Gå til innhold

Metanutviklingen i atmosfæren setter togradersmålet i fare

Kuer i våtmarksområde på Øland
Foto: Colourbox

Mengden metan i atmosfæren har økt kraftig de siste ti årene, og forskerne er ikke sikre på hvorfor. Det de vet, er at denne kraftige klimagassen kan sette togradersmålet i fare.

– Metan er den nest viktigste klimagassen fra menneskelig aktivitet etter karbondioksid (CO2), forklarer seniorforsker Cathrine Lund Myhre fra NILU – Norsk institutt for luftforskning.

– Over en hundreårsperiode er metan 32 ganger kraftigere klimagass enn CO2, så den spiller en stor rolle i klimaregnskapet.

Økning fra 2007, enda kraftigere fra 2014

Metan har en levetid i atmosfæren på ca. ti år, og har en rekke kilder. Noen av dem er menneskeskapte, så som olje- og gassinstallasjoner, kullgruver, drøvtyggende husdyr som kuer, branner, søppelfyllinger og rismarker. Andre er naturlige, så som, våtmarker, ville drøvtyggere, og tinende permafrost i taiga og tundra. Før den industrielle revolusjonen rundt år 1750 lå metannivåene i atmosfæren på rundt 700 parts per billion (ppb). Etter det begynte nivåene å stige, helt fram til i dag.

– I perioden 1998-2006 så det ut til at metannivåene i atmosfæren hadde stabilisert seg, forteller Lund Myhre videre. Da var det stabile verdier i nesten ti år.

– Men i 2007 begynte nivåene å stige igjen, da med i gjennomsnitt 6 ppb per år. Fra 2014 ser vi altså en enda kraftigere økning, på rundt 7-10 ppb i året.

Metanutviklingen fordrer enda bedre CO2-tiltak

Parisavtalen er den internasjonale avtalen som skal sørge for at verdens land klarer å begrense klimaendringene til mindre enn 2 grader, aller helst 1,5 grad. Hvert enkelt land skal lage en nasjonal plan for hvordan de skal kutte i klimagassutslipp. Målet er å hindre at den globale oppvarmingen gjør uopprettelig skade på natur og samfunn. For å oppnå dette, må det kraftige kutt til i utslippene av både CO2 og metan.

Siden de siste årenes kraftige økning i metan ikke var forutsett, er det heller ikke tatt tilstrekkelig hensyn i oppfølgningen av Parisavtalen. I den siste rapporten fra FNs klimapanel (IPCC) undersøkes også muligheten for å begrense oppvarmingen til 1,5 grader, og det forutsettes da at utslippene av metan skal avta med 35 % mellom 2010 og 2050.

Fasiten foreløpig er at mellom 2007 og 2014 steg metankonsentrasjonen i atmosfæren globalt med 5,7 ppb per år, og med et gjennomsnitt på 9,7 ppb per år siden 2014. Figur 1 (under) viser NILUs og Miljødirektoratets målinger på Zeppelin (for mer informasjon, se siste årsrapport for 2001-2017).

Figuren viser årlig gjennomsnittlig metankonsentrasjon i atmosfæren (lilla stolper) sammen med den daglige gjennomsnittsvariasjonen (grå graf), målt ved Zeppelinobservatoriet på Svalbard i årene 2001-2017.

I en studie publisert i tidsskriftet Global Biogeochemical Cycles i februar 2019 slås det fast at rekordnivåer av metan i atmosfæren vil gjøre det enda vanskeligere å nå målene fastsatt i Parisavtalen. Metanutviklingen kan faktisk bortimot utligne tiltakene som gjøres for å motvirke utslipp av karbondioksid (CO2). Arbeidet med denne studien ble ledet av forskere ved Royal Holloway, University of London (RHUL), og forskere fra både NILU og Cicero deltar.

Studien baserer seg på data samlet inn fra hele verden, blant annet av Cooperative Global Air Sampling Network of the National Oceanic and Atmospheric Administration (NOAA), RHUL og NILUs data fra Zeppelinobservatoriet på Svalbard. Målingene er entydige når det gjelder den svært kraftig stigende trenden, men forskerne står overfor en større utfordring når det gjelder å finne ut nøyaktig hva økningen kommer av.

