Spørg Fagfolket: Hvorfor påvirker metan drivhuseffekten mere end CO2?
Vores læser Ole Winthereik har skrevet til os:
Jeg har læst om, at køers udslip af metan påvirker drivhuseffekten mere end udslippet af CO2 (kultveilte).
Men hvorfor påvirker metan drivhuseffekten mere end CO2? Kultveilte er jo en meget mere inaktiv gas end metan?
- emailE-mail
- linkKopier link
Tophistorier
For at deltage i debatten skal du have en profil med adgang til at læse artiklen. Log ind eller opret en bruger.
- Sortér efter chevron_right
- Trådet debat
Nej. Faktum er jo, at der er for meget CO2 og methan i atomosfæren, og det giver problemer med klimaet. Det skal alle bidrage med at gøre noget ved.
Hvad betragter du som et passende niveau?
Opvarmningen fra flere drivhusgasser går på et tidspunkt i nul, fordi drivhusgasser fjernes fra atmosfæren ved naturlige processer: Ret hurtigt med metan, langsomt med CO2 og lattergas. Stigningerne stopper da, selv ved fortsat udledning.
I forhold til nu stopper metans opvarmning inden for 20 år med en temperaturstigning på 0,02°C. CO2's opvarmning stopper om ca 170 år med en temperaturstigning på 0,8°C. Om ca 170 år har lattergas bidraget med 0,2°C og vil fortsætte sin stigning i over 1000 år mere fremover.
Forudsætning for beregningerne er let forhøjede udledninger.
Når udledningen af drivhusgasser er større end fjernelsen/nedbrydningen, er koncentrationen stigende. Fjernelsen er en fast procentdel af koncentrationen, så når koncentrationen når et vist højt niveau (ligevægtsniveauet), er fjernelsen lige så stor som udledningen.
Metans ligevægtsniveau: 10 gange højere end årlig udledning (halvdelen borte efter 6½ år - 10%/år) v. 600 mt om året: 2,1 ppm - 0,02°C (om 20 år)
CO2's ligevægtsniveau: 167 gange højere end årlig udledning (halvdelen borte efter 120 år - 0,6%/år) v. 40 Gt om året: 855 ppm - 0,8°C varmere (om 170 år)
Lattergas' ligevægtsniveau: 160 gange højere end årlig udledning (halvdelen borte efter 114 år - 0,6%/år) v. 0,0781 Gt om året: 0,160 ppm - 1,6°C varmere (om 1300 år)
Hej Christian
Kvægbruget i DK er faldet gennem en del år, så kan det vel ikke været medvirkende til forøget CO2 - metan, vel det modsatte?
Nu er kvægs 'bøvs' ikke blot dansk men hele verdens drøvtykkere, som forhåbentligt ikke skal udryddes, ja jeg har set dem i bl.a. Afrika.
CO2 og metan i atmosfæren skyldes anvendelsen af olie, kul, brunkul, gas mv.
Ikke de naturlige processer i landbruget, hvor der optages CO2 før de via dyrene kan udledes.
Det er på tide der tænkes lidt på optag - udledninger af CO2 og metan, ikke den uforklarlige måde FN og DK regner på.
Optag et år og optag 10 år er veloptag?
Så landbruget skal 'straffes for en stigning i metan, som energibranchen står for? Det kaldes at rette smed for bager
Nej. Faktum er jo, at der er for meget CO2 og methan i atomosfæren, og det giver problemer med klimaet. Det skal alle bidrage med at gøre noget ved.
Bare fordi landbrugt har forurenet meget i mange år, giver det dem vel som sådan ikke hævd på retten til det?
Kvægbestanden i DK er faldende, antallet af fritlevende drøvtyggere i verden er faldenden, så hvorledes kan de stakkels drøvtyggere være årsag til en stigende CO2 udledning?
Det er de heller ikke. Med lidt besvær fandt jeg et tal for årligt metan/ko på ca. 150kg. Da vi har haft køer meget længe og bestanden ikke ændrer sig særlig meget (lidt nedadgående), så vil hver ko medføre et fast indhold i atmosfæren på 1500kg metan. Og det indhold ændrer sig kun med antallet af køer, der er ikke nogen årlig ændring.
Det eneste der sker er, at nedbrydningen i atmosfæren danner 3kg CO2/kg metan, og det er den eneste ændring der sker årligt.
Reelt set medfører de 500.000 køer en CO2 udledning på 225.000 t /år.
Ovenstående er for køerne og deres bøvser alene, men det er også det der fylder i medierne.
