Drivhusgassen metan

Biolog Morten Jødal, forfatter av Miljømytene, hevder på sin blogg at metan er irrelevant som klimagass.

Det kan være på sin plass å sammenlikne Jødals utgreiinger med det som mer konvensjonelt sies om metan.

Som et utgangspunkt er det da greit å starte med plott som viser hvor mye strålingsenergi et fast stoff  (som jordoverflaten) sender ut avhengig av bølgelengde, den såkalte Planck-fordelingen.

Utstrålt energi fra et legeme med temperatur omtrent 15 °C. x-aksen er bølgelengde i µm (mikrometer), y-aksen er relativ intensitet.

Figuren viser at strålingen er mest intens rundt 10–11 µm. Energien fordeler seg med en halvpart på hver side av omtrent 15 µm. 99 % av energien ligger i området 4,6–102 µm, mens 95 % av energien ligger i området 5,8–57 µm.

Jødal tar ikke hensyn til dette i sin figur. Han tar med bølgelengder som er kortere enn det interessante området, men dropper omtrent halvparten av energien ved å kutte alt over 15 µm. Dette får likevel ikke vesentlig betydning for hans argumentasjon; det er metan-linjen rett under 8 µm som er den relevante, mens den litt over 3 µm kan ignoreres, og det er ingen kraftige metan-linjer over 15 µm.

Jødal opplyser at det er 1–2 % vanndamp i atmosfæren. Det er en tilsnikelse, for andelen vanndamp er sterkt temperatur-avhengig, og avtar derfor fort oppover i atmosfæren. Dette til forskjell fra CO2 og metan som er «godt blandet» og har omtrent samme andel i hele atmosfærens høyde.

Drivhusgassene er viktige fordi de styrer fra hvilken høyde varmestråling unnslipper til verdensrommet. For de aller fleste bølgelengder er det et godt stykke opp i atmosfæren. Skal vi sammenlikne metan og vanndamp som drivhusgasser blir det ikke riktig å bruke konsentrasjonen ved overflaten.

HITRAN er en offentlig tilgjengelig database over de spektroskopiske egenskapene til mange gasser. Fra nettstedet kan man også laste ned et Python program som kan brukes til å gjøre enkle beregninger, f.eks. hvor mye stråling som slippes gjennom en viss tykkelse gass.

Som en illustrasjon har jeg brukt modellen til å beregne hvor mye stråling som går gjennom 1 km atmosfære med én drivhusgass om gangen. Trykket er satt til 0,5 bar og temperaturen til 270 K, som omtrentlig svarer til forholdene 5 km oppe.

Transmisjon av stråling gjennom en atmosfære bestående av 1,85 ppm metan og for øvrig ikke-drivhusgasser slik at trykket er 0,5 bar. y-verdi 1 betyr at alt går gjennom, 0 betyr at ingenting går gjennom.

Transmisjon av stråling gjennom en atmosfære bestående av 0,2 % vanndamp og for øvrig ikke-drivhusgasser slik at trykket er 0,5 bar.

Man ser at vanndamp gjør et mye større innhogg i strålingen enn metan. Området 8-12 µm benevnes «det atmosfæriske vindu» fordi verken vanndamp eller andre drivhusgasser stopper særlig stråling der (med et lite unntak for ozon).

Legger vi vanndampfiguren oppå metan-figuren, ser vi at det er stort overlapp:


Metan legger seg på flanken inn mot «det atmosfæriske vindu», og dekkes godt av vanndampens bidrag.

Så da har vel Jødal rett? Metan er irrelevant? Men hvorfor sier da vitenskap og media noe annet?

Det er to poenger her:

  • For det første, siden vanndampbidraget ikke er mettet, vil metan bidra selv om andelen er mindre enn for vanndamp
  • For det andre, det er mye detaljstruktur i spektrene

La oss zoome inn litt:


Saken er klar: På denne skalaen ser en at metan gjør innhogg for bølgelengder hvor vanndamp slipper så å si alt gjennom.

I tillegg kommer at den enkle modellen fra HITRAN, med konstante egenskaper over en gitt lengde, blir for enkel. Den kan og bør brukes for å få forståelse, men ikke til å modellere atmosfæren. For man må modellere hvordan vanndampen avtar med høyden, og man må ta hensyn til hvordan spektrene for vanndamp og metan forandrer seg når trykk og temperatur endrer seg.

Regnestykket blir rimelig komplisert – men det er gjort, naturligvis. To norske fagfolk var sterkt involvert i en publikasjon i 1998 som fortsatt siteres mye, og som stemmer med det som sies i IPCC’s siste rapporter (se f.eks. Figur 8.17 i Working Group 1 rapporten fra 2013):

CO2 er den viktigste drivhusgassen, men metan må definitivt regnes med!

Og her må jeg vel umiddelbart presisere, egentlig er vanndamp den viktigste drivhusgassen, men CO2 er den viktigste av de som påvirkes direkte av menneskelig aktivitet.

Det hører også med til historien at metan har kort levetid i atmosfæren – den «brenner opp» etter noen få år og blir til CO2 og vanndamp. Dette gir et ekstra vanndampbidrag i den øvre del av atmosfæren som ikke er neglisjerbart.


Animasjonen under viser hele metan-linjen. Lyseblå skravering viser hvor metans bidrag er større enn vanndampens (man kan selvsagt ikke glemme metans bidrag når det er mindre enn vanndampens heller! Beregningen er gjort i den litt tilfeldige valgte HITRAN modellen over: 1 km veilengde rundt 5 km høyde)


Dette innlegget ble publisert i Klima. Bokmerk permalenken.

Legg igjen en kommentar