Чому кліматичні моделі недооцінювали руйнування метану в стратосфері

Дослідники з Університету Вашингтона оцінили, скільки метану руйнується у стратосфері — шарі атмосфери, що починається приблизно на висоті крейсерського польоту літаків. Метан є потужним парниковим газом, але величина його стоків (процесів вилучення з атмосфери) досі лишалася погано виміряною, тож оцінки балансу метану мали суттєві розбіжності.

Команда використала супутникові дані за 2007–2010 роки та розрахувала потік метану, спираючись на вимірювання концентрації CH₄, температури та радіаційного нагрівання. Це дало змогу отримати спостережувальну, а не суто модельну, оцінку хімічних втрат метану в стратосфері.

Результат — 49,8 ± 7,8 Тг/рік* — виявився вищим за оцінки з реаналізу (38,1 Тг/рік) і за типові оцінки хіміко-кліматичних моделей (у середньому 25,7 Тг/рік; діапазон 19,6–35,9). Автори показують, що моделі систематично недооцінюють стратосферні втрати метану через похибки у відтворенні концентрацій CH₄, а також температури й радіаційного нагрівання.

Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Журнал №1 (176) 2020

До товару

*1 Тг (тераграм) = 101210^{12} г = 10910^{9}кг = 1 млн тонн (метричних).

Схема шарів атмосфери над різними широтами (тиск — широта): синя лінія показує тропопаузу, червона — умовну межу тропічної тропопаузи. Блакитним позначена основна стратосфера, сірим — найнижча стратосфера, а стрілки ілюструють обмін повітря (потоки) між шарами. Джерело: pnas

Коли нову оцінку підставили у глобальний бюджет метану, дисбаланс для 2000-х років зменшився з 23 до 3 Тг/рік і майже збігся з оцінкою близько 5 Тг/рік (діапазон −4…13). Це підвищує довіру до розрахунків трендів метану та допомагає краще зрозуміти зв’язок між метаном, стратосферною водяною парою і хімією озону.

Як це працює? Супутник вимірює, скільки метану (CH₄) міститься у повітрі на різних висотах, а також параметри, що визначають рух повітря між тропосферою і стратосферою (температуру та так зване радіаційне нагрівання, яке підштовхує повітряні маси вгору або вниз у середньому). Далі дослідники рахують, скільки метану входить у стратосферу через тропічну тропопаузу разом із висхідними потоками, й порівнюють це з тим, як змінюються концентрації метану в стратосфері. Різниця між «скільки зайшло» і «скільки залишилось / вийшло» інтерпретується як хімічні втрати: у стратосфері метан руйнується переважно реакціями з дуже активними частинками (радикалами, насамперед OH та Cl) під дією сонячного ультрафіолету. Тобто вони отримують не модельну оцінку, а баланс за реальними спостереженнями: потік + зміна запасу → скільки метану знищила хімія.

Чому це важливо? Такі роботи напряму покращують калібрування супутникових вимірювань і моделі перенесення випромінювання в атмосфері — базу для точного дистанційного зондування з орбіти. Крім того, краще знання про стратосферну водяну пару та озон допомагає планувати наземні астрономічні спостереження (особливо в інфрачервоному діапазоні), де атмосферне поглинання критично впливає на якість даних.

Новини інших медіа
Чорні діри можуть існувати всередині зір як паразити
Метровий астероїд 2026 RW1 помітили за сім годин до входу в атмосферу
«Тихий» пульсар раптово продемонстрував три аномалії за 15 років спостережень
Орбіта двох білих карликів стискається надзвичайно швидко
Німецька приватна компанія Isar Aerospace запустила ракету з космодрому в Норвегії
Кривавий Місяць між ліхтарями: астрофотограф зняв затемнення століття
Amazon зсунула обіцяні терміни запуску супутникового інтернету Leo
У ранньому Всесвіті виявили зародки масштабних космічних катастроф
Бетельгейзе стає асиметричною і вкривається плямами
BepiColombo позбувся космічного буксира перед виходом на орбіту Меркурія