Så landbruget skal 'straffes for en stigning i metan, som energibranchen står for?
Det kaldes at rette smed for bager
Som jeg forstår det, er græsmetabolismen (drøvtyggere) og den fossile sektor hver for sig ansvarlige for en vis udledning af både CH4 og CO2.
Den samlede udledning er p.t. ikke i ligevægt med de mekanismer, som fjerner gasserne fra atmosfæren, så koncentrationen er stigende.
Man føler sig akut nødsaget til at at mindske den samlede opvarminingseffekt og dermed udledningen af disse gasser, og det kan desværre ikke ske hurtigt nok ved kun at fokusere på den fossile udledning (som vist ikke engang er faldende p.t.).
Man kan opnå en relativt hurtig sænkning eller i det mindste opbremsning ved at ofre så mange drøvtyggere som muligt, så der er bedre plads til den p.t. uomgængelige fossile udledning.
Personligt tror jeg ikke, at disse lokale bodsofre gør nogen væsentlig eller målelig forskel i praksis, men man kan jo pudse glorien.
Hej Svend
De stakkels drøvtyggere - køer og andre.
Kvægbestanden i DK er faldende, antallet af fritlevende drøvtyggere i verden er faldenden, så hvorledes kan de stakkels drøvtyggere være årsag til en stigende CO2 udledning?
Min tilsvarende udregning
Metan har en halveringstid i atmosfæren på 7 år*, så 9,34 pct af det tilgængelige er derfor nedbrudt efter et år. Udledes det 100 ton om året vil 100 ton nedbrydes når koncentrationen i atmosfæren er steget til 1077 ton. Efter 30 år stiger koncentrationen kun med 5 ton om året af 100 ton udledt og tilvæksten mindskes efterhånden til næsten 0.
*Gennem ét år er 6100 Mt tilgængeligt for nedbrydning (600 Mt udledt). Fra start var der 5500 Mt, og til slut er der 5530 Mt (der ikke blev nedbrudt), dvs 30 Mt blev ophobet. 5530/6100 ~ 90,66 pct blev ikke nedbrudt.
Det er svært at sammenligne en gas der nedbrydes hurtigt med en der ikke nedbrydes.
Så kan det give mere mening at sammenligne en konstant årlig udledning af metan med hvilken forcing det medfører, og det kan så ækvivaleres med tilsvarende højere indhold af CO2, når nu man ønsker denne omregning.
Et kg metan/år vil medføre 10kg højere metanindhold i atmosfæren (10% nedbrydning/år). 10kg mere metan i atmosfæren svarer i forcing til 1000kg mere CO2 i atmosfæren. Denne ligevægt vil allerede indtræde efter ca. 20 år.
Det er en mere retvisende GWP end den der normalt bruges, men det er nok svært at få politikere til at forstå det.
Under den (urealistiske) forudsætning at planetens albedo forblev uændret.
Uden drivhusgasser var temperaturen efter sigende mindst 35 grader Kelvin lavere end den er i dag
Der er netop en djævel på spil. Uden drivhusgasser ingen skyer og albedo bliver meget mindre. De 35 grader forudsætter at der er skyer og dermed vanddamp.
en emissivitet på 0 i hele bølgelængdeområdet over 3000 nanometer og en emissivitet på 1 i hele bølgelængdeområdet under 3000 nanometer. Og stadig uden nogen atmosfære. Hvad bliver ligevægtstemperaturen nu?
Efter bedste beregning bliver temperaturen ~700K, fordi den modtagne stråling er ca. 1kW/m2, og kan overfladen kun stråle fra 0 til 3000nm, skal overfladen være 700K for at stråle 1kW/m2.
Der er 215 gange flere CO2-molekyler end metanmolekyler i atmosfæren, og da en fordobling af CO2-molekylerne har 30/7 gange kraftigere klimavirkning end en fordobling af metanmolekylerne, har hvert nyophobet metanmolekyle 50 gange kraftigere klimavirkning end hvert nyophobet CO2-molekyle - Eller, omregnet fra volumen- til vægtforhold: Et nyt ton metan i atmosfæren har 138 gange kraftigere klimavirkning end et nyt ton CO2. (44/16)
En bonde, der længe har haft 7 køer, udleder 1 ton metan om året og vedligeholder med det den koncentrationsforøgelse, der er skabt; men den fortsatte udledning af 1 ton forøger ikke atmosfærekoncentrationen. Det ville kræve en udvidelse af besætningen.
