Неожиданный эффект: метан охлаждается даже при нагревании

Парниковые газы, такие как метан, создают в атмосфере своего рода одеяло, улавливая тепло с поверхности Земли, называемое длинноволновой энергией , и предотвращая его излучение в космос. Это делает планету горячее.

«Одеяло не создает тепла, если только оно не электрическое. Вы чувствуете тепло, потому что одеяло подавляет способность вашего тела передавать тепло в воздух. Это та же концепция», — объяснил Роберт Аллен, доцент кафедры наук о Земле UCR.

Оказывается, помимо поглощения длинноволновой энергии метан также поглощает поступающую от Cолнца энергию, известную как коротковолновая энергия. «Это должно согреть планету», — сказал Аллен, руководивший исследовательским проектом. «Но вопреки интуиции, поглощение коротких волн способствует изменениям в облаках, которые имеют небольшой охлаждающий эффект».

Этот эффект подробно описан в журнале Nature Geoscience вместе со вторым открытием, которого исследовательская группа не ожидала в полной мере. Хотя метан обычно увеличивает количество осадков, учет поглощения коротковолновой энергии подавляет это увеличение на 60%.

Оба типа энергии — длинноволновая (от Земли) и коротковолновая (от Солнца) — улетучиваются из атмосферы больше, чем поглощаются ею. Атмосфера нуждается в компенсации высвобождаемой энергии, которую она получает от тепла, образующегося при конденсации водяного пара в виде дождя, снега, мокрого снега или града.

«По сути, осадки действуют как источник тепла , обеспечивая поддержание баланса энергии в атмосфере», — сказал соавтор исследования Райан Крамер, исследователь из Центра космических полетов Годдарда НАСА и Университета Мэриленда, округ Балтимор.

Метан меняет это уравнение. Удерживая энергию Cолнца, метан отдает тепло, которое атмосфера больше не должна получать от осадков.

Кроме того, коротковолновое поглощение метана уменьшает количество солнечного излучения, достигающего поверхности Земли. Это, в свою очередь, уменьшает количество испаряемой воды. Как правило, осадки и испарение равны, поэтому уменьшение испарения приводит к уменьшению количества осадков.

«Это имеет значение для более подробного понимания того, как метан и, возможно, другие парниковые газы могут влиять на климатическую систему», — сказал Аллен. «Поглощение коротких волн смягчает общие эффекты потепления и увеличения количества осадков, но не устраняет их вовсе».

Исследовательская группа обнаружила эти результаты, создав подробные компьютерные модели, имитирующие как длинноволновые, так и коротковолновые эффекты метана. В будущем они хотели бы провести дополнительные эксперименты, чтобы узнать, как разные концентрации метана повлияют на климат.

Научный интерес к метану возрос в последние годы по мере увеличения уровня выбросов. Многое поступает из промышленных источников, а также из сельскохозяйственной деятельности и свалок. Выбросы метана также, вероятно, увеличатся по мере того, как мерзлый грунт, лежащий под Арктикой, начнет таять.

Крамер повторяет необходимость дальнейшего изучения. «Мы умеем измерять концентрацию парниковых газов , таких как метан, в атмосфере . Теперь наша цель состоит в том, чтобы с максимально возможной уверенностью сказать, что эти цифры значат для нас. Такая работа приближает нас к этой цели», — сказал он.