Drei im Rahmen des vom ECMWF koordinierten Forschungsprojekts CoCO2 entwickelte Videos zeigen einen „Naturlauf“ der Treibhausgase im Jahr 2021.
CoCO2 endete im Dezember 2023, aber die Videos der Entwicklung von Methan (CH4), Kohlenmonoxid (CO) und Kohlendioxid (CO2) in der Atmosphäre sind erst jetzt verfügbar geworden.
Bei diesen Naturläufen werden die Treibhausgase aus realistischen Startbedingungen berechnet und unterliegen täglichen Aktualisierungen der Emissionen sowie der Wetterbedingungen. Sie enthalten jedoch keine Daten aus Beobachtungen der Gase.
Solche Naturläufe sind für viele wissenschaftliche Studien nützlich. In CoCO2 wurden sie beispielsweise verwendet, um die Auswirkungen verschiedener Satellitentypen zu beurteilen.
„Natural Runs sind physikalisch konsistenter als Neuanalysen, bei denen ebenfalls Gasbeobachtungen verwendet werden, weil sie Schritte in der modellierten Entwicklung vermeiden“, sagt ECMWF-Wissenschaftlerin Anna Agustí-Panareda. „Außerdem sind sie bei hoher Auflösung viel schneller zu erstellen als Neuanalysen.“
Methan
Hohe CH4-Werte sind vor allem südlich des Himalaya, in Südostasien und in der Region des Amazonas in Südamerika zu beobachten. Sie sind vor allem auf Emissionen aus Feuchtgebieten, der Landwirtschaft (einschließlich Viehzucht) und der Gewinnung fossiler Brennstoffe zurückzuführen. Der Himalaya wirkt als Barriere für die Ausbreitung von Methan.
Generell ist die CH4-Konzentration auf der Nordhalbkugel höher als auf der Südhalbkugel. Dies lässt sich auf die Tatsache zurückführen, dass die Gesamtemissionen von CH4 im Norden höher sind als im Süden.
Natürlicher Methanausstoß im Jahr 2021, basierend auf den Wettervorhersagen des ECMWF. Quelle: Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF)
Kohlenmonoxid
Das Vorkommen von CO2 wird hauptsächlich durch die Verbrennung von Biomasse, Waldbrände und Emissionen fossiler Brennstoffe bestimmt. Letztere sind beispielsweise in Südostasien von Bedeutung. Ende Juli und Anfang August kommt es in Sibirien zu extremen Waldbränden, wobei die daraus resultierenden CO2-Emissionen fast die gesamte Arktisregion erfassen.
Natürliche Kohlenmonoxidbelastung im Jahr 2021, basierend auf den Wettervorhersagen des ECMWF. Quelle: Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF)
Kohlendioxid
Die Menge an CO2 in der Atmosphäre hängt stark von der Jahreszeit ab, und sie nimmt auch im Jahresverlauf spürbar zu: Ende 2021 ist mehr vorhanden als zu Beginn.
Der saisonale Effekt ist hauptsächlich auf die Vegetation zurückzuführen, es gibt jedoch im Allgemeinen auch eine starke Komponente durch die Verbrennung von Biomasse und Waldbrände sowie fossile Brennstoffe.
Natürliche Kohlendioxidbelastung im Jahr 2021, basierend auf den Wettervorhersagen des ECMWF. Quelle: Europäisches Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF)
„Diese Naturläufe haben mehrere Verwendungszwecke“, sagt Richard Engelen, stellvertretender Direktor des Copernicus Atmosphere Monitoring Service (CAMS) der EU, der vom ECMWF implementiert wird. „In CoCO2 wurden sie verwendet, um die Auswirkungen zukünftiger CO2- und CH4-Beobachtungen zu untersuchen, aber sie können auch Randbedingungen für lokale oder regionale Studien liefern und sie können verwendet werden, um die Variabilität unterhalb der Rasterskala globaler Modelle zu bewerten, die mit geringerer räumlicher Auflösung verwendet werden.“
„Darüber hinaus machen sie deutlich, was ein Satellit zu jedem Zeitpunkt des Jahres beobachten würde, und wie die Beobachtung mehrerer Arten beispielsweise mehr Einblicke in die Auswirkungen von Waldbränden auf atmosphärische Konzentrationen bieten kann.“
CoCO2 wird CAMS dabei unterstützen, eine betriebsfähige Kapazität zur Unterstützung der Überwachung und Verifizierung anthropogener Treibhausgasemissionen (CO2MVS) zu entwickeln.
CORSO untersucht, wie Informationen zu CO2-Emissionen durch die Beobachtung anderer emittierender Arten gewonnen werden können, und CATRINE wird die numerischen Aspekte und die Bewertung des Transports atmosphärischer Tracer verbessern, wobei der Schwerpunkt auf langlebigen Treibhausgasen liegt.
CO2MVS soll bis 2026 betriebsbereit sein.
Zur Verfügung gestellt vom Europäischen Zentrum für mittelfristige Wettervorhersage (ECMWF)