石油和天然气排放中甲烷的乙烷代理

a'ndreaelyse messer.
2021年6月23日

UNIVERSITY PARK, Pa, — Measuring ethane in the atmosphere shows that the amounts of methane going into the atmosphere from oil and gas wells and contributing to greenhouse warming is higher than suggested by the U.S. Environmental Protection Agency, according to an international team of scientists who spent three years flying over three areas of the U.S. during all four seasons.

宾夕法尼亚州立大学气象和大气科学研究员扎卡里·r·巴克利(Zachary R. Barkley)说:“乙烷是一种只与某些甲烷来源有关的气体。”然而,产生甲烷的是石油、天然气和煤田,还有奶牛的消化系统、湿地、垃圾填埋场和粪便管理。很难将化石燃料和天然甲烷分开。”

大气碳和运输(ACT)美国数据使得可以量化石油,天然气和煤炭来源的甲烷排放,因为该项目不仅测量甲烷,还测量乙烷。研究人员注意,用乙烷鉴定的甲烷可以可靠地连接到化石燃料源,然而,乙烷与甲烷的比例会因个体来源而变化。

宾夕法尼亚州立大学大气与气候科学教授肯尼斯·j·戴维斯(Kenneth J. Davis)说:“ACT America被认为是一项努力,旨在提高我们诊断全球温室气体的来源和汇的能力,以改进诊断。”“我们想了解温室气体是如何在大气中随着天气系统移动的。在ACT之前,没有数据绘制出气体在天气系统中的分布。”

从2017年到2019年,研究人员在美国的三个地区执行数据收集任务——大西洋中部各州,包括宾夕法尼亚州、纽约州、弗吉尼亚州、西弗吉尼亚州和马里兰州;包括阿肯色州、路易斯安那州、得克萨斯州、阿拉巴马州、俄克拉荷马州和密西西比州在内的中南部各州;中西部各州包括内布拉斯加州、南达科他州、堪萨斯州、明尼苏达州、爱荷华州、密苏里州、威斯康星州、密歇根州、俄亥俄州、印第安纳州和伊利诺伊州。研究人员研究了整个四个季节,并追踪了天气系统是如何在大气中移动二氧化碳、甲烷、乙烷和其他气体的。

研究人员不是第一个认为甲烷估算过低的人,但根据巴克利的说法,他们是第一个只使用乙烷作为替代品的人。乙烷虽然是一种温室气体,但在分解成其他化合物之前只在大气中停留几个月,而不是像甲烷那样在大气中停留10年。乙烷对空气污染的影响比温室效应更大。

“我们根本没有看任何甲烷数据,我们仍然看到与其他人相同的结果,”他说。

另一个不同之处在于,以前的大多数空气传播研究只关注小区域,单个地点或区域的排放物。ACT-America调查了多州地区,这些地区的天然气产量占美国天然气总产量的三分之二以上。

三张地图,左上角是EPA对甲烷的估算,右上方是研究中的甲烷,底部是减去EPA的研究结果。研究结果还剩下一半

该研究开发的油气甲烷排放清单与美国环境保护署的油气甲烷排放清单进行了比较。总的来说,这项研究发现甲烷排放量比政府库存多50%以上。

图片:扎卡里·巴克利,宾夕法尼亚州立大学

“乙烷数据一直超过预期的价值,基于(美国)的EPA石油和天然气泄漏利率估算超过50%,”研究人员在地球物理研究杂志中的最新问题中报告:大气。研究人员补充说,将组合的秋季,冬季和春季乙烷排放估计与石油和煤气甲烷排放量进行比较,它们估计石油和气体甲烷排放大于EPA库存值48%至76%。

研究人员在这项研究中使用了来自油气生产盆地的乙烷/甲烷比率。

虽然可以在地球表面上发现二氧化碳来源和水槽,但乙烷和甲烷排放来自地面上的特定位置。沙漠和海洋和高地生态系统发出一点乙烷或甲烷。活性石油和天然气田的排放量高。在估算痕量气体排放时,研究人员通常采取首次猜测,然后运行多次迭代以最小化观察和模拟这些气体的常压浓度之间的差异。

巴克利指出,有时信号很难解释,但这项研究并非如此。

“数据在那里,”巴克利说。“模型中的较小羽流量在两个倍数增加时突然匹配实时数据。”

宾夕法尼亚州立大学参与该项目的其他研究人员是气象学和大气科学助理研究教授冯莎(Sha Feng)和崔玉燕(Yuyan Chui)。

其他项目成员包括美国科罗拉多大学博尔德分校北极与高山研究所高级研究员Alan Fried、研究员peter Weibring、研究员Dirk Richter和高级专业研究员James D. Walega;约翰霍普金斯大学环境健康与工程助理教授Scot M. Miller;Anke Roiger, M. Eckl, A. Fiehn和Julian Kostinek, Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, Institut für Physik der Atmosphäre, Oberpfaffenhofen, Germany。

NASA支持这个项目。

媒体联系人

a'ndreaelyse messer.

工作电话:
814-865-5689
最后更新6月23日,2021年