Стратосферный нокаут: спутники показали, что метан разрушается быстрее, чем считалось, меняя климатические расчеты

Атмосферный метан — газ, которому приписывают 30 процентов современного глобального потепления, — исчезает в стратосфере активнее, чем предсказывали климатические модели. К такому выводу пришла группа исследователей под руководством профессора Цяна Фу из Вашингтонского университета, проанализировав спутниковые данные, собранные с 2007 по 2010 год. Результат, опубликованный в Proceedings of the National Academy of Sciences, не только уточняет физику атмосферных процессов, но и примиряет два враждующих метода расчета, десятилетиями дававших несовпадающие цифры.

Газ-невидимка: короткая жизнь, большой след

Метан удерживает тепло в десятки раз эффективнее углекислого газа, но живет в атмосфере всего около десяти лет. Эта краткость делает его идеальной мишенью для климатической политики: сократив выбросы сегодня, через десятилетие можно ощутить результат. Однако до сих пор ученые спотыкались о простой вопрос: сколько именно метана покидает атмосферу естественным путем?

Ответ на него определяет всё — от прогнозов температуры до глобальных стратегий по декарбонизации. Разница между тем, сколько газа поступает в воздух и сколько из него уходит, называется имбалансом. Эта величина исчезающе мала по сравнению с абсолютными цифрами выбросов и поглощения, но именно она диктует, будет ли концентрация метана расти, падать или останется стабильной.

Стратосферный сдвиг: наблюдение против модели

Традиционно оценка стоков метана — химических реакций, разрушающих молекулы в атмосфере, — опиралась на компьютерные симуляции. Модели говорили одно, измерения в тропосфере — другое, а стратосфера, второй слой атмосферы, оставалась зоной экстраполяции.

Фу и его аспирант Конг Донг поступили иначе. Они взяли открытые спутниковые данные за трехлетний период и впервые вычислили скорость разрушения метана в стратосфере прямым наблюдательным методом. Полученное значение оказалось выше модельных прогнозов.

Когда исследователи подставили эту цифру в уравнение баланса, произошло неожиданное: два основных способа оценки — восходящий (суммирующий все источники и стоки снизу) и нисходящий (исходящий из реальной наблюдаемой концентрации газа) — дали почти идентичные результаты.

Примирение методов

Десятилетиями климатологи сталкивались с расхождением: восходящие расчеты упорно показывали, что источники должны намного превосходить стоки, тогда как нисходящие свидетельствовали о более скромном дисбалансе. Новая работа предлагает элегантное разрешение конфликта. Модели систематически занижали стратосферное поглощение. Как только оно было измерено по-настоящему, цифры сошлись.

«Сужая неопределенность, мы повышаем уверенность в оценках баланса и имбаланса метана, — пояснил Фу. — А именно эти оценки определяют, как меняется уровень метана в атмосфере».

Двойной удар: вода и озон

Стратосферное окисление метана имеет еще два последствия, которые редко обсуждаются за пределами узкого круга атмосферных химиков. Во-первых, продуктом реакции является водяной пар — сам по себе мощный парниковый газ. Во-вторых, этот процесс влияет на химию озонового слоя, защищающего Землю от жесткого ультрафиолета. Корректировка скорости разрушения метана автоматически меняет оценку этих вторичных эффектов.

Что это значит для политики

Для лиц, принимающих решения, открытие Вашингтонского университета — не академическая тонкость, а инструмент. Понимание точной скорости естественного удаления метана позволяет надежнее рассчитывать, какой вклад в снижение концентрации газа даст каждая тонна предотвращенных выбросов.

Метан остается наиболее управляемой переменной в климатическом уравнении. В отличие от углекислого газа, обреченного влиять на температуру столетиями, метан откликается на усилия в масштабе одного десятилетия. Теперь у ученых есть более точный измерительный прибор, чтобы следить за этой переменной.

Исследование подтверждает то, о чем давно догадывались климатологи: невидимые химические реакторы верхних слоев атмосферы работают на полную мощность. И чем лучше мы их измерим, тем меньше пространства останется для разногласий — как между расчетными методами, так и между теми, кто принимает решения, опираясь на эти расчеты.