Global Monitoring Laboratory – Carbon Cycle Greenhouse Gases

A táblázat a légköri CH4 éves növekedését foglalja össze a globálisan átlagolt tengeri felszíni adatok alapján.

A légköri CH4 éves növekedése egy adott évben az adott év január 1. és a következő év január 1. közötti bőségének (molfrakciójának) növekedése, miután a szezonális ciklust eltávolítottuk (ahogy a fenti ábrán a fekete vonalak mutatják). Ez az év során az emberi tevékenységek és a természetes folyamatok által a légkörbe juttatott és onnan eltávolított összes CH4 összegét jelenti. Az adott év éves növekedésére vonatkozó első előzetes becslésünket a következő év áprilisában készítjük el az előző év rendelkezésre álló adatai alapján. Fontos felismerni, hogy az éves növekedésre vonatkozó kezdeti, áprilisi becslés valószínűleg jelentősen megváltozik, amint az elemzéshez több adatot adunk hozzá. Ezt a becslést a következő hónapokban frissíteni fogják, amint több CH4-mintát mérnek és vonnak be az elemzésbe. A következő év őszére az éves növekedés jellemzően egy “végleges” érték felé konvergál.

A globálisan átlagolt CH4-bőség (havi és éves átlagolt átlagok) és az éves növekedés becslését minden hónapban frissítik, amint új mintákat küldenek vissza Boulderbe, mérnek CH4-t és adnak hozzá az elemzéshez. Az új, frissebb adatok hozzáadása javítja a kezdeti becslés pontosságát az adatok térbeli sűrűségének növelésével és az alkalmazott görbeillesztési eljárások “véghatásainak” kiküszöbölésével. Megvizsgáltuk az új adatok hozzáadásának hatásait az itt közölt paraméterekre, és az eredmények összefoglalása következik:

A CH4 éves növekedésére vonatkozó, az előző év áprilisában készült kezdeti becslések torzítottak a további adatok felhasználásával következő becslésekhez képest. A kezdeti becslés átlagos torzítása +1±0,8 ppb év-1 (1 standard eltérés látható). A következő hónapokban az átlagos torzítás lassan csökken, míg júliusra vagy augusztusra elhanyagolhatóvá válik. Bármelyik évben azonban az éves növekedés kezdeti becslésének torzítása sokkal nagyobb lehet az átlagosnál, akár ±3 ppb év-1 is lehet, azaz lehet pozitív vagy negatív. Más szóval, az év végéig az éves növekedés torzítása sokkal nagyobb lehet, mint az alább ismertetett bootstrap módszer alapján jelentett bizonytalanság.

A kezdeti éves átlagú átlagok és a havi átlagú átlagok viselkedése hasonló (lásd az alábbi fájlokra mutató linkeket). A havi átlagos CH4 esetében a kezdeti érték jellemzően túl magas, akár 7,6 ppb-vel.

A globális éves CH4-növekedés becsült bizonytalansága évenként változik. Becslése két kifejezéssel történik: Az első egy “bootstrap” (újramintavételezési) módszer, amely a hálózatunkban lévő helyszíneket variálja. A hálózat minden egyes bootstrap-realizációját a NOAA/GML kooperatív globális levegőmintavételi hálózat (Dlugokencky et al., 1994) meglévő tengeri határréteg-helyszíneinek véletlenszerű, visszahelyezéssel történő kiválasztásával alakítjuk ki. A hálózatok együttesének minden egyes tagja ugyanannyi helyszínt tartalmaz, mint a valós hálózat, de néhány helyszín hiányzik, míg mások többször is képviselve vannak. További feltétel, hogy legalább egy helyszín a magas déli szélességekről, egy a trópusokról és egy a magas északi szélességekről legyen jelen, mivel a valós hálózatban mindig széles szélességi lefedettséget tartottunk fenn. A bootstrap-hálózatokban az egyes helyszíneken időbeli adathiányok vannak. A második kifejezés egy Monte Carlo módszer, amely véletlenszerűen módosítja az adatokat, hogy figyelembe vegye a mérési bizonytalanságot. A módosítások a mérések véletlenszerű bizonytalanságának értékelésén alapulnak, és ez időben változik. Mindkét esetben 100 globálisan átlagolt idősor jön létre. Az ensemble tagjaiból kiszámítjuk az egyes évek éves növekedésének átlagát és szórását, és a két (hálózati és analitikus) feltételből egy standard eltérést négyzetesen veszünk, hogy minden egyes időlépésnél megkapjuk a bejelentett bizonytalanságot. Mint korábban említettük, az éves növekedésre, a havi átlagra és az éves átlagra vonatkozó első becsléseink torzítása jelentősen nagyobb lehet, mint a megadott bizonytalanság.