Как загрязнение воздуха влияет на бюджет метана

Международная группа исследователей, включая учёных из Института климата и энергетических систем — Стратосфера в Исследовательском центре Юлиха (Германия), выяснила, как загрязнители воздуха, такие как монооксид углерода, озон и оксиды азота, влияют на естественное разложение метана в атмосфере. Исследование, опубликованное в журнале Nature, показывает, как изменения в уровне загрязнения воздуха меняют ключевые химические процессы, определяющие время жизни этого мощного парникового газа.

В центре процесса удаления метана находится гидроксильный радикал (OH), который отвечает за разложение около 90% метана в нижних слоях атмосферы. Доступность OH зависит от сложного химического баланса. Загрязнители, такие как монооксид углерода (CO) и сам метан, могут подавлять образование OH, в то время как озон (O₃), водяной пар (H₂O) и оксиды азота (NOₓ) обычно увеличивают концентрацию OH. Используя данные наблюдений и моделирования, учёные проанализировали, как изменение уровня загрязнителей влияло на концентрацию OH в период с 2005 по 2021 год.

Результаты показывают, что снижение выбросов CO, например, благодаря более чистым технологиям сгорания, усилило разложение метана. Одновременно рост концентрации озона и водяного пара также повысил уровень OH. В совокупности эти сдвиги укрепили глобальный сток метана на 1,3–2,0 тераграмма в год — увеличение на 10–20%. Однако тренд нелинеен: такие события, как масштабные лесные пожары или пандемия COVID-19, вызывали резкое падение уровня OH. Например, во время пандемии выбросы NOₓ быстро снизились из-за сокращения человеческой активности, что привело к снижению уровня озона и, как следствие, к ослаблению стока метана.

Исследование подчёркивает важную связь: загрязнители воздуха не только вредят здоровью и экосистемам, но и определяют, сколько метана удерживает атмосфера. Это создает проблему для политики: хотя сокращение предшественников озона улучшает качество воздуха, оно может непреднамеренно замедлить удаление метана. «Атмосфера — это высоко нелинейная и сложная химическая система, — говорит доктор Михаэла Хегглин из Исследовательского центра Юлиха. — Даже небольшие изменения в её составе могут сильно повлиять на то, как долго сохраняется метан».