مساهمة إنتاج النفط والغاز الطبيعي في الزيادة المتجددة في الميثان الجوي (2007–2014): تقدير من أعلى إلى أسفل من ملاحظات أعمدة الإيثان والميثان

الملخص. تم اشتقاق السلاسل الزمنية المتناغمة من متوسط كسور المول للميثان والإيثان الجوي خلال فترة 1999–2014 من قياسات الأشعة تحت الحمراء (FTIR) في قمة زوغشبيتسه (47° شمالًا، 11° شرقًا؛ 2964 متر فوق مستوى سطح البحر) وفي لودر (45° جنوبًا، 170° شرقًا؛ 370 متر فوق مستوى سطح البحر). تكشف تحليل الاتجاه على المدى الطويل عن زيادة متجددة ثابتة في الميثان منذ عام 2007 بمقدار 6.2 5.6، 6.9 ppb سنويًا (جزء في المليار سنويًا) في زوغشبيتسه و6.0 5.3، 6.7 ppb سنويًا في لودر (نطاقات ثقة 95%). تقدم العديد من الدراسات الحديثة أدلة تفيد بأن الزيادة المتجددة في الميثان مدفوعة على الأرجح بعاملين رئيسيين: (i) زيادة انبعاثات الميثان من الأراضي الرطبة الاستوائية، تليها (ii) زيادة انبعاثات الميثان الحراري بسبب زيادة إنتاج النفط والغاز الطبيعي. هنا، نقوم بتحديد حجم الفئة الثانية من المصادر، باستخدام قياسات طويلة الأمد للإيثان الجوي كعلامة لانبعاثات الميثان الحراري. في عام 2007، بعد سنوات من التدهور الضعيف، تُظهر سلسلة الإيثان الزمنية في زوغشبيتسه بدءًا مفاجئًا لاتجاه إيجابي كبير (2.3 1.8، 2.8 × 10−2 ppb سنويًا لعام 2007–2014)، بينما يستمر الاتجاه السلبي في لودر بعد عام 2007 (−0.4 −0.6، −0.1 × 10−2 ppb سنويًا). تُظهر سلاسل الميثان والإيثان في زوغشبيتسه ارتباطًا كبيرًا خلال الفترة 2007–2014 ويمكن أن تُنسب إلى انبعاثات الميثان الحراري بنسبة إيثان إلى ميثان (EMR) تتراوح بين 12-19%. نقدم سيناريوهات انبعاث محسنة للفترة 2007–2014 مشتقة من نموذج جوي ذو صندوقين. من ملاحظاتنا في الاتجاه نستنتج زيادة إجمالية في انبعاثات الإيثان خلال الفترة 2007–2014 من مصادر النفط والغاز الطبيعي تتراوح بين 1-11 Tg سنويًا مع زيادة شاملة في انبعاثات الميثان تتراوح بين 24-45 Tg سنويًا. بناءً على هذه النتائج، يتم استنتاج مساهمة انبعاثات النفط والغاز الطبيعي (C) في الزيادة المتجددة للميثان باستخدام ثلاثة سيناريوهات انبعاث مختلفة مع نطاقات EMR مخصصة. يفترض السيناريو المرجعي 1 مزيجًا من انبعاثات النفط والغاز مع EMR = 7.0–16.2%، مما ينتج عنه مساهمة دنيا C > 39% (كحد أدنى لنطاق ثقة 95%). بجانب هذا السيناريو الأكثر احتمالًا 1، نعتبر حالتين مشابهتين أقل واقعية من انبعاثات نفطية نقية (السيناريو 2 مع EMR = 16.2–31.4%) ومصادر غاز طبيعي نقية (السيناريو 3 مع EMR = 4.4–7.0%)، مما ينتج عنه C > 18% وC > 73% على التوالي. تشير نتائجنا إلى أن الملاحظات على المدى الطويل للإيثان متوسط العمود توفر قيودًا قيمة في تحديد مصدر تغييرات انبعاثات الميثان وتوفر معرفة أساسية لتطوير استراتيجيات فعالة للتخفيف من آثار تغير المناخ.