Naturlige kilder i endring kan stå bak

Den nye studien viser at metanøkningen antageligvis skjer i tropene og på de midlere breddegrader på den nordlige halvkule. Studien utnytter også målinger av metans isotopsammensetning, som supplerer målingene av konsentrasjon av metan i atmosfæren. Det viser seg at samtidig som metan­konsentra­sjonen øker, har metanets isotopforhold endret seg. Andelen 13C-isotop av metan i atmosfæren har gått ned, samtidig som mengden metan i atmosfæren har gått opp. Dette bekrefter at sammensetningen av kildene til metan er i endring, og kan være en viktig pekepinn når det gjelder å finne ut hva økningen kommer av.

– Metan fra fossile kilder som olje- og gassinstallasjoner eller forbrenning av biomasse har for eksempel en annen isotopsignatur enn metan fra våtmarker i Arktis, forklarer Stephen Matthew Platt, en annen av NILU-forskerne som har bidratt til studien.

– Isotopsignaturene til det metanet som utgjør økningen vi måler nå, ser ut til å ha biologisk opphav. Økningen skriver seg altså ikke utelukkende fra økte utslipp fra olje- og gassaktivitet – i hvert fall ikke direkte.

Tre ulike hovedteorier for metanøkningen

I studien skisserer forskerne tre hovedhypoteser som både stemmer overens med isotopendringen, og som kan forklare hva den kraftige økningen av metan i atmosfæren skyldes. I den første hypotesen antar de at økningen skyldes at utslipp fra enten våtmarker, drøvtyggere eller avfall, eller en kombinasjon av disse, har økt kraftig.

– Antagelig er en kombinasjon mest sannsynlig. Det er ikke utenkelig at økt landbruksvirksomhet med vekt på kvegdrift i Afrika kan stå bak deler av økningen vi ser, sier Platt.

I den andre hypotesen antar forskerne at det har skjedd en sterk økning i metanutslipp fra bruk av naturgass og olje. Det stemmer ikke helt overens med endringen i isotopsignaturen, men kan forklares dersom det har vært en samtidig betydelig nedgang i en kilde til mye mer 13C-rike utslipp, som for eksempel skogbranner (forbrenning av biomasse).

I den tredje hypotesen går forskerne ut fra at atmosfærens evne til å bryte ned metan er svekket. Hvis denne hypotesen er korrekt, kan de totale metanutslippene ha endret seg veldig lite samtidig som metannivåene i atmosfæren fortsatt øker.

– Om atmosfærens evne til å bryte ned metan faktisk har endret seg ville det også hatt betydning for andre atmosfæriske nedbrytingsprosesser, sier Lund Myhre, – så vi tror det er mindre sannsynlig. Det ville gitt tydeligere utslag også på andre komponenter.

Platt forklarer videre at det godt kan hende at både den første og den andre hypotesen er riktig, og at det forskerne ser skyldes økt biogene utslipp (våtmarker og drøvtyggere) samtidig med forbrenning av fossilt materiale. Men det forutsetter en ganske mye større økning av biogene utslipp i forhold til de fossile.

– Uansett er vi ikke i mål med å forstå metanbudsjettet, sier Lund Myhre.

– Vi vet heller ikke nok om hvordan utslipp fra kilder som påvirkes kraftig av klimaendringer, slik som våtmarker og permafrost, kanskje er i ferd med å endres. Det kan være at denne prosessen er lenket til såkalte klimatilbakekoblinger, slik at økt oppvarming gir mer metanutslipp fra naturlige kilder, som igjen øker klimaoppvarmingen.

Vi kan løse metanproblemet – eller kutte enda mer CO2 enn planlagt

Per i dag stammer 60 % av metanutslippene fra menneskelig aktivitet, så de to forskerne mener begge at det fortsatt er mulig å få på plass effektive tiltak for å gjøre noe med klimabidraget fra metan. Siden metan kun har en levetid på ti år, vil tiltak ha rask effekt.

– Det er viktig å forstå at den eneste løsningen er å regulere de menneskeskapte metanutslippene, sier Lund Myhre, – for det er ikke mulig for oss å kontrollere utslippene fra naturlige kilder.

Det er stort behov for mer kunnskap om metanbudsjettet, særlig om andelen naturlige kilder og hvordan de responderer på klimaendringer i både Arktis og ellers. Klimaendringene i Arktis er mye kraftigere enn ellers i verden, og der finnes det store metanlagre både på tundraen og i havet.

