"เรารู้ว่ามหาสมุทรปล่อยก๊าซมีเทนสู่ชั้นบรรยากาศอย่างเป็นธรรมชาติ แต่เราไม่จำเป็นต้องรู้เลยว่ามีมากแค่ไหน" (เครดิต: Josh Withers / Unsplash)

งานวิจัยใหม่ใช้วิทยาศาสตร์ข้อมูลเพื่อกำหนดว่ามีเธนไปจากมหาสมุทรและสู่ชั้นบรรยากาศมากน้อยเพียงใดในแต่ละปี

ในการทำนายผลกระทบของการปล่อยก๊าซของมนุษย์นักวิจัยจำเป็นต้องมีภาพที่สมบูรณ์ของวัฏจักรมีเธนของบรรยากาศ พวกเขาจำเป็นต้องรู้ขนาดของอินพุต - ทั้งธรรมชาติและมนุษย์ - เช่นเดียวกับเอาต์พุต พวกเขายังจำเป็นต้องรู้ว่ามีเธนอยู่ในบรรยากาศนานแค่ไหน

ผลลัพธ์ที่ตีพิมพ์ลงใน การสื่อสารธรรมชาติเติมช่องว่างที่ยาวนานในการวิจัยวงจรมีเธนและจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศประเมินขอบเขตการก่อกวนของมนุษย์ได้ดีขึ้น

ทุก ๆ สามปีกลุ่มนักวิทยาศาสตร์ภูมิอากาศนานาชาติเรียกว่า โครงการคาร์บอนทั่วโลก อัพเดตสิ่งที่เรียกว่างบประมาณมีเธน งบประมาณก๊าซมีเทนสะท้อนให้เห็นถึงสถานะปัจจุบันของการทำความเข้าใจปัจจัยการผลิตและผลผลิตในวงจรก๊าซมีเทนทั่วโลก อัปเดตครั้งล่าสุดอยู่ใน 2016

“ งบประมาณมีเธนช่วยเราได้ การปล่อยก๊าซมีเทนของมนุษย์ ในบริบทและเป็นพื้นฐานในการประเมินการเปลี่ยนแปลงในอนาคต” ทอมเวเบอร์ผู้ช่วยศาสตราจารย์ของโลกและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมที่มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์กล่าว “ ในงบประมาณก๊าซมีเทนที่ผ่านมามหาสมุทรเป็นคำที่ไม่แน่นอนอย่างมาก เรารู้ว่ามหาสมุทรปล่อยก๊าซมีเธนสู่ชั้นบรรยากาศตามธรรมชาติ แต่เราไม่จำเป็นต้องรู้ว่ามีปริมาณเท่าไร”

การเพิ่มงบประมาณมีเทน

ในงบประมาณมีเธนหากคำหนึ่งมีความไม่แน่นอนมันจะเพิ่มความไม่แน่นอนให้กับคำอื่น ๆ ทั้งหมดและจำกัดความสามารถของนักวิจัยในการคาดการณ์ว่าระบบก๊าซมีเทนทั่วโลกอาจเปลี่ยนแปลงได้อย่างไร ด้วยเหตุนี้การประมาณการที่แม่นยำยิ่งขึ้นเกี่ยวกับการปล่อยก๊าซมีเทนในมหาสมุทรจึงเป็นเป้าหมายสำคัญของการวิจัยวงจรก๊าซมีเทนเป็นเวลาหลายปี

แต่เวเบอร์บอกว่า“ มันไม่ใช่เรื่องง่าย” เพราะมหาสมุทรกว้างใหญ่มีเพียงบางส่วนของมันที่ถูกสุ่มตัวอย่างเพื่อมีเธน

เพื่อเอาชนะข้อ จำกัด นี้ Weber และ Nicola Wiseman นักศึกษาระดับบัณฑิตศึกษาจากมหาวิทยาลัยแห่งแคลิฟอร์เนีย Irvine รวบรวมข้อมูลมีเธนทั้งหมดที่มีอยู่จากมหาสมุทรและป้อนเข้าสู่โมเดลการเรียนรู้ของเครื่อง - อัลกอริธึมคอมพิวเตอร์ที่ออกแบบมา แบบจำลองเหล่านี้สามารถรับรู้รูปแบบที่เป็นระบบในข้อมูลมีเธนช่วยให้นักวิจัยทำนายสิ่งที่น่าจะเป็นไปได้แม้ในพื้นที่ที่ไม่มีการสังเกตโดยตรง

“ วิธีการของเราช่วยให้เราสามารถกำหนดอัตราการปล่อยมหาสมุทรทั่วโลกได้แม่นยำมากขึ้นกว่าเดิม” เวเบอร์กล่าว

