В начале 2000-х содержание метана в атмосфере почти перестало расти, хотя антропогенные выбросы, по оценкам, увеличивались. Это несоответствие много лет оставляло несколько конкурирующих объяснений. Работа, опубликованная в Nature, указывает на важную роль гидроксильного радикала — главного атмосферного «очистителя» метана.
Метан исчезает не сам по себе
Молекулы CH₄ долго сохраняются в атмосфере, но в тропосфере реагируют с гидроксильным радикалом OH. Чем больше доступного OH, тем быстрее удаляется метан. Концентрацию самого радикала трудно измерить глобально: он живёт недолго и постоянно участвует в реакциях. Поэтому исследователи восстанавливают его изменения по совокупности наблюдений и химико-транспортных моделей.
Оксиды азота NOx влияют на образование OH. Авторы изучили не только общий объём выбросов, но и их географическое перераспределение. В 2000–2006 годах больше NOx стало поступать в тропических регионах и над океанами, в том числе из-за судоходства. Там солнечное излучение и влажность создают условия, при которых химическая цепочка особенно заметно меняет окислительную способность воздуха.
Что показало моделирование
Исследователи объединили симуляции с наблюдениями метана и его изотопного состава. По их оценке, глобальная концентрация OH в рассматриваемый период выросла примерно на 1,4 процента относительно 1999 года, причём основное усиление пришлось на тропики. Дополнительное разрушение метана оказалось сопоставимо с ростом антропогенных выбросов и могло удерживать концентрацию на плато.
Это атрибуция, полученная с помощью модели, а не прямой эксперимент над атмосферой. Результат зависит от инвентаризаций выбросов, описания химических реакций и качества пространственных наблюдений. Набор данных и расчёты опубликованы отдельно, что позволяет другим группам проверять выводы.
Почему из этого не следует польза загрязнения
NOx участвуют в образовании приземного озона и вторичных аэрозолей, ухудшают качество воздуха и вредят здоровью. Их способность косвенно ускорять разрушение метана не превращает выбросы в климатический инструмент. Одна химическая связь не отменяет остальные последствия.
Кроме того, атмосферная система меняется. География выбросов, содержание водяного пара, угарного газа и летучих органических соединений определяют, сколько OH образуется и на какие реакции он расходуется. Механизм, который помог объяснить плато конкретного периода, нельзя механически переносить на нынешнюю динамику метана.
Что меняет новая работа
Исследование показывает, почему для метанового баланса недостаточно складывать только источники. Колебания атмосферного «стока» могут скрывать рост выбросов или, наоборот, усиливать увеличение концентрации. Для климатических прогнозов поэтому нужны не только точные данные о нефтегазовой отрасли, сельском хозяйстве и болотах, но и полноценное описание химии тропосферы.
Читайте также: Как микроорганизмы влияют на поступление метана в атмосферу
Пауза в росте метана не означала, что проблема исчезла. Она стала примером того, как изменение одного класса загрязнителей и маршрутов мировой торговли способно перестроить химию атмосферы далеко от места выброса.