens kuldioxidkilder og dræn kan findes på tværs af jordens overflade, etan- og methanemissioner kommer fra bestemte steder på jorden, som er kendt. Ørkener og oceaner og højlandsøkosystemer udsender lidt etan eller metan. Aktive olie- og gasfelter har høje emissioner. Ved estimering af sporgasemissioner, forskere tager normalt deres første bedste gæt og kører derefter flere iterationer for at minimere forskellen mellem observerede og simulerede atmosfæriske koncentrationer af disse gasser.

Barkley bemærker, at nogle gange er signaler svære at fortolke, men at det ikke er tilfældet med denne undersøgelse.

"Dataerne er der, " sagde Barkley. "Den mindre fane i modellen, når den øges med en faktor på to, matcher pludselig realtidsdataene."