Почему ученые ошиблись в оценках выбросов метана в Амазонии?

В декабре 2022 года самолёт HALO пронёсся на высоте всего 200 метров над кронами амазонского леса. Приборы зафиксировали концентрацию метана, которая в четыре раза превысила то, что предсказывали климатические модели. Международная группа исследователей под руководством Института химии Макса Планка впервые с такой точностью измерила выбросы парникового газа прямо над заболоченными территориями Бразилии. Результаты, опубликованные в журнале Geophysical Research Letters, заставляют пересмотреть не только локальные оценки, но и глобальный метановый бюджет.

Расхождение с моделями: откуда берётся лишний метан

Атмосферный химик Линда Орт, ведущий автор работы, поясняет: на высоте 6 километров и выше расчёты моделей и реальные замеры совпадают. Но чем ближе к земле, тем сильнее расхождение. В среднем измеренные концентрации CH4 у поверхности превышали фоновые значения в два раза. Фон в тот период составлял около 1907 частей на миллиард (ppb) — и с тех пор он только вырос. Орт считает, что на больших высотах метан хорошо перемешивается, и модели правильно описывают перенос воздушных масс. Но у поверхности, где находятся источники, модели дают сбой. Именно здесь, в некоторых районах Амазонии, болота выделяют до четырёх раз больше метана, чем предполагалось.

Экспедиция на стыке сезонов

Измерения проводились в декабре 2022-го и январе 2023 года — в переходный период между сухим и влажным сезонами. В это время практически нет пожаров от подсечно-огневого земледелия, поэтому влияние человека минимально. Хотя в дождливый период выбросы ещё выше, а в сухой — ниже, эти два месяца в среднем отражают годовую норму болотных эмиссий.

Самолёт HALO, оснащённый абсорбционным спектрометром, поднимался от 200 метров над верхушками деревьев до 14 километров. Учёные собрали данные более чем в 7000 точках. Прибор способен улавливать метан даже при низком давлении на больших высотах. Чтобы связать концентрации в воздухе с наземными источниками, исследователи использовали транспортную модель атмосферы, которая прослеживала движение воздушных масс обратно к конкретным ячейкам на поверхности. Размер ячейки — 0,1 градуса на 0,1 градуса, что даёт беспрецедентное разрешение для карт выбросов. Затем на основе модели водно-болотных угодий NASA (она использует спутниковые данные о влажности, растительности и температуре) и сложного численного метода рассчитали реальные объёмы выделяемого метана.

Какие болота «дышат» сильнее

Анализ показал, что разные типы водно-болотных угодий дают разный вклад в недооценку выбросов:

• дельты рек — на 26% выше модельных значений;
• водохранилища (включая искусственные водоёмы ГЭС) — на 19% выше;
• регулярно затапливаемые поймы — на 13% выше.

В целом по региону среднее превышение составило примерно 100% относительно фона, а в некоторых точках — до 400%. Примерно 35% всех глобальных выбросов метана приходятся на природные источники, остальные 65% — антропогенные (сельское хозяйство, добыча ископаемого топлива, свалки). Амазонские болота — один из крупнейших природных источников, и их роль, как выясняется, сильно недооценена.

Последствия для климатических прогнозов

Эрик Корт, директор отдела химии атмосферы в Институте Макса Планка и соавтор работы, подчёркивает: «Чтобы надёжно оценить глобальный баланс метана, нам нужно гораздо больше измерений — не только в Амазонии, но и в других тропических регионах, где данных мало, — в Центральной Африке и Юго-Восточной Азии». Модели Земной системы, используемые МГЭИК, пока не способны адекватно отражать процессы образования CH4 в тропических водно-болотных угодьях. А без этого точность климатических прогнозов остаётся под вопросом.

Что это означает для страны, которая ратифицировала Парижское соглашение и планирует сокращать выбросы? Если реальные эмиссии метана из тропиков в два-четыре раза выше, чем заложено в сценариях, то все расчёты «углеродного бюджета» человечества могут оказаться слишком оптимистичными. Следующий шаг — установить постоянные наземные станции мониторинга в бассейне Амазонки, чтобы круглый год отслеживать пульс этих болот. Иначе мы рискуем закрывать глаза на один из главных источников парникового газа, который продолжает нагревать планету быстрее, чем мы думаем.