Estudio de la Emisión de Metano y Fuentes Geológicas en el Área de Permafrost del Noreste de China Relacionadas con la Construcción de Infraestructura y la Perturbación Climática Basado en Monitoreo Terrestre y AIRS
Autores: Xu, Zhichao; Chen, Yunshan; Shan, Wei; Deng, Chao; Ma, Min; Wu, Yuexing; Mao, Yu; Ding, Xingyu; Ji, Jing
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
Categoría
Ciencias Naturales y Subdisciplinas
Subcategoría
Astronomía
Palabras clave
China
Permafrost
Concentración de metano
Noreste
Degradación
Fuentes
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 9
Citaciones: Sin citaciones
La zona de distribución de permafrost de alta latitud más grande de China se encuentra en el noreste de China. Con la intensificación del calentamiento global y la construcción de infraestructuras, el carbono almacenado en el permafrost se descongelará gradualmente y se liberará en forma de gas metano. Sin embargo, la investigación sobre los cambios en la concentración de metano y las fuentes de emisión en esta área aún no está clara. En este documento, se utilizaron los datos del AIRS (sondador infrarrojo atmosférico) llevados por el satélite Aqua para analizar la distribución y las tendencias de cambio en la concentración general de metano en la troposfera cercana a la superficie en el noreste de China desde 2003 hasta 2022. Estos datos, combinados con datos meteorológicos nacionales y de monitoreo en el sitio, se utilizaron para estudiar las características de emisión de metano y las fuentes en el área de permafrost en el noreste de China. Los resultados muestran que la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie del noreste de China se concentra principalmente en el área de permafrost de las montañas Da y Xiao Xing"an. Desde 2003 hasta 2022, la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie del área de permafrost en el noreste de China mostró una tendencia de crecimiento rápido, con una tasa de crecimiento lineal promedio de 4.787 ppbv/a. Además, la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie del área de permafrost muestra un patrón de variación estacional bimodal significativo. El primer pico aparece en verano (junio-agosto), con su valor máximo en agosto, y el segundo pico aparece en invierno (diciembre-febrero), con su valor máximo en diciembre. Combinado con el monitoreo de la concentración de metano en la superficie terrestre, se encontró que la concentración máxima anual de metano en la superficie terrestre en áreas de permafrost degradado ocurrió en primavera, causando la tasa de crecimiento promedio máxima en la concentración de metano, también en primavera, en la troposfera cercana a la superficie de las áreas de permafrost en el noreste de China (con un valor promedio de 6.05 ppbv/a). La tasa de crecimiento de la concentración de metano en la zona de degradación de permafrost del sur es mayor que en la zona estable de permafrost del norte. Además, con la degradación del permafrost, el metano geológico almacenado en el subsuelo profundo (hidrato de metano, capa de carbón, etc., derivado principalmente de la acumulación de origen microbiano antiguo) en la capa congelada se convertirá en una fuente importante de metano en la troposfera cercana a la superficie en el área de degradación de permafrost. Debido a la influencia de canales de alta permeabilidad tras la degradación del permafrost, la tasa de liberación de gas metano en primavera es más rápida de lo previsto, y la tasa de crecimiento de la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie de las áreas de permafrost puede aumentar más del doble. Estas conclusiones pueden proporcionar un complemento de datos para el estudio del ciclo del carbono en las áreas de permafrost en el noreste de China.
Descripción
La zona de distribución de permafrost de alta latitud más grande de China se encuentra en el noreste de China. Con la intensificación del calentamiento global y la construcción de infraestructuras, el carbono almacenado en el permafrost se descongelará gradualmente y se liberará en forma de gas metano. Sin embargo, la investigación sobre los cambios en la concentración de metano y las fuentes de emisión en esta área aún no está clara. En este documento, se utilizaron los datos del AIRS (sondador infrarrojo atmosférico) llevados por el satélite Aqua para analizar la distribución y las tendencias de cambio en la concentración general de metano en la troposfera cercana a la superficie en el noreste de China desde 2003 hasta 2022. Estos datos, combinados con datos meteorológicos nacionales y de monitoreo en el sitio, se utilizaron para estudiar las características de emisión de metano y las fuentes en el área de permafrost en el noreste de China. Los resultados muestran que la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie del noreste de China se concentra principalmente en el área de permafrost de las montañas Da y Xiao Xing"an. Desde 2003 hasta 2022, la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie del área de permafrost en el noreste de China mostró una tendencia de crecimiento rápido, con una tasa de crecimiento lineal promedio de 4.787 ppbv/a. Además, la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie del área de permafrost muestra un patrón de variación estacional bimodal significativo. El primer pico aparece en verano (junio-agosto), con su valor máximo en agosto, y el segundo pico aparece en invierno (diciembre-febrero), con su valor máximo en diciembre. Combinado con el monitoreo de la concentración de metano en la superficie terrestre, se encontró que la concentración máxima anual de metano en la superficie terrestre en áreas de permafrost degradado ocurrió en primavera, causando la tasa de crecimiento promedio máxima en la concentración de metano, también en primavera, en la troposfera cercana a la superficie de las áreas de permafrost en el noreste de China (con un valor promedio de 6.05 ppbv/a). La tasa de crecimiento de la concentración de metano en la zona de degradación de permafrost del sur es mayor que en la zona estable de permafrost del norte. Además, con la degradación del permafrost, el metano geológico almacenado en el subsuelo profundo (hidrato de metano, capa de carbón, etc., derivado principalmente de la acumulación de origen microbiano antiguo) en la capa congelada se convertirá en una fuente importante de metano en la troposfera cercana a la superficie en el área de degradación de permafrost. Debido a la influencia de canales de alta permeabilidad tras la degradación del permafrost, la tasa de liberación de gas metano en primavera es más rápida de lo previsto, y la tasa de crecimiento de la concentración de metano en la troposfera cercana a la superficie de las áreas de permafrost puede aumentar más del doble. Estas conclusiones pueden proporcionar un complemento de datos para el estudio del ciclo del carbono en las áreas de permafrost en el noreste de China.