Nyhetsarkiv

Etan og propan hjelper forskerne til å forstå klimagassen metan
Utslipp fra piper i en fabrikkEn ny studie publisert i Nature Geoscience avslører at tidligere etan- og propanutslippsstudier må revideres, fordi forskerne har undervurdert disse utslippene med mer enn 50%. En slik revisjon kan bidra til mer kunnskap om de store utslippene av den beslektede metangassen, som fortsatt byr på hodebry for atmosfæreforskerne.

Etter metan, er etan og propan er de mest vanlige hydrokarbonene i atmosfæren. Likevel vet forskerne ikke nok om hvor mye av disse gassene som slippes ut i atmosfæren, hvordan de fordeler seg, eller om trendene i atmosfæriske konsentrasjoner. Det forskerne vet, er at etan og propan påvirker dannelse og tap av flere luftforurensninger og klimagasser gjennom kjemiske reaksjoner i atmosfæren.

Sammenlikner modeller og observasjoner

ACTRIS

ACTRIS er den europeiske forskningsinfrastrukturen for observasjon av aerosoler, skyer og reaktive gasser.

Actris logo

ACTRIS bidrar med kvalitetssikrede data og dataprodukter for kortlivede klimadrivere, forurensning og luftkvalitet. Per i dag sender 90 målestasjoner inn data til ACTRIS, og av disse bidrar 27 med kvalitetssikrede sporgassdata, som f.eks. etan.

I ACTRIS er målingene harmonisert på europeisk skala, så observasjoner fra ulike steder og regioner er sammenlignbare og har kjent usikkerhet. De kan derfor brukes i detaljerte vitenskapelige prosess-studier. Å kunne avgrense budsjettene gjennom pålitelige observasjoner har vært viktig for den nye modellstudien.

ACTRIS-data blir også harmonisert på global skala gjennom bidrag til GAW-programmet.

NILU er partner i ACTRIS, leder ACTRIS’ datasenter og er dessuten ansvarlig for å samle inn, kvalitetssikre og gi tilgang til alle aerosol- og sporgassdata samlet i ACTRIS.

Alle data og produkter fra ACTRIS er tilgjengelige via ACTRIS-portalen, http://actris.nilu.no

EBAS er lagringsplass for alle in situ-data fra ACTRIS, i tillegg til data fra GAW og andre: http://ebas.nilu.no/

– Atmosfæriske modellstudier undervurderer de observerte etan- og propankonsentrasjonene på den nordlige halvkule, noe som tyder på mangel på vitenskapelig forståelse av budsjettet til disse gassene, sier Stig Dalsøren, hovedforfatter av studien. Dalsøren var tidligere forsker ved CICERO Senter for klimaforskning, men er nå ved Havforskningsinstituttet.

Direkte utslipp fra overflaten er de eneste kildene til etan og propan i atmosfæren.

– I denne nye studien, nylig publisert i Nature Geoscience, sammenligner vi de siste atmosfæriske måledataene fra en rekke observatorier med simuleringene fra en atmosfærisk kjemitransportmodell. Videre viser vi at det er behov for en betydelig oppjustering av utslippene, sier medforfatter Cathrine Lund Myhre fra NILU.

Hun understreker at tilgangen til kvalitetssikrede målinger med høy tidsoppløsning for disse gassene har blitt svært mye bedre, særlig via forskningsinfrastrukturen ACTRIS (https://www.actris.eu/) de senere år.

Må ta med de naturlige kildene

Denne etanstudien ble initiert etter en målekampanje med fly og skip utenfor Svalbard sommeren 2014, med fokus på metan. Dette var en del av MOCA-prosjektet, ledet av Lund Myhre.

– I tillegg til å studere metan, bestemte vi oss også for å prøve å måle etan og potensielle etanutslipp fra havet. Fra skipet RV Helmer Hanssen observerte vi forhøyede blandingsforhold av etan like over havflaten vest for Svalbard, forteller hun. – Basert på dette bestemte vi oss for å utforske etanbudsjettet i større detalj, i form av både utslipp fra havet og geologiske kilder.

Så langt har store, detaljerte atmosfæriske modellstudier av etan ikke tatt naturlige geologiske utslipp av hydrokarboner tilstrekkelig med i betraktningen. Naturlige geologiske utslipp inkluderer leirevulkaner, siving av gass, diffuse utslipp fra petroleumsbassenger, geotermiske manifestasjoner og vulkaner.

– Vi viser at betydelige geologiske etanutslipp må legges til i regnskapet, for å kunne gjenskape korrekte observasjoner av førindustrielle etankonsentrasjoner. Dette bidrar til en bakgrunnskonsentrasjon, og er en viktig avgrensning for både førindustrielle og nåværende naturlige utslippsbudsjetter, sier Stig Dalsøren.

Nye, mer omfattende datasett

MOCA-prosjektet

Forståelse av metanbudsjettet er for tiden et meget viktig forskningsområde. Prosjektet MOCA, «Methane Emissions from the Arctic OCean to the Atmosphere: Present and Future Climate Effects» ble derfor satt i gang av Norges forskningsråd i 2013, og var et viktig tillegg til CAGE – Senter for arktiske gasshydrater. CAGE er et av Sentrene for Fremragende Forskning i Norge. I MOCA-CAGE jobbet norske forskere sammen på tvers av ulike fagområder, for å forstå vekselvirkningen mellom hav og atmosfære i Arktis. MOCA fokuserte på atmosfære-hav-klima i dag og i framtida, men prosjektet var over i 2017.

