Modellen om klimaatverandering accuraat te voorspellen komen steeds een stapje verder. Zo heeft het combineren van gegevens uit satellieten in een nieuwe studie van onderzoekers van SRON Netherlands Institute for Space Research en het IMAU Institute for Marine and Atmospheric Research uit Utrecht de invloed van La Niña op de toename van methaan in de atmosfeer bevestigd. Dit levert belangrijke nieuwe informatie op voor klimaatmodellen.
Methaan (CH4) is – op CO2 na – het belangrijkste broeikasgas dat mede door menselijk handelen in de atmosfeer komt. Het gas zorgt voor 40% van het totale broeikaseffect door menselijk handelen.
Sinds de industriële revolutie groeide de hoeveelheid methaan in de atmosfeer gestaag.
Maar de snelheid van deze methaantoename en ook de jaarlijkse schommelingen daarin, waren een vraagteken voor wetenschappers. Het gebrek aan dit soort kennis beperkt de nauwkeurigheid van de modellen die gebruikt worden voor het schatten van de toekomstige klimaatverandering.
De jaarlijkse variaties in de methaantoename hebben te maken met grootschalige klimaatfactoren zoals de sterke El Niño’s van 1998 en 2015. Tijdens El Niño warmen normaal koele zeestromen op waardoor de stroomrichting in de atmosfeer verandert. Bij La Niña koelen warme stromen juist af, waardoor stroomrichtingen in omgekeerde richting veranderen. Deze jaarlijkse verandering in oppervlaktetemperatuur van oceaanwater, de zogenoemde El Niño Southern Oscillation (ENSO), zorgt voor extreme droogten en overstromingen in tropisch gebied.
Van moerassen, de grootste bronnen van natuurlijk methaan, wordt verondersteld dat ze erg gevoelig zijn voor veranderingen in tropische neerslag. Maar methaanuitstoot vanuit tropische moerassen is lastig te meten, aangezien moerassen moeilijk toegankelijk zijn en verspreid liggen over afgelegen gebieden. Daarom proberen wetenschappers van SRON de methaanemissies van deze ecosystemen met satellieten te bepalen.
SRON-wetenschappers probeerden de invloed van La Niña op methaan beter te begrijpen, aan de hand van de sterke La Niña van 2011. Zij gebruikten spectra van door de aarde gereflecteerd zonlicht die de Japanse satelliet GOSAT heeft gemeten. Met hulp van een retrieval algoritme, een complexe computerbewerking, werden deze metingen vertaald in methaanhoeveelheden in de atmosfeer. Deze hoeveelheden werden vervolgens met gebruik van zogenaamde inverse modeling berekeningen omgezet in getallen voor methaanuitstoot bij het aardoppervlak.
De SRON-onderzoekers concludeerden dat de methaan-uitstoot vanuit tropisch moerasgebied tijdens deze La Niña minstens 5% hoger lag dan het lange termijngemiddelde. Een gelijktijdige toename van het totale moerasgebied in de tropen, geschat met gebruik van andere satellieten, bevestigt de conclusie dat de groei van methaanemissie werd veroorzaakt door de ongebruikelijk grote hoeveelheid tropische neerslag tijdens de La Niña van 2011.
Tracing the impact of ENSO on methane using satellites
Methane (CH4) is the second most important anthropogenic greenhouse gas after CO2 and is responsible for up to 40% of the human-induced greenhouse effect. Since the onset of the industrial age, the abundance of methane in the atmosphere has been increasing. However, the speed of methane increase and its year-to-year variability continue to puzzle scientists. This knowledge gap hampers climate forecast models to accurately predict the future climate change.
The year-to-year variations in methane growth are related to large-scale climatic events such as the strong El Niño’s of 1998 and 2015. The El Niño Southern Oscillation (ENSO) is the year-to-year modulation in the sea surface temperature of the Tropical Pacific causing extreme droughts and floods in the Tropics. Wetlands–the single largest source of natural methane– are thought to be very sensitive to changes in tropical precipitation. However, methane emissions in tropical wetlands are difficult to measure, as they are spread-out over remote places that are difficult to access. This is why scientists at SRON try to investigate methane emissions from these ecosystems using satellites.
Our aim was to better understand the impact of the strong the La Niña (the opposite phase of El-Nino) of 2011 on methane. We used spectral measurements of Earth reflected sunlight from the Japanese satellite GOSAT. Using a complex retrieval algorithm, the spectral measurements were converted into methane abundances in the atmosphere. These abundances were then transformed into surface emissions with inverse modeling calculations.
We found that the tropical wetland emissions during the strong La Niña of 2011 were higher than the long-term average by 5%. A simultaneous increase in the wetlands area extent in the tropics estimated using other satellites shown in the figure below confirms our conclusion that the methane emission increase was caused by the unusual high tropical precipitation during the La Niña of 2011.
