La NASA lanza la primera visualización volumétrica en 3D del metano en nuestra atmósfera

La Administración Nacional de Aeronáutica y del Espacio de los Estados Unidos (NASA) ha producido un nuevo retrato tridimensional de las concentraciones de metano. Después del dióxido de carbono, el metano es el segundo mayor contribuyente del mundo al efecto invernadero, responsable del 3 al 20% del aumento de las temperaturas de la Tierra hasta la fecha. Las concentraciones de metano en la atmósfera se han más que duplicado desde la Revolución Industrial.

Las imágenes combinan múltiples conjuntos de datos de inventarios de emisiones, incluidos combustibles fósiles, agricultura, quema de biomasa y biocombustibles, y simulaciones de fuentes de humedales en un modelo informático de alta resolución, los investigadores ahora tienen una herramienta adicional para comprender este complejo gas y su papel en la Tierra. ciclo del carbono, composición atmosférica y sistema climático.

 “Es urgente comprender de dónde provienen las fuentes para que podamos estar mejor preparados para mitigar las emisiones de metano donde haya oportunidades para hacerlo”, dijo el científico investigador Ben Poulter del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland.

Una sola molécula de metano es más eficiente para atrapar el calor que una molécula de dióxido de carbono. El metano tiene un potencial de calentamiento global 84 veces mayor que el del dióxido de carbono en un período de 20 años. Pero debido a que la vida útil del metano en la atmósfera es más corta y las concentraciones de dióxido de carbono son mucho más altas, el dióxido de carbono sigue siendo el principal contribuyente al cambio climático. El metano también tiene muchas más fuentes que el dióxido de carbono, que incluyen los sectores de energía y agricultura, así como fuentes naturales de varios tipos de humedales y cuerpos de agua.

“El metano es un gas que se produce en condiciones anaeróbicas, lo que significa que cuando no hay oxígeno disponible, es probable que se produzca metano”, dijo Poulter.

Alrededor del 30% de las emisiones de metano son producidas por humedales, incluidos estanques, lagos y ríos. Otro 20% es producido por la agricultura, debido a una combinación de ganadería, manejo de desechos y cultivo de arroz. Las actividades relacionadas con la extracción de petróleo, gas y carbón liberan un 30% adicional. El resto de las emisiones de metano provienen de fuentes menores como incendios forestales, quema de biomasa, permafrost, termitas, represas y el océano.

 “Se estima que hasta el 60% del flujo actual de metano desde la tierra hacia la atmósfera es el resultado de actividades humanas”, dijo Abhishek Chatterjee, científico del ciclo del carbono de la Asociación de Investigación Espacial de las Universidades con sede en Goddard. “Al igual que el dióxido de carbono, la actividad humana durante largos períodos de tiempo está aumentando las concentraciones de metano atmosférico más rápido de lo que la eliminación de los 'sumideros' naturales puede compensar. A medida que las poblaciones humanas continúan creciendo, los cambios en el uso de la energía, la agricultura y el cultivo de arroz y la ganadería influirán en las emisiones de metano. Sin embargo, es difícil predecir las tendencias futuras debido tanto a la falta de mediciones como a la comprensión incompleta de las retroalimentaciones del carbono y el clima”.

Los investigadores están utilizando modelos informáticos para tratar de construir una imagen más completa del metano, dijo la meteoróloga investigadora Lesley Ott de la Oficina de Modelado y Asimilación Global en Goddard. “Tenemos piezas que nos informan sobre las emisiones, tenemos piezas que nos dicen algo sobre las concentraciones atmosféricas, y los modelos son básicamente la pieza que falta que une todo eso y nos ayuda a comprender de dónde proviene el metano y hacia dónde se dirige. ”

Para crear una imagen global del metano, Ott, Chatterjee, Poulter y sus colegas utilizaron datos de metano de los inventarios de emisiones informados por países, campañas de campo de la NASA, como el Experimento de Vulnerabilidad del Ártico Boreal (ABoVE) y observaciones del Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero de la Agencia Espacial Japonesa. (GOSAT Ibuki) y el Instrumento de Vigilancia Troposférica a bordo del satélite Sentinel-5P de la Agencia Espacial Europea. Combinaron los conjuntos de datos con un modelo informático que estima las emisiones de metano en función de procesos conocidos para ciertos tipos de cobertura terrestre, como los humedales. El modelo también simula la química atmosférica que descompone el metano y lo elimina del aire. Luego usaron un modelo meteorológico para ver cómo viajaba el metano y cómo se comportaba con el tiempo mientras estaba en la atmósfera.

