Mittlere Reaktion der oberflächennahen Lufttemperatur auf Methan, zerfällt nur durch Kurzwelleneffekte. Bildnachweis: Robert Allen/UCR
Starke Treibhausgaseffekte: etwas weniger als bisher angenommen.
Forscher von UC Riverside fanden heraus, dass Methan nicht nur Wärme in der Atmosphäre einschließt, sondern auch kalte Wolken erzeugt, die 30 % der Wärme ausgleichen. Methanabsorption von kurzwelliger Energie bewirkt reversibel einen Kühleffekt und reduziert die Niederschlagszunahme um 60 %. Dieses Ergebnis unterstreicht die Notwendigkeit, alle bekannten Wirkungen von Treibhausgasen in Klimamodelle einzubeziehen.
Die meisten Klimamodelle berücksichtigen nicht die neue Erkenntnis der University of California, Riverside: Methan fängt viel Wärme in der Erdatmosphäre ein, aber es erzeugt auch kalte Wolken, die 30 % der Wärme ausgleichen.
Treibhausgase wie Methan bilden eine Art Decke in der Atmosphäre, fangen Wärme von der Erdoberfläche ein, die als Langwellenenergie bezeichnet wird, und verhindern, dass sie in den Weltraum abgegeben wird. Dadurch wird der Planet heißer.
„Die Decke erzeugt keine Wärme, es sei denn, sie ist elektrisch. Sie fühlen sich warm, weil die Decke die Fähigkeit Ihres Körpers blockiert, seine Wärme an die Luft zu senden. Es ist das gleiche Konzept“, erklärte Robert Allen, UCSD-Assistenzprofessor für Geowissenschaften.
Es stellt sich heraus, dass Methan nicht nur langwellige Energie absorbiert, sondern auch Energie von der Sonne absorbiert, die als kurzwellige Energie bekannt ist. „Das sollte den Planeten erwärmen“, sagte Allen, der das Forschungsprojekt leitete. „Aber anders als erwartet, fördert die Absorption von Kurzwellen Veränderungen in Wolken, die einen leichten Kühleffekt haben.“
Mittlere oberflächennahe Lufttemperaturreaktion auf Methan, ein Zersetzer für (a) langwellige und kurzwellige Effekte; (b) nur Langwelleneffekte; und (c) nur Kurzwelleneffekte. Bildnachweis: Robert Allen/UCR
Dieser Effekt wird im Journal detailliert beschrieben NASA Goddard Space Flight Center and the University of Maryland, Baltimore County.
Methane changes this equation. By holding on to energy from the sun, methane is introducing heat the atmosphere no longer needs to get from precipitation.
Additionally, methane shortwave absorption decreases the amount of solar radiation reaching Earth’s surface. This in turn reduces the amount of water that evaporates. Generally, precipitation and evaporation are equal, so a decrease in evaporation leads to a decrease in precipitation.
“This has implications for understanding in more detail how methane and perhaps other greenhouses gases can impact the climate system,” Allen said. “Shortwave absorption softens the overall warming and rain-increasing effects but does not eradicate them at all.”
The research team discovered these findings by creating detailed computer models simulating both longwave and shortwave methane effects. Going forward, they would like to conduct additional experiments to learn how different concentrations of methane would impact the climate.
Scientific interest in methane has increased in recent years as levels of emissions have increased. Much comes from industrial sources, as well as from agricultural activities and landfill. Methane emissions are also likely to increase as frozen ground underlying the Arctic begins to thaw.
“It’s become a major concern,” said Xueying Zhao, UCR Earth and planetary sciences Ph.D. student and study co-author. “We need to better understand the effects all this methane will bring us by incorporating all known effects into our climate models.”
Kramer echoes the need for further study. “We’re good at measuring the concentration of greenhouse gases like methane in the atmosphere. Now the goal is to say with as much confidence as possible what those numbers mean to us. Work like this gets us toward that goal,” he said.
Reference: “Surface warming and wetting due to methane’s long-wave radiative effects muted by short-wave absorption” by Robert J. Allen, Xueying Zhao, Cynthia A. Randles, Ryan J. Kramer, Bjørn H. Samset and Christopher J. Smith, 16 March 2023, Nature Geoscience.
DOI: 10.1038/s41561-023-01144-z
