Global Monitoring Laboratory – Carbon Cycle Greenhouse Gases

Die Tabelle fasst die jährlichen Zunahmen des atmosphärischen CH4 auf der Grundlage von global gemittelten Daten der Meeresoberfläche zusammen.

Die jährliche Zunahme des atmosphärischen CH4 in einem bestimmten Jahr ist die Zunahme seiner Häufigkeit (Molenbruch) vom 1. Januar dieses Jahres bis zum 1. Januar des nächsten Jahres, nachdem der saisonale Zyklus entfernt wurde (wie durch die schwarzen Linien in der Abbildung oben gezeigt). Sie stellt die Summe aller CH4 dar, die der Atmosphäre im Laufe des Jahres durch menschliche Aktivitäten und natürliche Prozesse zugeführt bzw. entzogen werden. Unsere erste vorläufige Schätzung für den jährlichen Anstieg eines bestimmten Jahres wird im April des Folgejahres anhand der verfügbaren Daten des Vorjahres erstellt. Es ist wichtig, sich darüber im Klaren zu sein, dass sich die anfängliche Schätzung des jährlichen Anstiegs im April wahrscheinlich erheblich ändern wird, wenn weitere Daten in die Analyse einfließen. Diese Schätzung wird in den folgenden Monaten aktualisiert, wenn mehr Proben für CH4 gemessen und in die Analyse einbezogen werden. Bis zum Herbst des folgenden Jahres wird sich der jährliche Anstieg in der Regel einem „endgültigen“ Wert annähern.

Die Schätzungen der global gemittelten CH4-Häufigkeit (monatliche und jährliche Mittelwerte) und des jährlichen Anstiegs werden jeden Monat aktualisiert, wenn neue Proben nach Boulder zurückgeschickt, auf CH4 gemessen und in die Analyse aufgenommen werden. Das Hinzufügen neuer, aktuellerer Daten verbessert die Genauigkeit der ursprünglichen Schätzung, indem die räumliche Dichte der Daten erhöht und „Endeffekte“ der verwendeten Kurvenanpassungsverfahren eliminiert werden. Wir haben die Auswirkungen der Hinzufügung neuer Daten zu den hier berichteten Parametern untersucht und fassen die Ergebnisse wie folgt zusammen:

Anfängliche Schätzungen des jährlichen CH4-Anstiegs, die im April für das vorangegangene Jahr vorgenommen wurden, sind im Vergleich zu den nachfolgenden Schätzungen mit zusätzlichen Daten verzerrt. Die durchschnittliche Verzerrung der anfänglichen Schätzung beträgt +1±0,8 ppb yr-1 (1 Standardabweichung gezeigt). Im Laufe der nächsten Monate nimmt die durchschnittliche Verzerrung langsam ab, bis sie im Juli oder August vernachlässigbar ist. In jedem Jahr kann die Abweichung bei der anfänglichen Schätzung des jährlichen Anstiegs jedoch viel größer als der Durchschnitt sein, mit einer Abweichung von bis zu ±3 ppb yr-1; das heißt, sie kann positiv oder negativ sein. Mit anderen Worten, bis zum Ende eines Jahres kann die Verzerrung des jährlichen Anstiegs viel größer sein als die Unsicherheit, die auf der Grundlage der unten beschriebenen Bootstrap-Methode angegeben wird.

Das Verhalten der anfänglichen jährlichen Mittelwerte und der monatlichen Mittelwerte ist ähnlich (siehe Links zu den Dateien unten). Für den monatlichen CH4-Mittelwert ist der Anfangswert typischerweise zu hoch, um bis zu 7,6 ppb.

Die geschätzte Unsicherheit in der globalen jährlichen CH4-Zunahme variiert je nach Jahr. Sie wird mit zwei Begriffen geschätzt: Die erste ist eine „Bootstrap“-Methode (Wiederholungsstichprobe), bei der die Standorte in unserem Netzwerk variiert werden. Jede Bootstrap-Realisierung des Netzwerks wird durch zufällige Auswahl von Standorten mit Restitution aus den bestehenden marinen Grenzschichtstandorten im kooperativen globalen NOAA/GML-Luftprobennetzwerk (Dlugokencky et al., 1994) erstellt. Jedes Mitglied des Netzwerks hat die gleiche Anzahl von Standorten wie das reale Netzwerk, aber einige Standorte fehlen, während andere mehr als einmal vertreten sind. Eine zusätzliche Bedingung ist, dass mindestens ein Standort aus hohen südlichen Breiten, einer aus den Tropen und einer aus hohen nördlichen Breiten vorhanden ist, da wir im realen Netz immer eine breite Breitenabdeckung beibehalten haben. Zeitliche Datenlücken an einzelnen Standorten sind in den Bootstrap-Netzen vorhanden. Der zweite Term ist eine Monte-Carlo-Methode, bei der die Daten nach dem Zufallsprinzip modifiziert werden, um die Messunsicherheit zu berücksichtigen. Die Modifikationen beruhen auf der Bewertung der zufälligen Unsicherheit in den Messungen, die im Laufe der Zeit variiert. In beiden Fällen werden 100 global gemittelte Zeitreihen erstellt. Wir berechnen den Mittelwert und die Standardabweichung für den jährlichen Anstieg jedes Jahres aus den Ensemblemitgliedern, und eine Standardabweichung aus den beiden Termen (Netzwerk und analytisch) wird in Quadratur genommen, um die gemeldete Unsicherheit für jeden Zeitschritt zu erhalten. Wie bereits erwähnt, kann die Verzerrung in unseren ersten Schätzungen der jährlichen Zunahme, des monatlichen Mittelwerts und des jährlichen Mittelwerts deutlich größer sein als die angegebene Unsicherheit.