När mängden etanutsläpp har bestämts, forskarna kombinerar den informationen med gassammansättningsdata från en viss bassäng för att omvandla de lösta etanutsläppen till metanutsläpp. Kredit:Zachary Barkley, Penn State
Att mäta etan i atmosfären visar att mängden metan som kommer in i atmosfären från olje- och gasbrunnar och bidrar till uppvärmningen av växthus är högre än vad som föreslås av U.S. Environmental Protection Agency, enligt ett internationellt team av forskare som tillbringade tre år med att flyga över tre områden i USA under alla fyra säsonger.
"Etan är en gas som bara är relaterad till vissa metankällor, " sa Zachary R. Barkley, forskare inom meteorologi och atmosfärsvetenskap, Penn State. "Metan, dock, produceras av olja, gas- och kolfält, men också av kons matsmältningssystem, våtmarker, deponier och gödselhantering. Det är svårt att skilja från producerat fossilt bränsle och naturligt metan. "
Atmospheric Carbon and Transport (ACT) America-data gjorde det möjligt att kvantifiera metanutsläpp från olja, gas- och kolkällor, eftersom projektet inte bara mätte metan, men även etan. Forskarna noterar att metan identifierad med etan på ett tillförlitligt sätt kan kopplas till fossila bränslekällor, dock, förhållandet mellan etan och metan varierar med individuella källor.
"ACT America var tänkt som ett försök att förbättra vår förmåga att diagnostisera källor och sänkor för globala växthusgaser, för att förbättra diagnosen, " sa Kenneth J Davis, professor i atmosfärs- och klimatvetenskap, Penn State. "Vi ville förstå hur växthusgaser flyttas runt av vädersystem i atmosfären. Före ACT, det fanns inga data för att kartlägga fördelningen av gaser i vädersystem."
Från 2017 till 2019, forskare flög datainsamlingsuppdrag över tre delar av USA - de centrala Atlanten inklusive Pennsylvania, New York, Virginia, West Virginia och Maryland; de centrala södra staterna inklusive Arkansas, Louisiana, Texas, Alabama, Oklahoma och Mississippi; och de centrala mellanvästra delstaterna inklusive Nebraska, South Dakota, Kansas, Minnesota, Iowa, Missouri, Wisconsin, Michigan, Ohio, Indiana och Illinois. Forskarna täckte alla fyra årstider och spårade hur vädersystem flyttade koldioxid, metan, etan och andra gaser i atmosfären.
Forskarna är inte de första som föreslår att uppskattningar av metan är för låga, men enligt Barkley, de är de första som använder etan enbart som proxy. Etan, även om det kommer att fungera som en växthusgas, stannar bara i atmosfären i några månader innan den bryts ner till andra föreningar, snarare än de 10 år som metan finns kvar i atmosfären. Etan är mer ett problem för luftföroreningar än uppvärmning av växthus.
När mängden etanutsläpp har bestämts, forskarna kombinerar den informationen med gassammansättningsdata från ett visst bassäng för att omvandla de lösta etanutsläppen till metanemissioner. Kredit:Zachary Barkley, Penn State
"Vi tittade inte på någon av metandata alls och vi ser fortfarande samma resultat som alla andra, " han sa.
En annan skillnad är att de flesta tidigare luftburna studier tittade på små områden, utsläpp från enskilda platser eller fält. ACT-America tittade på flerstatliga regioner och omfattade över två tredjedelar av USA:s naturgasproduktion.
"Etandata överstiger konsekvent värden som kan förväntas baserat på (USA) EPA:s olje- och gasläckageskattningar med mer än 50 %, " rapporterar forskarna i ett färskt nummer av Journal of Geophysical Research:Atmospheres . Forskarna tillägger att om man jämför den kombinerade nedgången, vinter- och våruppskattningar av etanutsläpp till en inventering av metanutsläpp av olja och gas, de uppskattar att olje- och gasutsläppen av metan är större än EPA:s lagervärden med 48% till 76%.
Forskarna använde etan-till-metan-förhållanden från olje- och gasproduktionsbassänger för denna studie.
Medan koldioxidkällor och sänkor kan hittas över jordens yta, Utsläppen av etan och metan kommer från specifika platser på marken som är kända. Öknar och hav och höglänta ekosystem släpper ut lite etan eller metan. Aktiva olje- och gasfält har höga utsläpp. Vid uppskattning av spårgasutsläpp, forskare tar vanligtvis sin första bästa gissning och kör sedan flera iterationer för att minimera skillnaden mellan observerade och simulerade atmosfäriska koncentrationer av dessa gaser.
Barkley noterar att ibland är signaler svåra att tolka, men att så inte är fallet med denna studie.
"Data finns där, " sade Barkley. "Den mindre plymen i modellen, när den ökas med en faktor två, matchar plötsligt realtidsdatan."