Lund Myhre er tydelig på at veien videre for metanproblemet er å kombinere atmosfæriske målinger med prosessbaserte modellstudier, sammen med tett og god kommunikasjon fra forskingsmiljøene til beslutningstakere som har ansvaret for å sette i verk effektive tiltak og følge opp disse.

– Om vi skal klare å oppfylle togradersmålet må vi også løse metanproblemet. Klarer vi ikke det må vi kutte CO2 tilsvarende, for å kompensere for økningen i metan. Å kutte i CO2 har foreløpig ikke vist seg så enkelt, avslutter Cathrine Lund Myhre.

Les artikkelen «Very Strong Atmospheric Methane Growth in the 4 Years 2014–2017: Implications for the Paris Agreement» her: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/pdf/10.1029/2018GB006009

7.  juni kom det en kommentar i Science som satte artikkelen i perspektiv.: «Rising methane: A new climate challenge»

Andre relevante forskningsartikler:

Global utvikling av metan siste 40 år; hovedårsaker til endring, og åpne spørsmål

Dalsøren, S. B., Myhre, C. L., Myhre, G., Gomez-Pelaez, A. J., Søvde, O. A., Isaksen, I. S. A., Weiss, R. F., and Harth, C. M.: Atmospheric methane evolution the last 40 years, Atmos. Chem. Phys., 16, 3099-3126, doi:10.5194/acp-16-3099-2016, 2016. https://www.atmos-chem-phys.net/16/3099/2016/

Metan, etan og fossile utslipp: For etan skyldes avvik mellom observasjoner og modeller for lave fossile utslipp:

Dalsøren, S. D., G. Myhre, Ø. Hodnebrog, C. Lund Myhre, A. Stohl, I. Pisso, S. Schwietzke, L. Höglund-Isaksson, D. Helmig, S. Reimann, S. Sauvage, N. Schmidbauer, K. A. Read, L. J. Carpenter, A. C. Lewis, S. Punjabi, M. Wallasch. Discrepancy between simulated and observed ethane and propane levels explained by underestimated fossil emissions, Nature Geoscience, doi:10.1038/s41561-018-0073-0,v 11, 178–184, 2018: https://www.nature.com/articles/s41561-018-0073-0?WT.feed_name=subjects_astronomy-and-planetary-science

Variasjon i metan fra fossile og mikrobiologiske kilder:

Thompson, R. L., Nisbet, E. G., Pisso, I.,Stohl, A., Blake, D., Dlugokencky, E. J.,et al. (2018). Variability in atmospheric methane from fossil fuel and microbial sources over the last three decades.Geophysical Research Letters,45,11,499–11,508. https://doi.org/10.1029/2018GL078127 https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1029/2018GL078127

Metan fra det Arktiske hav:

Det er store utslipp fra havbunnen til havet, men lite når opp i atmosfæren

Myhre, C. Lund, B. Ferré, S. M. Platt, A. Silyakova, O. Hermansen, G. Allen, I.  Pisso, N.Schmidbauer, A.Stohl, J. Pitt, P.Jansson, J. Greinert, C.Percival, A. M. Fjaeraa, S. O’Shea, M. Gallagher, M. Le Breton, K. Bower, S.Bauguitte, S. Dalsøren, S. Vadakkepuliyambatta, R. Fisher, E. Nisbet, D. Lowry, G. Myhre, J.Pyle, M. Cain, J. Mienert Large methane release from the Arctic seabed west of Svalbard, but small release to the atmosphere. Geophys. Res. Lett., 43, doi:10.1002/2016GL068999, https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016GL068999

Metanutviklingen på Svalbard viser sterk økning, og over Europeisk del av Arktiske hav finner vi et lite område med mulig utslipp fra hav til atmosfære:

Platt, S. M., Eckhardt, S., Ferré, B., Fisher, R. E., Hermansen, O., Jansson, P., Lowry, D., Nisbet, E. G., Pisso, I., Schmidbauer, N., Silyakova, A., Stohl, A., Svendby, T. M., Vadakkepuliyambatta, S., Mienert, J., and Lund Myhre, C.: Methane at Svalbard and over the European Arctic Ocean, Atmos. Chem. Phys., 18, 17207-17224, https://doi.org/10.5194/acp-18-17207-2018, 2018. https://www.atmos-chem-phys.net/18/17207/2018/