食物 (Food)

あなたのテーブルでのNASA:食物がメタンと温室効果と出会う場所

クレジット:NASA / Jesse Kirsch / Tracy Schohr提供今日、世界のメタン排出量の60%は人的資源が原因であり、主に化石燃料の燃焼、埋め立て地での分解、および農業部門から発生しています。 メタン排出量のほぼ4分の1は農業に起因する可能性があり、その多くは家畜の飼育によるものです。 稲作と食品廃棄物も農業用メタンの重要な発生源です。人間が消費するために生産されるすべての食品のほぼ3分の1が失われるか、無駄になっているからです。 NASAでは、科学者が世界のメタン収支を調査して、メタン排出の主な原因と、それらが気候変動にどのように寄与するかをよりよく理解しています。 人的資源に加えて、メタンは自然環境でも生成されます。 メタンの最大の自然源は湿地であり、これは世界のメタン排出量の30%を占めています。 その他の自然のメタン放出源には、海洋、シロアリ、永久凍土、植生、山火事などがあります。 産業革命以降、石油、ガス、石炭の集中的な使用、牛肉や乳製品の需要の高まり、食品や有機廃棄物の生産量の増加により、大気中のメタン濃度は2倍以上になっています。 大気中のメタン濃度の上昇は20世紀の終わり近くにかなり鈍化しましたが、おそらく家畜の飼育からの排出量の増加、天然ガスへの新たな依存、そして近年では湿地と世界の結果として、濃度は2006年以降大幅に上昇しています。温暖化。 NASAの新しい3次元のメタンの肖像画は、温室が大気中を移動する際の温室温暖化に世界で2番目に大きな貢献をしていることを示しています。 排出インベントリーと湿地のシミュレーションからの複数のデータセットを高解像度のコンピューターモデルに組み合わせることで、研究者はこの複雑なガスと地球の炭素循環、大気組成、気候システムにおけるその役割を理解するための追加のツールを手に入れました。 新しいデータの視覚化により、地上のメタン源の多様性と、大気中を移動する際のガスの挙動の全体像が構築されます。 クレジット:NASA / Scientific Visualization Studio温室効果ガスとメタンメタンを含む温室効果ガスは、化学反応と気候フィードバックに寄与します。 温室効果ガス分子は、サーマルブランケットのように機能することで太陽エネルギーをトラップします。 太陽からのエネルギーは地球の表面に吸収されますが、このエネルギーの一部は大気に反射されます。 吸収されたエネルギーは、赤外線波長でも再放出されます。 反射されて再放出されたエネルギーの一部は再び宇宙に放出されますが、残りは温室効果ガスによって大気中に閉じ込められます。 時間が経つにつれて、捕獲された熱は私たちの気候を暖め、地球の気温を上昇させます。 私たちの大気中の温室効果ガスは、太陽からの熱を閉じ込める毛布のように機能します。 これにより、温室効果ガスの量が増えるにつれて地球の気温が上昇します。 クレジット:NASA / Jesse Kirsch人間による温度上昇は、天然資源から放出されるメタンに影響を与える可能性があります。 たとえば、永久凍土層は自然に融解してメタンを大気中に放出する可能性がありますが、人間が引き起こした温暖化により、永久凍土層が融解する速度が速くなっています。 メタンは、二酸化炭素に次ぐ世界第2位の地球温暖化の原因です。 二酸化炭素は大気中のメタンよりも豊富ですが、メタンの単一分子は二酸化炭素の単一分子よりも効果的に熱をトラップします。 ただし、メタンの分子の寿命は二酸化炭素の分子よりも短くなります。これは、自然の化学プロセスが二酸化炭素よりも大気からメタンを除去するのが速いためです。 これは、メタン排出量が減少し、メタンの自然な化学的スクラビングが維持された場合、大気中のメタンはわずか10年で劇的に減少する可能性があることを意味します。 大気中に放出されるメタンの量を減らすことは、気候変動の短期的な影響を減らすことに重大かつほぼ即時の影響を与える可能性があり、地球の温度変化を摂氏2度未満に保つことに貢献する可能性があります。 牛がメタンを生成する理由乳牛や肉牛などの牛は、消化の副産物としてメタンを生成します。 牛は反芻動物です。