التغيرات الرأسية في تراكيز الميثان الجوي (CH4) في مدن مختارة في العراق بالاستناد على بيانات AIRS
الشريط الجانبي للمقالة
محتوى المقالة الرئيسي
الملخص
يوفر مسبار الأشعة تحت الحمراء (AIRS) المحمول على القمر الصناعي EOS / Aqua قياسات متنوعة لتوزيع الميثان (CH4) عند مستويات ضغط مختلفة في الغلاف الجوي للارض. يركز هذا البحث على تحليل الاختلافات الرأسية لبيانات السلاسل الزمنية لـ (CH4) نسبة الخلط الحجمي (VMR) عند أربعة مستويات ضغط قياسية SPL (925 و 850 و 600 و 300 hPa) في طبقة التروبوسفير فوق ست مدن في العراق من كانون الثاني 2003 إلى أيلول 2016. تظهر نتائج تحليل المتوسط الشهري لبيانات السلاسل الزمنية لـ CH4VMR زيادة كبيرة بين عامي 2003 و 2016 ,وخاصة بين 2009 و2016؛ كانت القيم الادنى في عام 2003 بينما القيم الاعلى كانت في عام 2016. التوزيع الرأسي لـ (CH4) كان مرتفعًا نسبيًا في المدن الواقعة في شمال العراق (السليمانية والموصل) أكثر من المدن الاخرى، خاصة تلك التي في غرب العراق (الرطبة والنجف). أعلى متوسط شهري لـ CH4VMR والانحراف المعياري كان في السليمانية (1871± 21.92 ) ppbv عند 925 hPa ، بينما اقل متوسط كان في الرطبة (1812.81±37.3) ppbvعند 300 hPa . الموصل لديها ثاني أعلى متوسط وانحراف معياري بعد السليمانية ، خاصة في المستويات الدنيا SPL (925 و 850hPa ) من التروبوسفير أكثر من بقية المدن المختارة. يظهر التباين الموسمي لـ CH4VMR الشهري ، المتوسط من 2003 إلى 2016 ، قيمًا مرتفعة بين كانون الثاني و آب مع ذروة بين آب وأيلول وينخفض بشكل كبير بين تشرين الاول و كانون الاول مع زيادة طفيفة في تشرين الثاني. يُظهر تحليل الاتجاه طويل المدى لـ CH4VMR الشهري لكل SPL (925 ، 850 ، 600 و 300 ) hPa فوق المدن الست قيمًا موجبة بمتوسط معدلات نمو لكل SPL تساوي (2.9٪ و 3.1٪ و 3.6٪ و 3.9٪ ) ، على التوالي. تشير هذه النتائج إلى أن قياسات الأقمار الصناعية كانت فعالة في تحديد مقدار زيادة CH4 فوق العراق والتي قد تساهم في الزيادة العالمية لـ CH4 في الغلاف الجوي للأرض.
تفاصيل المقالة
هذا العمل مرخص بموجب Creative Commons Attribution 4.0 International License.
كيفية الاقتباس
المراجع
Maasakkers JD, Jacob DJ, Sulprizio MP, Scarpelli TR, Nesser H, Sheng J-X, et al. Global distribution of methane emissions, emission trends, and OH concentrations and trends inferred from an inversion of GOSAT satellite data for 2010–2015. Atmos Chem Phys. 2019;19(11):7859-81.
Ciais P, Sabine C, Bala G, Bopp L, Brovkin V, Canadell J, et al. Carbon and other biogeochemical cycles. Climate change 2013: the physical science basis Contribution of Working Group I to the Fifth Assessment Report of the Intergovernmental Panel on Climate Change: Cambridge University Press; 2014. p. 465-570.
Platt SM, Eckhardt S, Ferré B, Fisher RE, Hermansen O, Jansson P, et al. Methane at Svalbard and over the European Arctic Ocean. Atmos Chem Phys. 2018;18(23):17207-24.
Seinfeld JH, Pandis SN. Atmospheric chemistry and physics: from air pollution to climate change. 3rd ed. canada: John Wiley & Sons; 2016. 1119 p.
Etminan M, Myhre G, Highwood E, Shine K. Radiative forcing of carbon dioxide, methane, and nitrous oxide: A significant revision of the methane radiative forcing. Geophys ResLett. 2016;43(24).
Quiquet A, Archibald A, Friend A, Chappellaz J, Levine J, Stone E, et al. The relative importance of methane sources and sinks over the Last Interglacial period and into the last glaciation. Quat Sci Rev. 2015;112:1-16.
Hopcroft PO, Valdes PJ, O’Connor FM, Kaplan JO, Beerling DJ. Understanding the glacial methane cycle. Nat Commun. 2017;8:14383.
Reay DS, Smith P, Christensen TR, James RH, Clark H. Methane and global environmental change. Annu Rev Environ Resour. 2018;43:165-92.
Lagzi I, Meszaros R, Gelybo G, Leelossy A. Atmospheric chemistry:Biogeochemical cycle of carbon[internet]. budapest.Hungary: Eotvos Lorand University; 2013.201p. Available from: http://www.eltereader.hu/media/2014/04/Atmospheric_Chemistry_READER.pdf.
Sreenivas G, Mahesh P, Subin J, Kanchana AL, Rao PVN, Dadhwal VK. Influence of meteorology and interrelationship with greenhouse gases (CO 2 and CH 4) at a suburban site of India. Atmos Chem Phys. 2016;16(6):3953-67.
