NASA ved dit bord:Hvor mad møder metan

I dag, menneskelige kilder er ansvarlige for 60 % af de globale metan-emissioner, kommer primært fra afbrænding af fossile brændstoffer, nedbrydning på lossepladser og landbrugssektoren. Næsten en fjerdedel af metan-emissionerne kan tilskrives landbrug, hvoraf meget kommer fra husdyropdræt. Risdyrkning og madspild er også vigtige kilder til landbrugsmetan, da næsten en tredjedel af al mad produceret til konsum går tabt eller går til spilde.

Hos NASA, forskere studerer det globale metanbudget for bedre at forstå de primære kilder til metan-emissioner, og hvordan de bidrager til klimaændringer. Ud over de menneskelige kilder, Metan produceres også i naturlige omgivelser. Den største naturlige kilde til metan er vådområder, som bidrager med 30 % af de globale metanudledninger. Andre naturlige kilder til metan-emissioner omfatter oceanerne, termitter, permafrost, vegetation og naturbrande.

Atmosfæriske metankoncentrationer er mere end fordoblet siden den industrielle revolution på grund af intensiv brug af olie, gas og kul, stigende efterspørgsel efter oksekød og mejeriprodukter og øget produktion af mad og organisk affald. Selvom stigningen i atmosfæriske metankoncentrationer aftog mærkbart nær slutningen af ​​de 20. ^th Århundrede, koncentrationerne er steget betydeligt siden 2006, sandsynligvis som følge af stigende emissioner fra husdyropdræt, fornyet afhængighed af naturgas og, i de seneste år, vådområder og global opvarmning.

Drivhuseffekten og metan

Drivhusgasser, herunder metan, bidrage til kemiske reaktioner og klimafeedback. Drivhusgasmolekylerne fanger solenergi ved at virke som et termisk tæppe. Energi fra solen absorberes af jordens overflade, selvom noget af denne energi reflekteres i atmosfæren. Den absorberede energi genudsendes også ved infrarøde bølgelængder. Noget af den reflekterede og genudsendte energi kommer igen ind i rummet, men resten er fanget i atmosfæren af ​​drivhusgasser. Over tid, den opfangede varme opvarmer vores klima, stigende globale temperaturer.

De menneskedrevne temperaturstigninger kan have indflydelse på metan frigivet fra naturlige kilder. For eksempel, permafrost kan tø naturligt op og udsende metan til atmosfæren, men mennesker har øget den hastighed, hvormed permafrost tøer op på grund af menneskeskabt opvarmning.

Metan er verdens næststørste bidragyder til global opvarmning, efter kuldioxid. Selvom kuldioxid er mere rigeligt end metan i atmosfæren, et enkelt molekyle af metan fanger mere effektivt varme end et enkelt molekyle af kuldioxid.

Imidlertid, levetiden for et molekyle af metan er kortere end et molekyle af kuldioxid på grund af naturlige kemiske processer, der er hurtigere til at skrubbe metan ud af atmosfæren end kuldioxid. Det betyder, at hvis metan-emissionerne skulle falde, og den naturlige kemiske skrubning af metan opretholdes, atmosfærisk metan kan falde dramatisk på blot ti år. Reduktion af mængden af ​​metan, der tilføres atmosfæren, kan have en betydelig og næsten øjeblikkelig indvirkning på at reducere de kortsigtede virkninger af klimaændringer og kan bidrage til at holde den globale temperaturændring under 2 grader Celsius.

Hvorfor køer producerer metan

Kvæg, såsom malkekøer eller kødkvæg producerer metan som et biprodukt af fordøjelsen. Kvæg er drøvtyggende dyr, hvilket betyder, at de har specialiserede fordøjelsessystemer, der giver dem mulighed for at behandle fødevarer, der ikke kan fordøjes af mennesker og de fleste andre dyr, som frisk græs og ukogt korn. Når mad kommer ind i et kvægs mave, det gennemgår en proces kaldet enterisk gæring :mikrober og bakterier nedbryder delvist madpartiklerne, som så gærer i den del af maven, der kaldes vommen. Når madpartiklerne gærer, de producerer metan. Hver gang kvæg bøvser – og, i mindre omfang, flatulate - metan udstødes og kommer ind i atmosfæren, hvor den fungerer som drivhusgas.

Nasas øjne rettet mod metan

Mens metankoncentrationer er godt observeret, emissioner skal udledes baseret på en række faktorer. NASA-forskere bruger en række forskellige metoder til at spore metan-emissioner. For at få de mest nøjagtige estimater, de bruger emissionsopgørelser fra lande rundt om i verden, simulere vådområders metanemissioner, og kombinere dette med jordbaserede, luftbårne og satellitdata ved hjælp af atmosfæriske modeller.

I Californien (og nogle andre regioner), forskere flyver fly udstyret med NASA's Airborne Visible Infrared Imaging Spectrometer—Next Generation, eller AVIRIS-NG, og indsamle højt kalibrerede data. Disse data bruges i California Methane Survey, et projekt finansieret i fællesskab af NASA, California Air Resources Board og California Energy Commission for hurtigt at identificere og rapportere metanlækager.

I Alaska og det nordvestlige Canada, NASA-forskere bruger satellitter, fly- og feltforskning for bedre at forstå metan-emissioner fra optøende permafrost som en del af det arktiske boreale og sårbarhedseksperiment, eller over. Forskere har opdaget, at kulstofrig permafrost tøer op med stadig højere hastigheder, sandsynligvis som følge af menneskeskabte klimaændringer, gør Arktis til en vigtig potentiel kilde til metanudledning. Ifølge videnskabelige skøn, denne regions jorde lagrer fem gange mere kulstof, end der er blevet udledt af alle menneskelige aktiviteter i de sidste 200 år.

NASA-forskere kombinerer data fra missioner som ABoVE og California Methane Survey med deres viden om, hvordan metan opfører sig i atmosfæren for at skabe metancomputermodeller. Disse modeller kan hjælpe videnskabsmænd og politiske beslutningstagere med at forstå fortiden, nuværende, og fremtidige atmosfæriske metanmønstre.

Veje mod reducerede metan-emissioner

Forskere inden for en række forskellige områder har undersøgt potentielle løsninger til at reducere de globale metan-emissioner. For eksempel, biogassystemer reducerer metan-emissioner ved at omdanne affald fra husdyr, afgrøder, vand og mad til energi. Biogas produceres gennem den samme naturlige proces, som foregår på lossepladser for at nedbryde organisk affald. Imidlertid, biogassystemer udnytter den producerede gas og bruger den som en ren, vedvarende og pålidelig energikilde i stedet for at lade den slippe ud i atmosfæren som en drivhusgas.

En undersøgelse ledet af professor Ermias Kebreab fra University of California-Davis opdagede, at indførelsen af ​​et par ounces tang i kødkvægets diæt kunne reducere deres metan-emissioner med over 82 %.

Disse typer af teknologiske – og biologiske – innovationer kan give beslutningstagere, ranchere og andre med flere muligheder for at styre vores fremtidige metan.