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.

Комплект журналів Місяць, Сонце та Юпітер & Сатурн
Космос для кожного

Магазин від Universe Space Tech

Комплект журналів Місяць, Сонце та Юпітер & Сатурн

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 постійно поглинають одна одну для виживання
Прихована загроза у космосі: як виявити супутник із ядерною зброєю
Космічні самітники виявились попередниками зоряних систем
Нейтрино можуть народжуватися всередині загадкових червоних точок
Ядерну батарею для супутників вперше випробовують у космосі
В архівах TESS вперше виявили планету методом мікролінзування
Космічний апарат NASA New Horizons успішно вийшов із найдовшої гібернації та перебуває у справному стані
Вибухи феєрверків на День незалежності у США помітили з борту МКС
Відставка після тріумфу Artemis II: Джеремі Гансен залишає загін астронавтів
Найбільша пара чорних дір утворила гігантську порожнечу