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Metano


Piloto de estimaciones descendentes de las emisiones de metano por sector y país

Descripción del conjunto de datos

El metano es emitido por una amplia gama de procesos naturales y actividades humanas. El equipo del Sistema de Vigilancia de Carbono de la NASA (Carbon Monitoring System Flux - CMS-Flux) analizó las observaciones por teledetección del Satélite de Observación de Gases de Efecto Invernadero (Greenhouse Gases Observing SATellite - GOSAT) de Japón para elaborar presupuestos de emisiones de CH4a escala nacional. Se utilizó un enfoque de inversión analítica bayesiana y el modelo de transporte químico global GEOS-Chem para cuantificar las emisiones y sus incertidumbres a una resolución espacial de 1° por 1° y luego las proyectaron a cada país. Contrariamente a los inventarios piloto de CO2, estos presupuestos de CH4 optimizan las emisiones procedentes de la extracción, el transporte y el uso de combustibles fósiles, así como las de los humedales y las aguas dulces interiores, la agricultura, los residuos y los incendios.

Presupuesto mundial de metano (CH4) para el periodo 2008-2017 (digarama tomado de IPCC AR6, Canadell et al., 2021). Los procesos que emiten metano (CH4) a la atmósfera (flechas hacia arriba) así como sus contribuciones relativas pueden verse en los números. Las flechas de color rojo representan las fuentes antropogénicas y las flechas de color verde designan las fuentes de origen natural. Las flechas hacia abajo representan los tres principales procesos de pérdida. Para más detalles sobre las fuentes de datos, véase Saunois et al. (ESSD, 2020) y Stavert et al. (GCB, 2021).

Metodología

Las emisiones de metano y sus incertidumbres para 2019 se han calculado por sectores, con una resolución de 1 grado de latitud y longitud, y luego se han proyectado a escala de país. Los flujos descendentes están basados en estimaciones espacialmente resueltas de la fracción molar de aire seco de metano promedio de la columna, XCH4, obtenidas con las mediciones realizadas por el satélite GOSAT de Japón. Estos datos se analizan con el modelo de transporte químico global GEOS-Chem y se cuantifican mediante un enfoque de inversión analítica bayesiana. Este procedimiento nos permite proyectar estos flujos a los sectores de emisión teniendo presente la estructura espacial de las incertidumbres de las emisiones, en lugar de suponer que las emisiones están correlacionadas al 100% dentro de una celda de la cuadrícula del modelo (los flujos se proyectan uniformemente a las emisiones con igual ponderación), como se suele suponer con los métodos de flujo descendente. Esta combinación de algoritmos nos permite proyectar los flujos de emisiones a escalas arbitrarias siempre que los inventarios de emisiones y las incertidumbres correspondientes se provean con estas mismas escalas.

Este enfoque también nos permite informar de las incertidumbres que se deben a la limitada resolución espacial de los flujos y a la estructura de las incertidumbres de las emisiones previas (también llamadas error de representación o error de atenuación). Sin embargo, no se informa de los errores sistemáticos resultantes del modelo de química-transporte usado para relacionar las emisiones con las concentraciones, aunque el enfoque de inversión de flujos mitiga estos errores. Basándonos en otros análisis publicados en la literatura, esperamos que los errores sistemáticos del modelo añadan una incertidumbre que sea por lo menos tan grande como las incertidumbres que se mencionan en este documento. Las emisiones presentadas aquí deben entenderse como datos "piloto" destinados a completar la investigación existente. Por ejemplo, los investigadores podrían utilizar las discrepancias notificadas entre estas estimaciones descendentes y ascendentes como punto de partida para una mayor investigación.

Resumen de los resultados

  1. El sistema existente de observación y análisis (datos GOSAT + GEOS-Chem) puede cuantificar las emisiones totales en 58 de los 242 países.
  2. Tanto las estimaciones descendentes como las ascendentes indican que las mayores emisiones de CH4 proceden del sector agrícola (incluida la gestión de residuos/estiércol), principalmente de la ganadería (fermentación entérica).
  3. Tanto las estimaciones descendentes como las ascendentes muestran que los cinco principales países emisores son responsables de aproximadamente la mitad (~170 Tg CH4/año) del presupuesto mundial de emisiones antropogénicas de CH4.
  4. Resulta difícil conciliar los informes recientes sobre las grandes emisiones de metano procedentes de humedales y fuentes acuáticas (por ejemplo, ríos, lagos, embalses, acuicultura) (~219-394 Tg CH4/año) con los flujos descendentes que se indican aquí. Una nota a esta conclusión es que las emisiones de cultivo de arroz y ganadería son indistinguibles de las emisiones acuáticas cercanas, no especificadas, usando la teledetección, lo que pone de manifiesto la necesidad de seguir investigando.
  5. También resulta difícil conciliar estas emisiones fósiles globales descendentes (carbón + petróleo + gas) basadas en la observación por teledetección (80 a 100 Tg CH4/año) con valores mucho mayores obtenidos a partir de la información isotópica in situ (~160 +/- 20 Tg CH4/año) y los inventarios anteriores (por ejemplo, ~97 +/- 23 a 128 +/- 15 Tg CH4/año). Encontramos que las emisiones fósiles tienden a ser espacialmente distintas de otras fuentes de emisión y, por consiguiente, están bien resueltas por teledetección. En la actualidad no es posible solucionar esta discrepancia entre las estimaciones por teledetección y estos otros enfoques.
  6. La suma de las emisiones de la agricultura, los residuos y los incendios es de 276 +/- 26 Tg CH4/año, mayor que las emisiones anteriores de 197 +/- 46 Tg CH4/año. Estos resultados son mayores y coherentes (dentro de las incertidumbres indicadas) con estimaciones anteriores de ~242 Tg CH4/año basadas en datos de teledetección o in situ.
Se comparan las emisiones de metano descendentes (TD, azul) y ascendentes (BU, naranja) por sectores de los 10 principales países emisores. Los sectores mostrados incluyen la agricultura, los residuos y los incendios (Agriculture, Waste and Fires - AWF), los combustibles fósiles (Fossil Fuels - FF) y las fuentes naturales, como los humedales y las filtraciones.

Características técnicas

Resolución espacial: 1 grado de latitud por 1 grado de longitud y nacional

Cobertura geográfica: Global

Cobertura temporal: 2019

Frecuencia de actualización: Anual

Formato: Spreadsheet (.csv), netCDF, GeoTIFF

Política de datos: Abierto al público

Emisiones por país
Emisiones e incertidumbres reticuladas

Worden, J. R. et al. The 2019 methane budget and uncertainties at 1∘ resolution and each country through Bayesian integration Of GOSAT total column methane data and a priori inventory estimates. Atmos Chem Phys 22, 6811–6841 (2022). https://acp.copernicus.org/articles/22/6811/2022/


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