つまり、牛は、新鮮な草や未調理の穀物など、人間や他のほとんどの動物では消化できない食品を処理できるようにする特殊な消化システムを備えています。 食物が牛の胃に入ると、腸内発酵と呼ばれるプロセスを経ます。微生物とバクテリアが食物粒子を部分的に分解し、それがルーメンと呼ばれる胃の部分で発酵します。 食物粒子が発酵するにつれて、それらはメタンを生成します。 牛がげっぷをするたびに、そして、より少ない程度で平らになるたびに、メタンは排出されて大気中に放出され、そこで温室効果ガスとして機能します。 メタンに関する事実:産業革命以来、メタンは地球温暖化の20%を占めています。 2018年には、フードシステムが人為的なGHG排出量全体の33%を占めました。 2015年には、家畜が米国のメタン排出量の10%を占めました。 メタンは、1世紀の間にCO2よりも約30倍強力です。 ヨーロッパと北極圏は、メタン排出量が2000年から2018年に減少した唯一の2つの地域です。 大気中のメタン濃度は過去200年間で2倍以上になっています。 クレジット:NASA / Jesse Kirsch NASAのメタンに対する目メタン濃度はよく観察されていますが、排出量はさまざまな要因に基づいて推測する必要があります。 NASAの科学者は、メタン排出量を追跡するためにさまざまな方法を使用しています。 可能な限り最も正確な推定値を取得するために、彼らは世界中の国々からの排出インベントリーを使用し、湿地のメタン排出量をシミュレートし、大気モデルを使用してこれを地上、空中、衛星データと組み合わせます。 カリフォルニア(および他のいくつかの地域)では、研究者はNASAの空中可視赤外線イメージング分光計–次世代(AVIRIS-NG)を搭載した航空機を操縦し、高度に較正されたデータを収集します。 このデータは、NASA、California Air Resources Board、California Energy Commissionが共同で資金提供しているプロジェクトであるCaliforniaMethane Surveyで使用され、メタンの漏出を迅速に特定して報告します。 アラスカとカナダ北西部では、NASAの研究者が衛星、航空機、フィールドリサーチを使用して、北極圏の北極圏と脆弱性の実験(ABoVE)の一環として永久凍土層の融解によるメタン放出をよりよく理解しています。 研究者たちは、おそらく人間が引き起こした気候変動の結果として、炭素が豊富な永久凍土がますます高い速度で融解していることを発見しました。これにより、北極圏はメタン排出の重要な潜在的発生源になっています。 科学的な推定によると、この地域の土壌は、過去200年間にすべての人間の活動によって排出された炭素の5倍の炭素を貯蔵しています。 NASAの研究者は、ABoVEやCalifornia Methane Surveyなどのミッションからのデータを、メタンが大気中でどのように振る舞うかについての知識と組み合わせて、メタンコンピューターモデルを作成します。 これらのモデルは、科学者や政策立案者が過去、現在、未来の大気中のメタンパターンを理解するのに役立ちます。 メタン排出量の削減に向けた道さまざまな分野の研究者が、世界のメタン排出量を削減するための潜在的な解決策を検討してきました。 たとえば、バイオガスシステムは、家畜、作物、水、食品からの廃棄物をエネルギーに変換することにより、メタン排出量を削減します。 バイオガスは、有機性廃棄物を分解するために埋め立て地で発生するのと同じ自然なプロセスを通じて生成されます。 ただし、バイオガスシステムは、生成されたガスを利用して、温室効果ガスとして大気中に放出するのではなく、クリーンで再生可能で信頼性の高いエネルギー源として使用します。 カリフォルニア大学デービス校のErmiasKebreab教授が主導した研究では、肉用牛の飼料に数オンスの海藻を導入すると、メタン排出量を82%以上削減できることがわかりました。 これらのタイプの技術的および生物学的イノベーションは、意思決定者、牧場主、およびその他の人々に、将来のメタンを管理するためのより多くのオプションを提供する可能性があります。

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