งบประมาณมีเธนรุ่นใหม่ล่าสุดจะออกในปลายปีนี้และรวมเอาผลจากกระดาษของเวเบอร์ทำให้นักวิจัยมีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับว่ามีเธนรอบวัฏจักรของระบบโลกอย่างไร

น้ำตื้นและแพลงก์ตอนพืช

นอกเหนือจากการสนับสนุนให้มีความเข้าใจที่ดีขึ้นเกี่ยวกับงบประมาณก๊าซมีเทนทั่วโลกแล้วการวิจัยก็ให้ผลที่น่าสนใจอีกสองประการ:

ประการแรกน่านน้ำชายฝั่งทะเลที่ตื้นมากมีส่วนร่วมประมาณ 50% ของการปล่อยก๊าซมีเทนทั้งหมดจากมหาสมุทรแม้จะมีการทำขึ้นเพียง 5% ของพื้นที่มหาสมุทร นั่นเป็นเพราะมีเทนสามารถซึมออกจากแหล่งก๊าซธรรมชาติตามแนวขอบทวีปและสามารถ ผลิตทางชีวภาพ ในแอนซิก (ตะกอนออกซิเจน) ตะกอนที่พื้นทะเล

ในน้ำลึกมีเธนจะถูกออกซิไดซ์เนื่องจากมันเดินทางไกลจากพื้นทะเลสู่ชั้นบรรยากาศ แต่ในน่านน้ำตื้นมีเส้นทางไปสู่ชั้นบรรยากาศอย่างรวดเร็วและมีเธนหนีออกมาก่อนที่จะถูกออกซิไดซ์ Weber ร่วมมือกับ John Kessler ศาสตราจารย์ของโลกและวิทยาศาสตร์สิ่งแวดล้อมที่ University of Rochester เพื่อแก้ไขปัญหาความไม่แน่นอนที่เหลืออยู่ในการปล่อยก๊าซมีเทนจากชายฝั่งโดยทำการล่องเรือวิจัยและพัฒนาแบบจำลองการเรียนรู้ของเครื่องจักรเพิ่มเติม

ประการที่สองมีเธนแสดงรูปแบบเชิงพื้นที่คล้ายกับแพลงก์ตอนพืชอุดมสมบูรณ์ซึ่งสนับสนุนสมมติฐานล่าสุดที่ขัดแย้งกันซึ่งแพลงก์ตอนผลิตก๊าซมีเทนในมหาสมุทรที่พื้นผิว ก่อนหน้านี้นักวิทยาศาสตร์เชื่อว่ามีเธนสามารถผลิตได้ในสภาวะที่เป็นพิษซึ่งอยู่ที่ก้นมหาสมุทร “ หลักฐานกำลังค่อย ๆ สะสมเพื่อพลิกคว่ำกระบวนทัศน์นั้นและกระดาษของเราเพิ่มส่วนสำคัญ” Weber กล่าว

แหล่งก๊าซมีเทนตามธรรมชาติแต่ละชนิดนั้นมีความไวต่อการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศเช่นกันและเป็นสิ่งสำคัญที่นักวิจัยต้องมีพื้นฐานที่ถูกต้อง

“ มีเหตุผลหลายประการที่เชื่อว่ามหาสมุทรอาจกลายเป็นแหล่งมีเธนขนาดใหญ่กว่าในอนาคต แต่ถ้าเราไม่มีการประเมินว่ามันจะปล่อยออกมาในปริมาณเท่าใดในตอนนี้เราจะไม่สามารถระบุการเปลี่ยนแปลงในอนาคตเหล่านั้นได้” Weber กล่าว

Wiseman เป็นอดีตนักวิจัยระดับปริญญาตรีที่ University of Rochester เธอกับ Weber ทำงานร่วมกับ Annette Kock ที่ศูนย์วิจัยมหาสมุทรของ GEOMAR Helmholtz ในประเทศเยอรมนี

ที่มา: มหาวิทยาลัยโรเชสเตอร์

หนังสือที่เกี่ยวข้อง

การเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: สิ่งที่ทุกคนจำเป็นต้องรู้

โดย Joseph Romm
ไพรเมอร์ที่จำเป็นสำหรับสิ่งที่จะเป็นปัญหาการกำหนดเวลาของเรา การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: สิ่งที่ทุกคนต้องการรู้® เป็นภาพรวมที่ชัดเจนของวิทยาศาสตร์ความขัดแย้งและผลกระทบของโลกร้อน จาก Joseph Romm, หัวหน้าที่ปรึกษาวิทยาศาสตร์สำหรับ National Geographic ปีแห่งการมีชีวิตที่อันตราย ซีรีย์และหนึ่งใน "100 ผู้กำลังเปลี่ยนแปลงอเมริกา" ของโรลลิงสโตน เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เสนอคำตอบที่เป็นมิตรกับผู้ใช้ทางวิทยาศาสตร์อย่างเข้มงวดกับคำถามที่ยากที่สุด (และโดยทั่วไปทางการเมือง) โดยรอบสิ่งที่นักอุตุนิยมวิทยาลอนนี่ ธ อมป์สันถือว่า "เป็นอันตรายและชัดเจนต่ออารยธรรม" วางจำหน่ายใน Amazon

การเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: ศาสตร์แห่งภาวะโลกร้อนและพลังงานรุ่นที่สองในอนาคตของเรา

โดย Jason Smerdon
รุ่นที่สองของ เปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ เป็นแนวทางที่เข้าถึงได้และครอบคลุมเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่อยู่เบื้องหลังภาวะโลกร้อน ภาพประกอบอย่างประณีตข้อความจะมุ่งไปที่นักเรียนในหลากหลายระดับ Edmond A. Mathez และ Jason E. Smerdon ให้ข้อมูลเชิงลึกเกี่ยวกับวิทยาศาสตร์ที่เน้นความเข้าใจของเราเกี่ยวกับระบบสภาพอากาศและผลของกิจกรรมของมนุษย์ต่อภาวะโลกร้อนของเรา Mathez และ Smerdon อธิบายถึงบทบาทที่ชั้นบรรยากาศและมหาสมุทร เล่นในสภาพภูมิอากาศของเราแนะนำแนวคิดของความสมดุลของรังสีและอธิบายการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศที่เกิดขึ้นในอดีต พวกเขายังให้รายละเอียดเกี่ยวกับกิจกรรมของมนุษย์ที่มีอิทธิพลต่อสภาพอากาศเช่นการปล่อยก๊าซเรือนกระจกและละอองและการทำลายป่ารวมถึงผลกระทบของปรากฏการณ์ทางธรรมชาติ  วางจำหน่ายใน Amazon

วิทยาศาสตร์ของการเปลี่ยนแปลงภูมิอากาศ: หลักสูตรภาคปฏิบัติ

โดยแบลร์ลีอลีนาแบชแมนน์
ศาสตร์แห่งการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ: หลักสูตรภาคปฏิบัติใช้ข้อความและกิจกรรมการปฏิบัติจริงสิบแปดประการ เพื่ออธิบายและสอนวิทยาศาสตร์เกี่ยวกับภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศวิธีที่มนุษย์มีความรับผิดชอบและสิ่งที่สามารถทำได้เพื่อชะลอหรือหยุดอัตราภาวะโลกร้อนและการเปลี่ยนแปลงสภาพภูมิอากาศ หนังสือเล่มนี้เป็นคู่มือที่สมบูรณ์และครอบคลุมเกี่ยวกับหัวข้อด้านสิ่งแวดล้อมที่สำคัญ วิชาที่กล่าวถึงในหนังสือเล่มนี้ประกอบด้วย: โมเลกุลส่งพลังงานจากดวงอาทิตย์เพื่อให้ความอบอุ่นกับบรรยากาศ, ก๊าซเรือนกระจก, ภาวะเรือนกระจก, ภาวะโลกร้อน, การปฏิวัติอุตสาหกรรม, ปฏิกิริยาการเผาไหม้, ปฏิกิริยาตอบสนอง, ความสัมพันธ์ระหว่างสภาพอากาศและสภาพภูมิอากาศ เก็บคาร์บอนการสูญพันธุ์การปล่อยคาร์บอนการรีไซเคิลและพลังงานทางเลือก วางจำหน่ายใน Amazon

จากสำนักพิมพ์:
การซื้อใน Amazon ไปเพื่อชดใช้ค่าใช้จ่ายในการนำคุณ InnerSelf.comelf.com, MightyNatural.com, และ ClimateImpactNews.com ไม่มีค่าใช้จ่ายและไม่มีผู้โฆษณาที่ติดตามพฤติกรรมการท่องเว็บของคุณ แม้ว่าคุณจะคลิกที่ลิงค์ แต่อย่าซื้อผลิตภัณฑ์ที่เลือกเหล่านี้ แต่อย่างอื่นที่คุณซื้อในการเข้าชมครั้งเดียวกันบน Amazon จะจ่ายค่าคอมมิชชั่นให้เราเล็กน้อย ไม่มีค่าใช้จ่ายเพิ่มเติมสำหรับคุณดังนั้นโปรดช่วยสนับสนุนด้วย นอกจากนี้คุณยังสามารถ ใช้ลิงค์นี้ ใช้กับ Amazon ได้ตลอดเวลาเพื่อให้คุณสามารถช่วยสนับสนุนความพยายามของเรา