La visualización de datos de sus resultados muestra los movimientos etéreos del metano e ilumina sus complejidades tanto en el espacio sobre varios paisajes como con las estaciones. Una vez que las emisiones de metano se elevan a la atmósfera, los vientos a gran altura pueden transportarlo mucho más allá de sus fuentes.

Cuando vieron por primera vez los datos visualizados, se destacaron varios lugares.

En América del Sur, la cuenca del río Amazonas y sus humedales adyacentes se inundan estacionalmente, creando un ambiente privado de oxígeno que es una fuente importante de metano. A nivel mundial, alrededor del 60 % de las emisiones de metano provienen de los trópicos, por lo que es importante comprender las diversas fuentes humanas y naturales, dijo Poulter.

Sobre Europa, la señal de metano no es tan fuerte como sobre el Amazonas. Las fuentes de metano europeas están influenciadas por la población humana y la exploración y transporte de petróleo, gas y carbón del sector energético. Europa es la única región que muestra una disminución de las emisiones de metano en los últimos 20 años.

En India, el cultivo de arroz y la ganadería son las dos fuentes principales de metano. “La agricultura es responsable de aproximadamente el 20 % de las emisiones mundiales de metano e incluye la fermentación entérica, que es el procesamiento de los alimentos en las entrañas del ganado, principalmente, pero también incluye cómo gestionamos los productos de desecho que provienen de la ganadería y otras actividades agrícolas”. dijo Poulter. Los residuos están impulsando un aumento del 1.5 % anual en las emisiones de metano del sur de Asia.

El 85% de las emisiones de metano de Asia oriental provienen de fuentes humanas. La expansión económica y la gran población de China impulsan la gran demanda de exploración de petróleo, gas y carbón para la industria, así como para la producción agrícola, que son sus fuentes subyacentes de metano.

Las regiones del Ártico y de latitudes altas son responsables de aproximadamente el 20 % de las emisiones mundiales de metano. El 70% de las emisiones de metano del Ártico provienen de fuentes naturales.

“Lo que sucede en el Ártico, no siempre se queda en el Ártico”, dijo Ott. “Hay una gran cantidad de carbono almacenado en las altas latitudes del norte. Una de las cosas que realmente preocupan a los científicos es si, a medida que los suelos se calientan, se podría liberar más carbono a la atmósfera. En este momento, lo que está viendo en esta visualización no son pulsos muy fuertes de metano, pero lo estamos observando muy de cerca porque sabemos que es un lugar que está cambiando rápidamente y que podría cambiar drásticamente con el tiempo".

“Uno de los desafíos para comprender el balance global de metano ha sido reconciliar la perspectiva atmosférica sobre dónde creemos que se produce el metano versus la perspectiva de abajo hacia arriba, o cómo usamos los informes a nivel de país o los modelos de superficie terrestre para estimar las emisiones de metano. —dijo Poulter—. “La visualización que tenemos aquí puede ayudarnos a comprender esta discrepancia de arriba hacia abajo y de abajo hacia arriba y también nos ayuda a reducir las incertidumbres en nuestra comprensión del balance global de metano al brindarnos pistas visuales y una comprensión cualitativa de cómo el metano se mueve alrededor del atmósfera y dónde se produce”.

Los datos del modelo de fuentes y transporte de metano también ayudarán en la planificación de futuras misiones de campo y satélite. Actualmente, la NASA tiene un satélite planificado llamado GeoCarb que se lanzará alrededor de 2023 para proporcionar observaciones geoestacionarias basadas en el espacio del metano en la atmósfera en gran parte del hemisferio occidental.

Científicos de todo el mundo están trabajando para comprender mejor el balance de metano con el objetivo final de reducir las emisiones de gases de efecto invernadero y mejorar la predicción del cambio ambiental. Para obtener información adicional, consulte el Presupuesto global de metano.

Esta historia apareció por primera vez en el sitio web de la NASA. aquí y aquí.