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19.12.2016, MPI-BGC_Ergebnisse aus 12 Jahren Beobachtung des weltweiten Methan-Haushalts
 
Ein internationales Konsortium interdisziplinärer Wissenschaftler zeichnet erstmalig ein Gesamtbild des globalen Methan-Haushalts und seiner rätselhaften Änderungen seit der Jahrtausendwende. Im Gegensatz zu Kohlendioxid hatte sich die Zunahme von Methan in der Atmosphäre in den späten 1990er Jahren gegen Null bewegt. Diese Stagnation hielt bis um das Jahr 2006, worauf ein erneuter Anstieg des Treibhausgases einsetzte. Seit 2014 steigt der Gehalt an atmosphärischem Methan in rasanter Geschwindigkeit, schneller als in den zwei Jahrzehnten zuvor und nähert sich damit bereits den klimaschädlichsten Treibhausgas-Szenarien.

MPI-BGC_PM_19.12.2016Etwa 60 Prozent der anthropogenen Methanfreisetzung geht auf die Landwirtschaft zurück, darunter die globalen Viehbestände, die durch den Dung und durch die Darmgärung der Wiederkäuer Methan ausstoßen. (Foto: Susanne Héjja)




Methan ist ein außerordentlich wirksames Treibhausgas, pro Kilogramm 28 mal stärker als Kohlendioxid, und seine Konzentration in der Atmosphäre hat sich seit 1750 um 150 Prozent erhöht, hauptsächlich durch menschliche Aktivitäten. Daher gewinnt für die Bemühungen, den Klimawandel abzumildern, das Wissen um die Ursprünge, Konzentrationen und um die Umsetzung von Methan immer mehr an Bedeutung. Schwierigkeiten bereiteten dabei bislang die Fülle der unterschiedlichen Methanquellen, die sich teilweise geographisch überlappen und der Umfang der Zerstörung von Methan durch kurzlebige Radikale in der Atmosphäre.

Erst durch die Kombination atmosphärischer Beobachtungen und Modellierungen des Methan-Transports (Top-down-Ansatz) mit Bestandsaufnahmen anthropogener Emissionen und Modellen der Oberflächenprozesse (Bottom-up-Ansatz), gelang es dem internationalen Wissenschaftlerteam, sein komplementäres Wissen zu regionalen und globalen Methanhaushalten zusammenzuführen. Diese neue und sehr umfangreiche Studie wurde am 12. Dezember 2016 im Journal Earth System Science Data veröffentlicht.

“ Die größte Schwierigkeit, Methanflüsse durch atmosphärische Inversion zu bestimmen, besteht darin, dass die Quellen und Senken noch nicht sicher quantifiziert sind“, erklärt Julia Marshall. Mit Modellsimulationen hat die Wissenschaftlerin vom Max-Planck-Institut für Biogeochemie in Jena zu der neuen Studie beigetragen. “ Das Abflachen der früheren Wachstumsrate und den darauffolgenden Wiederanstieg plausibel zu erklären, hat zu widersprüchlichen Theorien geführt. Betrachtet man ausschließlich die Werte des in der Atmosphäre gemessenen Methans, wird es schwer, die vorhandenen Theorien zu belegen.“ Nur die im Globalen Kohlenstoffprojekt (Global Carbon Project) verwendete Kombination der Top-down- und Bottom-up-Ansätze konnte dieses wissenschaftliche Problem entscheidend eingrenzen.

Die Ergebnisse der Studie beziffern den globalen Methanausstoß auf ungefähr 559 Teragramm Methan pro Jahr (1 Teragramm entspricht 1 Milliarde Kilogramm) über den Zeitraum von 2003 bis 2012, basierend auf einem Mittelwert der Top-down-Modelle. Die weltweiten Methanquellen sind durch eine Vielzahl unterschiedlicher Ursachen erklärbar, wobei ungefähr 60 Prozent aus anthropogenen Aktivitäten entstammen. Natürlich freigesetztes Methan kann in erster Linie aus Feuchtbiotopen und aus geologischen Austrittsstellen entweichen. Von der menschengemachten Methanfreisetzung gehen etwa 60 Prozent auf Landwirtschaft (Reisanbau und Viehzucht) und Abfallmanagement zurück, während etwa ein Drittel mit der Produktion und Nutzung fossiler Brennstoffe in Zusammenhang steht.

Mit operationellen Netzwerken wie der Europäischen ICOS-Infrastruktur können zukünftig kontinuierliche, hochwertige und standardisierte Messdaten sowie kürzere Analysezeiten gewährleistet werden. Das Max-Planck-Institut für Biogeochemie ist daran mit dem Flask- und Kalibrierlabor ICOS-FCL beteiligt.

Veröffentlichung:
Global Methane budget 2000-2012
Marielle Saunois, Philippe Bousquet, Ben Poulter, Anna Peregon, Philippe Ciais, Josep G. Canadell, Edward J. Dlugokencky, Giuseppe Etiope, David Bastviken, Sander Houweling, Greet Janssens-Maenhout, Francesco N. Tubiello, Simona Castaldi, Robert B. Jackson, Mihai Alexe, Vivek K. Arora, David J. Beerling, Peter Bergamaschi, Donald R. Blake, Gordon Brailsford, Victor Brovkin, Lori Bruhwiler, Cyril Crevoisier, Patrick Crill, Kristofer Covey, Charles Curry, Christian Frankenberg, Nicola Gedney, Lena Höglund-Isaksson, Misa Ishizawa, Akihiko Ito, Fortunat Joos, Heon-Sook Kim, Thomas Kleinen, Paul Krummel, Jean-François Lamarque, Ray Langenfelds, Robin Locatelli, Toshinobu Machida, Shamil Maksyutov, Kyle C. McDonald, Julia Marshall, Joe R. Melton, Isamu Morino, Vaishali Naik, Simon O’Doherty, Frans-Jan W. Parmentier, Prabir K. Patra, Changhui Peng, Shushi Peng, Glen P. Peters, Isabelle Pison, Catherine Prigent, Ronald Prinn, Michel Ramonet, William J. Riley, Makoto Saito, Monia Santini, Ronny Schroeder, Isobel J. Simpson, Renato Spahni, Paul Steele, Atsushi Takizawa, Brett F. Thornton, Hanqin Tian, Yasunori Tohjima, Nicolas Viovy, Apostolos Voulgarakis, Michiel van Weele, Guido R. van der Werf, RayWeiss, Christine Wiedinmyer, David J. Wilton, Andy Wiltshire, Doug Worthy, Debra Wunch, Xiyan Xu, Yukio Yoshida, Bowen Zhang, Zhen Zhang, Qiuan Zhu
Earth System Science Data(2016)
DOI:10.5194/essd-8-697-2016

Editorial:
Saunois M, RB Jackson, P Bousquet, B Poulter, JG Canadell 2016 The growing role of methane in anthropogenic climate change. Environmental Research Letters 11, 120207, doi: 10.1088/1748-9326/11/12/120207. http://iopscience.iop.org/article/10.1088/1748-9326/11/12/120207