Gli scienziati che studiano come gli aumenti indotti dall'uomo nel metano atmosferico aumentano anche la quantità di energia solare assorbita da quel gas nel nostro sistema climatico hanno scoperto che questo assorbimento è 10 volte più forte nelle regioni desertiche come il deserto del Sahara e la penisola arabica che altrove sulla Terra, e quasi tre volte più potente in presenza di nuvole.
Un gruppo di ricerca del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti è giunto a questa conclusione dopo aver valutato le osservazioni di Giove e Titano (una luna di Saturno), dove le concentrazioni di metano sono più di mille volte quelle sulla Terra, quantificare gli effetti radiativi a onde corte del metano qui sulla Terra.
Questi risultati sono stati pubblicati online oggi sulla rivista Progressi scientifici in un articolo intitolato "Large Regional Shortwave Forcing by Anthropogenic Methane Informed by Jovian Observations". Il documento indica una grande variabilità regionale nei modi in cui il metano agisce come assorbitore solare, trovando che l'assorbimento di metano, o "forzatura radiativa, " dipende in gran parte dalle caratteristiche luminose della superficie e dalle nuvole.
"Quando misuriamo l'impatto delle emissioni di metano sul pianeta, supponiamo erroneamente che sia facile applicare calcoli di metano presi localmente per prevedere quale effetto sta avendo il gas a livello globale, " ha detto William Collins, l'autore principale dello studio e direttore della Divisione di scienze del clima e degli ecosistemi del Berkeley Lab. "Il nostro lavoro rappresenta l'importanza di prendere in considerazione l'impatto che il metano e gli altri gas serra stanno avendo non solo in generale, ma con certezza regionale».
Come gas serra, anidride carbonica e metano assorbono principalmente calore, o radiazioni a onde lunghe, emesso nello spazio dall'atmosfera terrestre. Però, il metano e altri gas assorbono anche l'energia solare in entrata, o radiazioni a onde corte, e convertirlo in calore, riscaldando così l'atmosfera di un ulteriore 25% e contemporaneamente raffreddando la superficie terrestre.
Si sa di più sulla forzatura a onde corte da parte dell'anidride carbonica rispetto al metano, soprattutto perché la forma tetraedrica relativamente complessa del metano rende le sue caratteristiche di assorbimento fisico estremamente difficili da quantificare in laboratorio. Il team di ricerca del Berkeley Lab ha deciso di valutare se le precedenti valutazioni climatiche avessero sofferto di incertezze nei calcoli della forzatura antropogenica delle onde corte da parte del metano, ampiamente considerato il secondo gas serra per importanza dopo il più abbondante biossido di carbonio dovuto all'estrema potenza del metano.
Gli scienziati hanno analizzato i dati sull'assorbimento del metano da precedenti osservazioni del pianeta Giove, e Titano, la più grande luna di Saturno. Le concentrazioni di metano nelle atmosfere di questo pianeta e luna gioviane sono almeno tre ordini di grandezza maggiori di quelle sulla Terra, rendendo facile rilevare le proprietà di assorbimento del metano mediante misurazioni di occultazione.
Questa analisi ha mostrato che le stime della forzatura utilizzando i dati incompleti sull'assorbimento del metano dai laboratori terrestri concordano con le stime che utilizzano i dati sull'assorbimento del metano molto più completi raccolti da Giove e Titano. Sulla base di questa constatazione, l'attuale spettroscopia è sufficiente per calcolare il forzante radiativo del metano nelle analisi climatiche storiche e nelle proiezioni future.
Il loro lavoro mette anche a tacere un problema precedentemente irrisolto secondo cui i modelli climatici potrebbero sottovalutare gli effetti radiativi a onde corte del metano a causa delle limitazioni delle misurazioni di laboratorio esistenti di questo gas. Le misurazioni di Giove e Titano mostrano che è possibile calcolare con precisione l'entità del forcing radiativo del metano nelle valutazioni climatiche, e che gli attuali modelli climatici lo stanno facendo.
Il risultato ha quindi consentito al team di utilizzare le capacità esistenti per intraprendere i primi calcoli globali risolti spazialmente di questa forzatura con condizioni atmosferiche e al contorno realistiche. Sono andati oltre la stima globale media annua esistente della forzatura del metano risolvendo la sua variabilità spaziale stagionale e apprezzabile.
Non tutto il metano è stato creato uguale
La loro analisi ha mostrato che la forzatura del metano non è affatto uniforme nello spazio, e mostra notevoli modelli regionali. La scoperta più sorprendente dei primi calcoli completi del forzante del metano è che, poiché le regioni desertiche a basse latitudini sono caratterizzate da superfici a vista che riflettono la luce verso l'alto per migliorare le proprietà di assorbimento del metano, ci può essere un aumento di 10 volte nella forzatura localizzata delle onde corte del metano.
Questo effetto è più pronunciato in luoghi come il deserto del Sahara o la penisola arabica. Queste regioni ricevono la maggior parte della luce solare grazie alla loro vicinanza all'equatore e presentano un'umidità relativa eccezionalmente bassa, che aiuta a potenziare ulteriormente gli effetti del metano.
È stato anche dimostrato che la copertura nuvolosa influenza gli effetti radiativi del gas. L'aumento del forzante per le nuvole sovrastanti il metano è risultato essere fino a quasi tre volte maggiore del forzante annualizzato globale, ed erano associati con i ponti di nubi degli strati oceanici a ovest dell'Africa meridionale e dell'America settentrionale e meridionale e con i sistemi di nuvole nella zona di convergenza intertropicale vicino all'equatore. Le nubi ad alta quota possono ridurre il flusso solare incidente sul metano nella bassa troposfera, riducendo la sua forzatura rispetto a condizioni di cielo sereno, ma su quasi il 90% della superficie terrestre, gli effetti radiativi delle nuvole migliorano la forzatura radiativa del metano.
I ricercatori ritengono che queste informazioni sull'effetto del metano sull'energia solare in entrata siano utili per promuovere strategie di mitigazione dei cambiamenti climatici sia per tenere conto della forza relativa nell'effetto serra tra anidride carbonica e metano sia per determinare la relativa vulnerabilità delle diverse regioni attraverso il mondo al riscaldamento atmosferico.