Les mer om MOCA-prosjektet her:

Methane not escaping the Arctic Ocean in summer

MOCA funded by Norwegian Research Council

Når det gjelder menneskeskapte kilder er denne studien den første til å bruke nylig publiserte utslippsdatasett for fossilt brensel (olje, naturgass og kull).

– Sammenlignet med tidligere beregninger er disse nye datasettene basert på nye tilnærminger og mer omfattende databaser, som tar landsspesifikk informasjon med i betraktningen. Dette resulterer i svært ulike geografiske utslippsfordelinger og 2-3 ganger høyere globale totale utslipp, sier medforfatter Gunnar Myhre, forskningsdirektør ved CICERO.

Ved å bruke de nye datasettene for utslipp av fossilt brensel og legge til de geologiske utslippene, gjenskaper den anvendte atmosfæriske modellen de observerte nåværende etan- og propannivåene på den nordlige halvkule, inkludert episodiske fluktuasjoner. Dette resulterer også i vesentlig høyere simulert overflateozon i enkelte forurensede områder i Asia.

– At målinger av etan og propan fra en rekke steder stemmer bedre overens med modellsimuleringer basert på større utslipp, peker i retning av at nivået av fossile (naturlig geologisk + fossilt brensel) metanutslipp i nåværende beregninger også kan trenge revurdering, sier Lund Myhre.

Å forstå bidraget fra forskjellige naturlige og menneskeskapte utslippskilder er en kritisk faktor når det gjelder å designe effektive tiltak for å reversere den pågående klimaendringen, og den sterke økningen i blant annet metan i atmosfæren.

Zeppelinfjellet SvalbardEthane emitted from various sources at lower latitude are transported to the Arctic and detected at Zeppelin with high accuracy and time resolution (Photo, upper panel Kathy Thompson/AGAGE, lower panel Emma Lee/WHYY

Derfor er etanbudsjettet viktig for å forstå metan i atmosfæren

Etan og propan deler flere av sine viktigste utslippskilder med metan, deres mer kjente «storebror» i hydrokarbonfamilien. Metan er den nest viktigste drivhusgassen, og har fulgt en sterk oppadgående trend i atmosfærisk konsentrasjon i løpet av det siste tiåret. Årsaken til utviklingen er usikker, men sannsynligvis er det på grunn av økte utslipp. Å forstå denne trenden og metans rolle som drivhusgass er et viktig tema innen klimavitenskap. Det atmosfæriske budsjettet blir derfor grundig studert, noe som har resultert i en ganske utførlig kvantifisering av totale metanutslipp til atmosfæren. Imidlertid er bidragene fra individuelle kilder (fossilt brensel, avfall, drøvtyggere, våtmarker, etc.) og det menneskeskapte i forhold til det naturlige fotavtrykket usikkert, da komplekse prosesser driver utslippene.

På grunn av sin lange atmosfæriske levetid (opp til 12 år) er metan godt fordelt i atmosfæren, og det er derfor vanskelig å fastslå hvilke utslippskilder og regioner som er ansvarlige for de atmosfæriske konsentrasjonene forskerne observerer. Å fastslå dette er enklere for gasser med kortere levetid – etan lever i måneder, propan i uker. Med utgangspunkt i de kildene som er felles for metan, etan og propan, kan bedre kvantifisering av etan- og propanutslipp føre til bedre forståelse av metanutslipp.

Lær mer om hydrokarboner: https://www.youtube.com/watch?v=UloIw7dhnlQ

Bli med på en virtuell reise til Zeppelin, et av de viktigste atmosfæreobservatoriene brukt i studien: https://www.youtube.com/watch?v=AGPaA7231oI

Les mer om etan, butan og propan her: http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/asl.804/full

Les artikkelen her:

Dalsøren, S. B., Myhre, G., Hodnebrog, Ø., Myhre, C. L., Stohl, A., Pisso, I., Schwietzke, S., Höglund-Isaksson, L., Helmig, D., Reimann, S., Sauvage, S., Schmidbauer, N., Read, K. A., Carpenter, L. J., Lewis, A. C., Punjabi, S., & Wallasch, M. (2018).  Discrepancy between simulated and observed ethane and propane levels explained by underestimated fossil emissions. Nature Geoscience. Advance online publication.
doi: 10.1038/s41561-018-0073-0

Les også:

Ethane and propane emissions have been underestimated (nytt fra CICERO)
http://www.cicero.uio.no/no/posts/nyheter/ethane-and-propane-emissions-have-been-underestimated

Hodnebrog, Ø., Dalsøren, S. B., & Myhre, G. (2018). Lifetimes, direct and indirect radiative forcing, and global warming potentials of ethane (C2H6), propane (C3H8), and butane (C4H10). Atmospheric Science Letters, 19, e804. https://doi.org/10.1002/asl.804

Kontakt:

Seniorforsker Cathrine Lund Myhre, clm@nilu.no

Kommunikasjonssjef Christine Forsetlund Solbakken, cfs@nilu.no

There are no comments for this article yet.