Forskare har funnit att även om kväveutsläpp från mänskliga aktiviteter, som användning av gödningsmedel och förbränning av fossila bränslen, kan kyla klimatet genom att blockera solljus och främja växttillväxt, uppvägs dessa fördelar av negativa effekter, inklusive miljöföroreningar och exacerbation av global uppvärmning. Brådskande åtgärder är nödvändiga för att minska växthusgaserna, eftersom att förlita sig på kvävets kylande effekter är otillräckligt och skadligt för miljön. Kredit: Bladet.se.com
En studie visar att kväveutsläpp har en kylande effekt på klimatet, men deras övergripande miljöpåverkan, inklusive föroreningar och förvärring av den globala uppvärmningen, kräver omedelbar minskning av utsläppen av växthusgaser.
Ett internationellt forskarlag har upptäckt att kväveutsläpp från konstgödsel och fossila bränslen bidrar till en nettokylningseffekt på klimatet. De varnar dock för att stigande kvävenivåer i atmosfären har skadliga miljöeffekter och betonar det akuta behovet av att minska utsläppen av växthusgaser för att bekämpa den globala uppvärmningen.
Publicerad i Natur, fann tidningen att reaktivt kväve som frigörs i miljön genom mänskliga aktiviteter kyler klimatet med minus 0,34 watt per kvadratmeter. Medan den globala uppvärmningen skulle ha avancerat ytterligare utan tillförsel av mänskligt genererat kväve, skulle mängden inte kompensera för nivån av växthusgaser som värmer atmosfären.
Uppsatsen leddes av Max Planck Institute i Tyskland och inkluderade författare från University of Sydney. Det kommer en dag efter att nya uppgifter från Europeiska unionens Copernicus Climate Change Service indikerade att söndagen den 21 juli var den varmaste dagen som registrerats i nyare historia.
Mekanismer för kylning
Nettokylningseffekten sker på fyra sätt:
- Kortlivade kväveoxider som produceras vid förbränning av fossila bränslen förorenar atmosfären genom att bilda fina suspenderade partiklar som skyddar solljus och i sin tur kyler klimatet;
- ammoniak (en kväve- och vätebaserad förening) som släpps ut i atmosfären från applicering av gödsel och konstgödsel har en liknande effekt;
- kväve som appliceras på grödor gör att växter kan växa mer rikligt, absorbera mer CO2 från atmosfären, vilket möjliggör en kylande effekt;
- kväveoxider spelar också en roll i nedbrytningen av atmosfärisk metan, en potent växthusgas.
Forskarna varnade för att ökad atmosfärisk kväve inte var en lösning för att bekämpa klimatförändringarna.
”Kvävegödsel förorenar vatten och kväveoxider från fossila bränslen förorenar luften. Därför är ökande mängder kväve i atmosfären för att bekämpa klimatförändringen inte en acceptabel kompromiss, och det är inte heller en lösning, säger professor Federico Maggi från University of Sydneys School of Civil Engineering.
Sönke Zaehle från Max Planck-institutet sa: ”Det här kan låta som goda nyheter, men man måste tänka på att kväveutsläpp har många skadliga effekter, till exempel på hälsa, biologisk mångfald och ozonskiktet. De nuvarande fynden är därför ingen anledning att utesluta de skadliga effekterna, än mindre se ytterligare kvävetillförsel som ett sätt att bekämpa den globala uppvärmningen.”
Elementärt kväve, som utgör cirka 78 procent av luften, är klimatneutralt, men andra reaktiva kväveföreningar kan ha direkta eller indirekta effekter på det globala klimatet – ibland uppvärmning och ibland kylande. Lustgas (N2O) är en nästan 300 gånger mer potent växthusgas än CO2. Andra former av kväve stimulerar bildningen av ozon i troposfären, som är en potent växthusgas och förstärker den globala uppvärmningen.
Professor Maggi sa att forskningen var viktig eftersom den hjälpte teamet att få en förståelse för nettoeffekten av fördelningen av kväveutsläpp från jordbruket.
”Detta arbete är ett extraordinärt exempel på hur komplexa interaktioner på planetarisk skala inte kan fångas med förenklade bedömningsverktyg. Det visar vikten av att utveckla matematiska modeller som kan visa uppkomsten av icke-linjära – eller oproportionerliga – effekter över jord, mark och atmosfär”, sa han.
”Även om det verkar kontraintuitivt, kan reaktivt kväve som introduceras i miljön, mestadels som jordbruksgödselmedel, minska den totala uppvärmningen. Detta är dock mindre jämfört med den minskning av växthusgasutsläpp som krävs för att hålla planeten inom säkra och rättvisa operativa gränser.
”Den nya generationens beräkningsverktyg hjälper till att driva nya lärdomar inom klimatförändringsvetenskap, men förståelse är inte tillräckligt – vi måste agera med stor brådska för att minska utsläppen av växthusgaser.”
Få en holistisk förståelse för effekterna av kväve
Forskarna fastställde den totala effekten av kväve från mänskliga källor genom att först analysera mängderna av de olika kväveföreningarna som hamnar i mark, vatten och luft.
De matade sedan in dessa data i modeller som skildrar det globala kvävekretsloppet och effekterna på kolets kretslopp, till exempel stimuleringen av växttillväxt och i slutändan atmosfärens CO2- och metanhalt. Från resultaten av dessa simuleringar använde de en annan atmosfärisk kemisk modell för att beräkna effekten av konstgjorda kväveutsläpp på strålningskraft, det vill säga den strålningsenergi som träffar en kvadratmeter av jordens yta per tidsenhet.
Studien finansierades av Europeiska kommissionen, US National Science Foundation, USDA CBG, US Department of Treasury, JSPS KAKENH och Office of Biological and Environmental Research vid US Department of Energy Office of Science.