Una nueva investigación de Glenn Wolfe de UMBC y sus colaboradores está dando forma a cómo los científicos entienden el destino del metano, un potente gas de efecto invernadero, en la atmósfera terrestre.

De los gases de efecto invernadero, el metano tiene el tercer mayor efecto general sobre el clima después del dióxido de carbono y el vapor de agua. Y cuanto más tiempo permanece en la atmósfera, más calor atrapa. Por eso es esencial que los modelos climáticos representen adecuadamente cuánto tiempo dura el metano antes de que se descomponga. Eso sucede cuando una molécula de metano reacciona con un radical hidroxilo, un átomo de oxígeno unido a un átomo de hidrógeno, representado como OH —- en un proceso llamado oxidación. Los radicales hidroxilo también destruyen otros contaminantes peligrosos del aire.

"El OH es realmente el agente oxidante más central en la atmósfera inferior. Controla la vida útil de casi todos los gases reactivos, "explica Wolfe, profesor asistente de investigación en el Centro Conjunto de Tecnología de Sistemas Terrestres de la UMBC. Sin embargo, "a nivel mundial, no tenemos una forma de medir directamente el OH ". Más que eso, Está bien entendido que los modelos climáticos actuales luchan por simular con precisión la OH. Con los métodos existentes, los científicos pueden inferir OH a una escala aproximada, pero hay poca información sobre el dónde, cuando, y por qué de las variaciones en OH.

Nueva investigación publicada en procedimientos de la Academia Nacional de Ciencias y dirigido por Wolfe pone a los científicos en el camino para cambiar eso. Wolfe y sus colegas han desarrollado una forma única de inferir cómo las concentraciones globales de OH varían con el tiempo y en diferentes regiones. Una mejor comprensión de los niveles de OH puede ayudar a los científicos a comprender cuánto de los altibajos en los niveles globales de metano se deben a los cambios en las emisiones. como la producción de petróleo y gas natural o humedales, versus ser causado por niveles cambiantes de OH.

Un laboratorio volador

Los satélites de la NASA han estado midiendo las concentraciones de formaldehído atmosférico durante más de 15 años. La nueva investigación de Wolfe se basa en esos datos, además de nuevas observaciones recopiladas durante la reciente misión de tomografía atmosférica (ATom) de la NASA. ATom ha volado cuatro circuitos alrededor del mundo, muestreo de aire con la ayuda de un avión de investigación de la NASA.

Este "laboratorio volador, "como lo describe Wolfe, recopilaron datos sobre formaldehído atmosférico y niveles de OH que ilustran una relación notablemente simple entre los dos gases. Esto no sorprendió a los científicos, debido a que el formaldehído es un subproducto importante de la oxidación del metano, pero este estudio proporciona la primera observación concreta de la correlación entre formaldehído y OH. Los hallazgos también mostraron que las concentraciones de formaldehído que midió el avión son consistentes con las medidas por los satélites. Eso permitirá que el equipo de Wolfe y otros utilicen los datos satelitales existentes para inferir los niveles de OH en la mayor parte de la atmósfera.

"Así que las mediciones aéreas te dan una verdad en tierra de que esa relación existe, "Wolfe dice, "y las mediciones satelitales le permiten extender esa relación a todo el mundo".

Wolfe, sin embargo, es el primero en reconocer que el trabajo para mejorar los modelos globales está lejos de terminar. El avión midió los niveles de OH y formaldehído sobre el océano abierto, donde la química del aire es relativamente simple. Sería más complicado sobre un bosque, y más aún sobre una ciudad.

Si bien la relación que determinaron los investigadores proporciona una base sólida, como lo hace la mayor parte del aire de la Tierra, Por supuesto, flotar sobre los océanos, Se necesita más trabajo para ver cómo los niveles de OH difieren en entornos más complejos. Potencialmente, datos diferentes de los satélites de la NASA existentes, como los que rastrean las emisiones de las zonas urbanas o los incendios forestales, podría ayudar.

Wolfe espera seguir perfeccionando este trabajo, que, según él, está en "el nexo de las comunidades de investigación química y climática. Y están muy interesados ​​en acertar con el OH".

Entendiéndolo

El estudio actual consideró las variaciones estacionales en OH, analizando las medidas tomadas en febrero y agosto. "La estacionalidad es un aspecto de este estudio que es importante, "Wolfe dice, "porque la latitud donde OH está en su máximo se mueve". Considerando los cambios estacionales en las concentraciones de OH, o incluso cambios de varios años causados ​​por fenómenos como El Niño y La Niña, podría ser un ángulo a explorar al intentar mejorar los modelos climáticos globales.

Observar más a fondo los niveles de OH a escala global utilizando datos satelitales validados por datos de aviones también podría ayudar a los científicos a refinar sus modelos. "Puede utilizar la variabilidad espacial y la estacionalidad para comprender a nivel de proceso lo que impulsa la OH, y luego pregunte si el modelo lo hace bien o no, ", Dice Wolfe." La idea es poder tocar todas estas funciones, donde realmente no hemos tenido datos con los que hacer eso antes ".

Esta nueva investigación es un paso en el camino para mejorar nuestra comprensión del clima global, incluso cuando está cambiando rápidamente. Entender con mayor precisión cómo, por ejemplo, reducir las emisiones de metano afectaría al clima, y que tan rápido, incluso podría influir en las decisiones políticas.

"No es perfecto. Necesita trabajo, ", Dice Wolfe." Pero el potencial está ahí ".