Forskarna använde radiometrar, visas här, att isolera signalen om metans växthuseffekt. Radiometrar är bland de många instrumenten vid ARM:s Southern Great Plains-observatorium som teamet använde som en del av denna studie. Kredit:ARM Climate Research Facility
Forskare har direkt mätt den ökande växthuseffekten av metan på jordens yta för första gången. En forskargrupp från det amerikanska energidepartementets Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) spårade en ökning av uppvärmningseffekten av metan - en av de viktigaste växthusgaserna för jordens atmosfär - under en 10-årsperiod vid en DOE fältobservation plats i norra Oklahoma.
Dessa fynd publicerades online den 2 april i tidskriften Naturgeovetenskap i en artikel med titeln "Observationellt härledd höjning av metanytekraften förmedlad av vattenångstrend." Uppsatsen visar att växthuseffekten från metan spårade den globala pausen i metankoncentrationerna i början av 2000-talet och började stiga samtidigt som koncentrationerna började stiga 2007.
"Vi har länge misstänkt från laboratoriemätningar, teori, och modeller att metan är en viktig växthusgas, " sa Berkeley Labs forskare Dan Feldman, studiens huvudförfattare. "Vårt arbete mäter direkt hur ökande koncentrationer av metan leder till en ökande växthuseffekt i jordens atmosfär."
Gaser som fångar värme i atmosfären kallas växthusgaser, till stor del eftersom de absorberar vissa våglängder av energi som sänds ut av jorden. När deras atmosfäriska koncentrationer förändras, forskarsamhället förväntar sig att mängden energi som absorberas av dessa gaser kommer att förändras i enlighet med detta, men innan denna studie, att förväntan på metan inte hade bekräftats utanför laboratoriet.
Denna graf visar en tidsserie av växthuseffekten av metan i watt per kvadratmeter, uppmätt vid jordens yta under en tioårsperiod vid en forskningsplats i norra Oklahoma. Den röda linjen är trenden i tidsserien, och den grå skuggningen representerar osäkerhet. Kredit:Berkeley Lab
Forskarna analyserade mycket kalibrerade långtidsmätningar för att isolera den förändrade växthuseffekten av metan. De gjorde detta genom att titta på mätningar över de våglängder där metan är känt för att utöva sin växthuseffekt och kopplade de med en rad andra atmosfäriska mätningar för att kontrollera för andra störande faktorer, inklusive vattenånga.
Denna studie möjliggjordes av de omfattande mätningarna av jordens atmosfär som DOE rutinmässigt har samlat in i decennier vid sina Atmospheric Radiation Measurement (ARM) anläggningar, och omvänt, skulle inte vara möjligt utan sådana detaljerade observationer.
DOE ARM-programmet hanterar och stödjer tre långsiktiga atmosfäriska observatorier - Southern Great Plains-observatoriet i Oklahoma, norra sluttningen av Alaska observatorium i norra Alaska, och det östra nordatlantiska observatoriet på Azorerna. Programmet distribuerar också tre ARM-mobilanläggningar och flera ARM-antennanläggningar. Tillsammans, dessa tillgångar gör det möjligt för forskare att utföra mycket detaljerade, riktade undersökningar för att främja den grundläggande vetenskapliga förståelsen av jordsystemet.
Forskarna tror att den här typen av direkt fältobservation kan ge en mer exakt och fullständig bild av sambandet mellan koncentrationer av växthusgaser i atmosfären och deras uppvärmningseffekt på jordens yta.