Det er formodentlig den fossile del af energisektoren, der forøger sit metanudslip og dermed står for koncentrationsstigningen på ca 0,01 ppm om året (30 Mt). Der udledes årligt 600 Mt.
Siger vel lige så meget om klimaet som en analyse af gearkasseolie siger om et formel 1 løb? Men man kan da ikke klage over mangel på teknik. :-)
Uden drivhusgasser var temperaturen efter sigende mindst 35 grader Kelvin lavere end den er i dag, og selvom djævelen ligger i detaljen skal vi vel glæde os over at vi ligger langt inden for margenen af at vi kan være her stadigvæk, uanset tidens fluktuationer.
For eksempel vil en Jord uden atmosfære have samme temperatur uanset hvor sort eller grå den er i hele bølgelængdeområdet.
Måske kan jeg anskueliggøre det med et eksempel:
I stedet for at regne jorden som et gråt eller sort legeme uden atmosfære, så prøv at regne den som et legeme, der har en emissivitet på 0 i hele bølgelængdeområdet over 3000 nanometer og en emissivitet på 1 i hele bølgelængdeområdet under 3000 nanometer. Og stadig uden nogen atmosfære.
Hvad bliver ligevægtstemperaturen nu?
(Og nej, jeg tror ikke, at Flügger leverer maling med den spektralfordeling. Eller at der findes noget materiale med den spektralfordeling. Jeg forsøger blot at vise, at antagelsen om, at ligevægtstemperaturen for et legeme i verdensrummet er uafhængig af emissiviteten, bygger på en forudsætning om, at emissiviteten er ens ved alle bølgelængder.)
P.S. Det er lidt ærgerligt, at du får så mange nedtomler for det her. Jeg har læst nok af dine indlæg til at tro på, at du tilhører den procent af læserne, der forstår stråling bedst, og jeg takker for modspillet. Men jeg tror også på, at jeg selv tilhører de 0,01% af læserne, der forstår stråling med en ujævn spektralfordeling bedst.
For eksempel vil en Jord uden atmosfære have samme temperatur uanset hvor sort eller grå den er i hele bølgelængdeområdet.
Ja, i hele bølgelængdeområdet.
Gasserne, som vi diskuterer her, har ikke samme absorption i hele bølgelængdeområdet. Du kan ikke regne dem som et gråt legeme eller en grå gas.
Det er jo netop min pointe #1.
For gasser med spektrallinier kan man kun sige, at udstrålet effekt er lig med absorberet effekt, men da de udveksler varme også (bevægelsesenergi), kan udstrålingen have en anden fordeling end den absorberede stråling.
Ustrålingen vil altid have en anden fordeling end den absorberede stråling, fordi gassen har en anden temperatur end solen. Det var min pointe #2.
Hvis du regner på en gassky, der svæver i verdensrummet i et kredsløb svarende til Jordens og danner en ligevægtstemperatur, hvor indstråling og udstråling er ens, vil jeg hævde, at ligevægtstemperaturen vil afhænge af spektralfordelingen af absorptionen.
Jeg tror det vil give overarbejde Allan, medmindre der laves en masse forsimplinger og forudsætninger.
For eksempel vil en Jord uden atmosfære have samme temperatur uanset hvor sort eller grå den er i hele bølgelængdeområdet. For gasser med spektrallinier kan man kun sige, at udstrålet effekt er lig med absorberet effekt, men da de udveksler varme også (bevægelsesenergi), kan udstrålingen have en anden fordeling end den absorberede stråling.
Og selv da kan du gå galt i byen, for gasserne stråler også afhængigt af deres temperatur.
Korrekt. Mit personlige levegrundlag har de seneste 20 år været baseret på eksistensen af dette faktum.
De stråler lige så godt som de absorberer.
Ja, ved samme bølgelængde.
Men når du regner på den samlede strålingseffekt, som gassen absorberer, og den samlede strålingseffekt, som gassen udstråler, skal du integrere over samtlige bølgelængder. Ved hver bølgelængde skal du multiplicere absorptionen med den effekt, der er til rådighed ved den pågældende bølgelængde i henholdsvis:
- solens indstråling
- udstrålingen fra et sort legeme ved gassens temperatur
Da udstrålingsspekteret for et sort legeme ved gassens temperatur er kraftigt forskudt i forhold til solens strålingsspektrum, får absorptionerne ved de enkelte bølgelængder ikke lige stor vægt i indstrålingen og udstrålingen.
