Laboratorul de monitorizare globală – Ciclul carbonului Gaze cu efect de seră

Tabelul rezumă creșterile anuale ale CH4 în atmosferă pe baza datelor de suprafață marină medii la nivel global.

Creșterea anuală a CH4 atmosferic într-un anumit an este creșterea abundenței sale (fracția molară) de la 1 ianuarie a acelui an la 1 ianuarie a anului următor, după ce a fost eliminat ciclul sezonier (așa cum se arată prin liniile negre din figura de mai sus). Aceasta reprezintă suma tuturor CH4 adăugate și eliminate din atmosferă în timpul anului prin activități umane și procese naturale. Prima noastră estimare preliminară pentru creșterea anuală a unui anumit an este realizată în luna aprilie a anului următor, folosind datele disponibile din anul precedent. Este important să recunoaștem că este posibil ca estimarea inițială, din aprilie, a creșterii anuale să se modifice semnificativ pe măsură ce mai multe date sunt adăugate la analiză. Această estimare va fi actualizată în lunile următoare, pe măsură ce mai multe eșantioane sunt măsurate pentru CH4 și incluse în analiză. Până în toamna anului următor, creșterea anuală va converge de obicei către o valoare „finală”.

Stimările abundenței medii globale a CH4 (medii lunare și anuale) și creșterea anuală sunt actualizate în fiecare lună, pe măsură ce noi eșantioane sunt returnate la Boulder, măsurate pentru CH4 și adăugate la analiză. Adăugarea de date noi, mai recente, îmbunătățește acuratețea estimării inițiale prin creșterea densității spațiale a datelor și prin eliminarea „efectelor finale” ale procedurilor de ajustare a curbelor utilizate. Am investigat impactul adăugării de noi date la parametrii raportați aici, iar un rezumat al rezultatelor este prezentat în continuare:

Stimările inițiale ale creșterii anuale a CH4 realizate în aprilie pentru anul precedent sunt distorsionate în comparație cu cele care urmează folosind date suplimentare. Prejudiciul mediu al estimării inițiale este de +1±0,8 ppb pe an-1 (se arată 1 abatere standard). În următoarele câteva luni, distorsiunea medie scade încet până când devine neglijabilă în iulie sau august. Cu toate acestea, în orice an, distorsiunea în estimarea inițială a creșterii anuale poate fi mult mai mare decât media, cu o distorsiune de până la ±3 ppb/an-1; cu alte cuvinte, poate fi pozitivă sau negativă. Cu alte cuvinte, până la sfârșitul unui an, distorsiunea în creșterea anuală poate fi mult mai mare decât incertitudinea raportată pe baza metodei bootstrap descrisă mai jos.

Comportamentul mediilor medii anuale inițiale și al mediilor medii lunare sunt similare (a se vedea linkurile către fișierele de mai jos). Pentru media lunară a CH4, valoarea inițială este de obicei prea mare, cu până la 7,6 ppb.

Incertitudinea estimată în ceea ce privește creșterea anuală globală a CH4 variază în funcție de an. Este estimată cu ajutorul a doi termeni: Primul este o metodă „bootstrap” (reeșantionare) care variază siturile din rețeaua noastră. Fiecare realizare bootstrap a rețelei este construită prin selectarea aleatorie a siturilor, cu restituire, din siturile existente ale stratului limită marin din rețeaua globală de eșantionare a aerului în cooperare NOAA/GML (Dlugokencky et al., 1994). Fiecare membru al ansamblului de rețele are același număr de situri ca și rețeaua reală, dar unele situri lipsesc, în timp ce altele sunt reprezentate de mai multe ori. O condiție suplimentară este ca cel puțin un sit să fie prezent de la latitudini sudice înalte, unul de la tropice și unul de la latitudini nordice înalte, deoarece am menținut întotdeauna o acoperire largă a latitudinilor în rețeaua reală. În rețelele bootstrap sunt prezente lacune de date temporale la situri individuale. Al doilea termen este o metodă Monte Carlo care modifică în mod aleatoriu datele pentru a ține cont de incertitudinea măsurătorilor. Modificările se bazează pe evaluarea incertitudinii aleatorii a măsurătorilor, iar aceasta variază în timp. În ambele cazuri, sunt create 100 de serii de timp mediate la nivel global. Calculăm media și abaterea standard pentru creșterea anuală din fiecare an de la membrii ansamblului, iar o abatere standard din cei doi termeni (rețea și analitic) este luată în cuadratură pentru a obține incertitudinea raportată la fiecare pas de timp. După cum s-a menționat anterior, distorsiunea în primele noastre estimări ale creșterii anuale, ale mediei lunare și ale mediei anuale poate fi semnificativ mai mare decât incertitudinea declarată.