Atmosphärischer Methananstieg während der Pandemie hauptsächlich aufgrund von Überschwemmungen von Feuchtgebieten, ergibt die Analyse von Satellitendaten

24. September 2024

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Von Tracey Peake, North Carolina State University

Eine neue Analyse von Satellitendaten zeigt, dass der Rekordanstieg der atmosphärischen Methanemissionen von 2020 bis 2022 hauptsächlich auf eine erhöhte Überschwemmung und Wasserspeicherung in Feuchtgebieten zurückzuführen war, in Kombination mit einem leichten Rückgang des atmosphärischen Hydroxids (OH). Die Ergebnisse haben Auswirkungen auf die Bemühungen, die atmosphärischen Methanmengen zu reduzieren und ihre Auswirkungen auf den Klimawandel zu mildern.

Die Forschung wurde in der Zeitschrift Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlicht.

"Von 2010 bis 2019 sahen wir regelmäßige Anstiege – mit leichten Beschleunigungen – bei den atmosphärischen Methankonzentrationen. Aber die Zunahmen von 2020 bis 2022, die mit dem COVID-19-Shutdown zusammenfielen, waren signifikant höher", sagt Zhen Qu, Assistenzprofessor für Meeres-, Erd- und Atmosphärenwissenschaften an der North Carolina State University und Hauptautor der Studie. "Die globalen Methanemissionen stiegen von etwa 499 Teragramm (Tg) auf 550 Tg in der Zeit von 2010 bis 2019 und sind dann zwischen 2020 und 2022 auf 570-590 Tg gestiegen."

Atmosphärische Methanemissionen werden anhand ihrer Masse in Teragramm angegeben. Ein Teragramm entspricht etwa 1,1 Millionen US-Tonnen.

Eine der führenden Theorien bezüglich des plötzlichen Anstiegs des atmosphärischen Methans war der Rückgang der vom Menschen verursachten Luftverschmutzung durch Autos und Industrie während des Shutdowns der Pandemie von 2020 und 2021. Luftverschmutzung trägt Hydroxyl-Radikale (OH) zur unteren Atmosphäre bei. Daraufhin interagiert atmosphärisches OH mit anderen Gasen wie Methan, um sie abzubauen.

"Die vorherrschende Idee war, dass die Pandemie die Menge der OH-Konzentration reduzierte, und daher weniger OH in der Atmosphäre verfügbar war, um mit Methan zu reagieren und es zu entfernen", sagt Qu.

Um die Theorie zu testen, haben Qu und ein Forscherteam aus den USA, Großbritannien und Deutschland globale Satellitenemissionsdaten und atmosphärische Simulationen für sowohl Methan als auch OH in den Jahren von 2010 bis 2019 untersucht und es mit denselben Daten von 2020 bis 2022 verglichen, um die Quelle des Anstiegs herauszufinden.

Unter Verwendung von Daten aus Satellitenablesungen zur atmosphärischen Zusammensetzung und chemischen Transportmodellen haben die Forscher ein Modell erstellt, das es ihnen ermöglichte, sowohl die Mengen als auch die Quellen von Methan und OH für beide Zeiträume zu bestimmen.

Sie fanden heraus, dass der Großteil des Methanschubs von 2020 bis 2022 auf Ereignisse von Überschwemmungen in Äquatorialasien und Afrika zurückzuführen war, die jeweils für 43% bzw. 30% des zusätzlichen atmosphärischen Methans verantwortlich waren. Obwohl die OH-Werte in diesem Zeitraum abnahmen, machte dieser Rückgang nur 28% des Schubs aus.

"Die starken Niederschläge in diesen Feuchtgebieten und Reisanbau-Regionen sind wahrscheinlich auf die La-Niña-Bedingungen von 2020 bis Anfang 2023 zurückzuführen", sagt Qu. "Mikroorganismen in Feuchtgebieten produzieren Methan, wenn sie organische Stoffe anaerob abbauen und metabolisieren, d.h. ohne Sauerstoff. Mehr Wasserspeicherung in Feuchtgebieten bedeutet mehr anaerobe mikrobielle Aktivität und mehr Freisetzung von Methan in die Atmosphäre."

Die Forscher sind der Ansicht, dass ein besseres Verständnis der Methanemissionen aus Feuchtgebieten wichtig ist, um Maßnahmen zur Minderung zu entwickeln.

"Unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass die feuchten Tropen seit 2010 die treibende Kraft hinter der erhöhten Methankonzentration sind", sagt Qu. "Verbesserte Beobachtungen von Methanemissionen aus Feuchtgebieten und wie die Methanproduktion auf Änderungen der Niederschläge reagiert, sind entscheidend für das Verständnis der Rolle von Niederschlagsmustern in tropischen Feuchtgebieten."

Weitere Informationen: Zhen Qu et al, Inverse modeling of 2010–2022 satellite observations shows that inundation of the wet tropics drove the 2020–2022 methane surge, Proceedings of the National Academy of Sciences (2024). DOI: 10.1073/pnas.2402730121

Journal information: Proceedings of the National Academy of Sciences

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