Hvis du regner på en gassky, der svæver i verdensrummet i et kredsløb svarende til Jordens og danner en ligevægtstemperatur, hvor indstråling og udstråling er ens, vil jeg hævde, at ligevægtstemperaturen vil afhænge af spektralfordelingen af absorptionen.
(Den regneøvelse må der egentlig være nogen, der allerede har foretaget og publiceret for forskellige gasser, da den er ret simpel. Ellers burde jeg næsten selv gøre det ved lejlighed.)
Og dermed kan man ikke hævde, at ændring af atmosfærens sammensætning ikke giver nogen temperaturændring, hvis det er det, du er i gang med at bygge op til.
Man skal helst have set et absorptionsspektrum for CO2 for at forstå det. Og selv når man har set det, skal man nok tænke lidt over det, før man får aha-oplevelsen.
Og selv da kan du gå galt i byen, for gasserne stråler også afhængigt af deres temperatur. De stråler lige så godt som de absorberer. Faktisk er atmosfæren selvlysende på grund af klimagasserne.
Jeg er lidt i tvivl om klimagassernes effekt mere skyldes spredning (scatter) end absorbtion.
Selv uden huller i hulpladen, vil 50% af den absorberede stråling blive sendt videre.
Desuden er der langt mere CO2 til stede i atmosfæren end metan, ca. 200 gange så meget, og dermed får forøgelser af metan større betydning Hvordan skal det forstås?
Der er ingen vej udenom end selv at regne på det ud fra de udtryk man kan finde.
Indholdet i atmosfæren er vidt forskelligt med 420ppm CO2 og ~2ppm metan efter volumen. Efter masse bliver forholdet endnu større da metan har lavere molvægt.
De nyeste udtryk for forcing er: https://agupubs.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/2016GL071930
Ser man på den årlige stigning i CO2 indhold og metan indhold i atmosfæren giver det en forcing på henholdsvis 0,05W/m2 og mindre end 0,01W/m2.
Både spørgsmål og svar skal vurderes ud fra de forudsætninger der er brugt. Man kan derfor også sige at metan bidrager med en femtedel af CO2's bidrag.
Mange tak for dit uddybende svar
Man skal helst have set et absorptionsspektrum for CO2 for at forstå det. Og selv når man har set det, skal man nok tænke lidt over det, før man får aha-oplevelsen.
Populært sagt er CO2's spektrum fyldt med tusindvis af huller og åbninger i form af bølgelængder med næsten fuld absorption og andre bølgelængder med næsten ingen absorption. Ved de bølgelængder, hvor der er næsten fuld absorption, ændrer det ikke rigtigt noget at tilføje mere CO2. Det er kun ved de bølgelængder, hvor man har delvis absorption, at man kan ændre absorptionen ved at tilføje mere gas.
Min egen selvopfundne analogi er, at forskellen mellem CO2 og en grå gas (en gas med samme absorption ved alle bølgelængder) svarer til forskellen mellem en hulplade med 50% hulåbning og et stykke røgfarvet glas med 50% lysgennemgang ved alle bølgelængder:
- Begge lukker 50% lys igennem.
- Lægger du stykker røgfarvet glas ovenpå hinanden reducerer du lysgennemgangen. To stykker giver 25% lysgennemgang. Og tre stykker giver 12,5% lysgennemgang.
- Men lægger du flere ens hulplader ovenpå hinanden, bevarer du næsten alle 50% lysgennemgang. Kun der, hvor hulkanterne ikke helt passer sammen, får du lidt yderligere blokering af lyset.
Lægger du derimod en anden hulplade med et helt andet mønster over den første hulplade, så får du en stor yderligere reduktion af lysgennemgangen, fordi de to typer hulplader vil blokere hinandens åbninger.
Noget tilsvarende sker, når du blander to ikke-grå gasser med lige stor absorption. De giver mere samlet absorption, end en fordobling af mængden af den ene gas ville have givet. De dækker naturligvis ikke hinandens huller i det fysiske rum, men de dækker hinandens huller i absorptionsspekteret.
Jeg bruger følgende to udtryk til at vurdere forcingen fra CO2 og metan ved små relative ændringer i indholdet:
CO2: 5,35deltaC/Co W/m2 og for metan: 1deltaM/Mo W/m2.
Udtrykket for CO2 er vist godt kendt, men for metan ser man det sjældent brugt, man hører kun om varmepotentialet der bliver stort, fordi det baseres på absolutte udledninger (kg metan/kg CO2).
Desuden er der langt mere CO2 til stede i atmosfæren end metan, ca. 200 gange så meget, og dermed får forøgelser af metan større betydning
Hvordan skal det forstås?