Zhao Y, Saunois M, Bousquet P, Lin X, Hegglin MI, Canadell JG, et al. Inter-model comparison of global hydroxyl radical (OH) distributions and their impact on atmospheric methane over the 2000-2016 period. Atmos Chem Phys. 2019;2019:1-47.
Thomas G, Sherin A, Zachariah E. Atmospheric methane mixing ratio in a south Indian coastal city interlaced by wetlands. Procedia Environ Sci. 2014;21:14-25.
Ricaud P, Sič B, Amraoui LE, Attié J-L, Huszar P, Szopa S, et al. Variability of tropospheric methane above the Mediterranean Basin inferred from satellite and model data. Atmos Chem Phys. 2014;14(7).
Zou M, Xiong X, Saitoh N, Warner J, Zhang Y, Chen L, et al. Satellite observation of atmospheric methane: intercomparison between AIRS and GOSAT TANSO-FTS retrievals. Atmos Meas Tech. 2016;9(8).
Abed FG, Al-Salihi AM, Rajab JM. Space-borne observation of methane from atmospheric infrared sounder: data analysis and distribution over Iraq. J Appl Adv Res. 2017;2(4):256-64.
Abed FG, Al-Salihi AM, Rajab JM. Spatiotemporal monitoring of methane over Iraq during 2003-2015: Retrieved from atmospheric infrared sounder (AIRS). ARPN J Eng Appl Sci. 2018;13(22):8650-63.
Kavitha M, Nair PR, Girach I, Aneesh S, Sijikumar S, Renju R. Diurnal and seasonal variations in surface methane at a tropical coastal station: Role of mesoscale meteorology. Sci Total Environ. 2018;631:1472-85.
Wu X, Zhang X, Chuai X, Huang X, Wang Z. Long-Term Trends of Atmospheric CH4 Concentration across China from 2002 to 2016. Remote Sens. 2019;11(5):538.
Salih ZQ, Al-Salihi AM, Rajab JM. Assessment of Troposphere Carbon Monoxide Variability and Trend in Iraq Using Atmospheric Infrared Sounder During 2003-2016. J Environ Sci Technol. 2018;11:39-48.
Ibrahim F, Rasul G. Urban Land Use Land Cover Changes and Their Effect on Land Surface Temperature: Case Study Using Dohuk City in the Kurdistan Region of Iraq. Climate. 2017;5(1):13.
Zou M, Xiong X, Wu Z, Li S, Zhang Y, Chen L. Increase of Atmospheric Methane Observed from Space-Borne and Ground-Based Measurements. Remote Sens. 2019;11(8):964.
Tian B, Manning E, Fetzer E, Olsen E, Wong S. AIRS/AMSU/HSB Version 6 Level 3 Product User Guide. Jet Propulsion Laboratory, Pasadena, (CA), Tech Rep. 2017.
Feng D, Gao X, Yang L, Hui X, Zhou Y. Analysis of long-term (2003–2015) spatial-temporal distribution of atmospheric methane in the troposphere over the Qinghai-Xizang Plateau based on AIRS data. Theor Appl Climatol. 2019;137(1-2):1247-55.
Xiong X, Weng F, Liu Q, Olsen E. Space-borne observation of methane from atmospheric infrared sounder version 6: validation and implications for data analysis. Atmos Meas Tech Discuss. 2015;8:8563-97.
Ali Z, Bhaskar SB. Basic statistical tools in research and data analysis. Indian J Anaesth. 2016;60(9):662.
Li T, Zhang Q, Zhang W, Wang G, Lu Y, Yu L, et al. Prediction CH4 emissions from the wetlands in the Sanjiang Plain of Northeastern China in the 21st century. PLOS ONE. 2016;11(7).
Bansal S, Tangen B, Finocchiaro R. Temperature and hydrology affect methane emissions from prairie pothole wetlands. Wetlands. 2016;36(2):371-81.
Turner AJ, Frankenberg C, Wennberg PO, Jacob DJ. Ambiguity in the causes for decadal trends in atmospheric methane and hydroxyl. PNAS. 2017;114(21):5367-72.
Zhang X, Bai W, Zhang P, Wang W. Spatiotemporal variations in mid-upper tropospheric methane over China from satellite observations. Chinese Sci Bull. 2011;56(31):3321-7.
Lelieveld J, Gromov S, Pozzer A, Taraborrelli D. Global tropospheric hydroxyl distribution, budget and reactivity. Atmos Chem Phys. 2016;16(19):12477-93.
Mackertich DS, Samarrai AI. History of hydrocarbon exploration in the Kurdistan Region of Iraq. GeoArabia. 2015;20(2):181-220.
Van Dingenen R, Crippa M, Maenhout G, Guizzardi D, Dentener F. Global trends of methane emissions and their impacts on ozone concentrations. EUR 29394 EN, Publications Office of the European Union, Luxembourg, 2018, ISBN 978-92-79-96550-0, doi:102760/820175, JRC113210.
Zhang Y, Xiong X, Tao J, Yu C, Zou M, Su L, et al. Methane retrieval from Atmospheric Infrared Sounder using EOF-based regression algorithm and its validation. Chinese Sci Bull. 2014;59(14):1508-18.
Smith P, Reay D, Van Amstel A. Methane and climate change. UK: Earthscan Ltd ,UK,Earthscan LLC,USA; 2010. 261 p.
AL-Salihi AM. Total Ozone Column variation over Baghdad and selected cities in neighbor countries. MJS. 2009;20(3):118-30.
EPA U. Global mitigation of non‐CO2 greenhouse gases: 2010‐2030. United States Environmental Protection Agency Washington (DC); 2013.