Methane transport from the world's densest fossil source region systematically biases satellite-based emission estimates

خلطة الميثان الكبرى: عندما تلعب الرياح لعبة الغميضة

تخيل الغلاف الجوي للأرض كمحيط عملاق غير مرئي من الهواء. تماماً مثل الماء في النهر، يتحرك هذا الهواء باستمرار، حاملاً معه أشياءً مختلفة. ومن أهم الأشياء التي يحملها هو غاز الميثان، وهو غاز دفيئة قوي يعمل كبطانية سميكة حول كوكبنا، مما يحبس الحرارة ويزيد من دفء المناخ. يتسابق العلماء لمعرفة مصدر هذا الميثان بدقة حتى يتمكنوا من إيقافه. وهم يستخدمون طريقتين رئيسيتين لعدّه: إحداهما تشبه جمع الفواتير من المصانع والمزارع (وتسمى "من الأسفل إلى الأعلى")، والأخرى تشبه استخدام مناظير فائقة القوة من الفضاء للنظر إلى الهواء نفسه (وتسمى "المعتمدة على الأقمار الصناعية").

المشكلة هي أن الرياح مخادعة. فهي لا تهب في خط مستقيم فحسب؛ بل تدور، وتصطدم بالجبال، وأحياناً تحمل حمولة ثقيلة من التلوث من مكان إلى آخر بعيد عن نقطة بدايتها. إذا كنت تحاول عدّ التلوث، لكن الرياح نقلته إلى بلدة أخرى، فقد تظن أن البلدة الثانية هي الجاني بينما هي في الواقع مجرد ضحية للنسيم. هذا الارتباك يجعل من الصعب معرفة من المسؤول حقاً عن الاحترار، وهي مشكلة كبيرة لأننا إذا لمت المكان الخطأ، فقد نحاول إصلاح المشكلة الخطأ.

فخ الجبل والطريق السريع غير المرئي

الآن، لنقترب أكثر من قصة محددة من الصين، حيث تلعب الجبال دور البطولة. ركز الباحثون على مقاطعة شانشي، وهي مقاطعة مشهورة بمناجم الفحم الضخمة فيها. يعد تعدين الفحم مصدراً هائلاً للميثان، وتعتبر شانشي وكأنها مصنع ضخم يضخ هذا الغاز. وبجوارها مباشرة تقع مقاطعة هينان، المعروفة بمزارعها وأنشطتها الزراعية. عادةً، تتوقع أن تحتوي مناجم الفحم على مستويات عالية من الميثان بينما تكون المزارع ذات مستويات منخفضة. ولكن عندما نظر العلماء إلى البيانات من الأقمار الصناعية، حدث شيء غريب.

تشير الورقة البحثية إلى أن الرياح والجبال تلعبان لعبة "الغميضة" مع الميثان. شانشي محاطة بجبال عالية، وتحديداً سلسلة جبال تاي هانغ. في أيام كثيرة، تعترض الجبال طريق الرياح، مما يحبس الميثان في مناجم الفحم. الأمر يشبه سيارة عالقة في ازدحام مروري في وادٍ؛ يتراكم التلوث، لكنه لا يستطيع الخروج. ومع ذلك، وجد الباحثون أنه في حوالي 76 يوماً في السنة، يتغير الطقس. تصبح الرياح قوية بما يكفي لدفع الميثان عالياً في السماء، فوق قمم الجبال.

تخيل الجبال كأنها جدار. عادةً، يكون الميثان عالقاً في "جانب شانشي" من الجدار. ولكن في هذه الأيام الخاصة، تعمل الرياح كمصعد عملاق، يرفع الميثان فوق الجدار ويُنزله في "جانب هينان". بمجرد عبوره الجبال، يتدفق فوق الحقول الزراعية في هينان. الأقمار الصناعية، التي تنظر من الفضاء، ترى سحابة ضخمة من الميثان تحوم فوق المزارع. ولأن الأقمار الصناعية لا تعرف عن رحلة المصعد غير المرئية هذه، فإنها تفترض أن المزارع هي التي تنتج كل ذلك الميثان.

سوء الفهم الكبير

يؤدي هذا الخلط إلى أخطاء حسابية خطيرة. وجدت الدراسة أنه بسبب انتقال الرياح هذا، فإن الطرق الحالية تقلل من تقدير كمية الميثان التي تنتجها مناجم الفحم في شانشي فعلياً بنسبة 37%. الأمر يشبه كون مناجم الفحم تصرخ بصوت عالٍ، لكن الأقمار الصناعية لا تسمع إلا همساً لأن الصوت يتم حمله بعيداً.

وفي الوقت نفسه، تبالغ الأقمة الصناعية في تقدير الميثان القادم من المزارع في هينان بنسبة 59%. يبدو الأمر كما لو أن المزارع تُتهم بجريمة لم ترتكبها؛ فهي تقف هناك فقط بينما يلقي الريح بتلوث مناجم الفحم فوقها. استخدم الباحثون محاكاة حاسوبية خاصة (تسمى WRF-STLT) لتتبع مسار جزيئات الهواء. وقد أكدوا، من خلال هذه المحاكاة، أنه في تلك الأيام العاصفة، بدأ الميثان المرصود فوق المزارع في مناجم الفحم، وسافر عالياً فوق الجبال، ثم هبط فوق الحقول.

وتجادل الورقة البحثية بأن هذا ليس مجرد خلل بسيط. فرغم أن حوادث النقل القوية هذه لا تحدث إلا في حوالي 76 يوماً من السنة، إلا أن كمية الميثان المعنية ضخمة جداً لدرجة أنها تشوه المتوسط السنوي بأكمله. إذا نظرت إلى العام بأكه، فإن الطريقة الحالية لحساب الانبعاثات تجعل الأمر يبدو وكأن تعدين الفحم مشكلة أقل مما هو عليه في الواقع، وأن الزراعة مشكلة أكبر مما هي عليه في الواقع. وهذا أمر بالغ الأهمية لأن أهداف المناخ العالمية، مثل "تعهد الميثان العالمي"، تعتمد على أرقام دقيقة لاتخاذ القرارات بشأن أين يتم إنفاق الأموال ووضع القواعد. وإذا كنا نلوم الأماكن الخطأ، فقد نهدر جهودنا.

طريقة جديدة لرؤية الرياح

لإصلاح ذلك، طور المؤلفون طريقة جديدة وأخف وزناً للنظر في البيانات. فبدلاً من مجرد أخذ متوسط بسيط، استخدموا خدعة رياضية تسمى تحليل "الدالة المتعامدة العضوية" (EOF). يمكنك التفكير في هذا كعملية فصل مكونات "سموذي" مخلوط إلى فواكهه الأصلية. بيانات الأقمار الصناعية هي "سموذي" من الميثان القادم من كل مكان: الهواء الخلفي، المزارع المحلية، ومناجم الفحم البعيدة. تساعد طريقة (EOF) في فصل النكهة "المحلية" عن النكهة "المنقولة".

من خلال القيام بذلك، استطاعوا تحديد الأيام التي كانت الرياح تنقل فيها الميثان من شانشي إلى هينان، والأيام التي لم تفعل ذلك. في "أيام النقل"، استطاعوا رؤية الميثان ينخفض في مناجم الفحم ويرتفع في المزارع. وفي "الأيام العادية"، ظل الميثان في مكانه. ومن خلال الفصل بين هذين النوعين من الأيام، تمكنوا من الحصول على عدّ أكثر دقة لمن ينتج الغاز فعلياً.

تشير الدراسة إلى أن هذا النوع من النقل ليس فريداً من نوعه في الصين فقط. فقد يحدث في مناطق الوقود الأحفوري الجبلية الأخرى حول العالم، مثل جبال روكي في الولايات المتحدة أو حقول الفحم في الهند. إذا لم نأخذ في الاعتبار انتقال التلوث عبر الحدود بفعل الرياح، فقد نسيء توجيه سياسات المناخ الخاصة بنا. يقترح المؤلفون أننا بحاجة إلى تغيير كيفية قياس الانبعاثات لتشمل هذه الرحلات "عبر الحدود"، لضمان أن الأشخاص الذين يضخون الميثان فعلياً في الهواء هم من يُحاسبون، وليس المزارعون في اتجاه الريح الذين يتلقون النسيم فحسب.