Utsläppen av kväveoxid, ett Superförorenande klimat, stiger snabbt på en värsta Fallbana

utsläpp av kväveoxid, ett superförorenande klimat som är hundratals gånger kraftigare än koldioxid, stiger snabbare än tidigare trott-i en takt som inte bara hotar internationella mål för att begränsa den globala uppvärmningen, men överensstämmer med en värsta fallbana för klimatförändringar, föreslår en ny studie.

resultaten, rapporterade onsdagen i tidskriften Nature, understryker behovet av stark klimatpolitik som inte enbart fokuserar på koldioxid, den dominerande växthusgasen.

studien, utan tvekan den mest omfattande bedömningen av den globala kvävecykeln som någonsin genomförts, fann att kväveoxidutsläpp (N2O) orsakade av mänskliga aktiviteter har ökat med 30 procent sedan 1980. Dessa utsläpp, varav mer än två tredjedelar kommer från jordbruket, står för nästan hälften av all kväveoxid som släppts ut under det senaste decenniet, medan resten kommer från naturliga ekosystem.

dikväveoxid är den tredje viktigaste växthusgasen efter koldioxid och metan och ansvarar för ungefär 7 procent av den globala uppvärmningen sedan förindustriella tider. Det är nästan 300 gånger mer potent vid uppvärmning av planeten än koldioxid, vilket innebär att även små utsläppskällor kan ha en stor inverkan på klimatet.

dikväveoxid är också den största bidragsgivaren till atmosfärisk ozonnedbrytning som inte kontrolleras av Montrealprotokollet, ett internationellt avtal som utvecklades på 1980-talet för att fasa ut ozonnedbrytande kemikalier genom obligatoriska utsläppsminskningar. Vissa politiska experter säger att avtalet nu bör utvidgas till att omfatta kväveoxid.

utsläpp som rapporteras i den aktuella studien är i linje med eller något högre än ett ”värsta fall” utsläppsscenario av FN: s mellanstatliga Panel för klimatförändringar.

ett sådant scenario förutsätter att tillväxten i kraftproduktion av fossila bränslen och användningen av kvävebaserat gödselmedel, drivkraften för utsläpp av kväveoxid som orsakas av människor, fortsätter med oförminskad styrka.

i värsta fall skulle världens medeltemperatur stiga med cirka 4,3 grader Celsius över förindustriella tider, långt högre än gränsen på 1,5 till 2 grader Celsius av uppvärmning som riktas mot Paris Klimatavtal.

”nuvarande kväveoxidutsläpp är inte hållbara”, säger Hanqin Tian, chef för International Center for Climate and Global Change Research vid Auburn University och studiens huvudförfattare. ”Siffrorna är mycket stora, och ökningarna är mycket snabba.”

studien tittade på både naturliga och mänskliga orsakade eller ”antropogena” källor till kväveoxidutsläpp samt naturliga ”sänkor” biokemiska processer som bryter ner kväveoxid. Studien kombinerade” bottom-up ”- inventeringar, uppskattningar av kända kväveoxidutsläpp, med” top-down ” – bedömningar baserade på mätningar av kväveoxidkoncentrationer i atmosfären, från 1980-2016. Var och en av de senaste fyra decennierna hade högre N2O-utsläpp än det föregående decenniet med en del av den högsta tillväxten i Brasilien, Kina och Indien där det har skett stora ökningar av växtproduktion och boskap.

att begränsa kväveoxidutsläpp är svårt eftersom de allra flesta antropogena utsläpp drivs av användningen av kvävebaserat gödselmedel, som avger kväveoxid när den bryts ner i jorden om den inte tas upp av växter. Jordbrukare världen över är beroende av kvävegödsel för att öka växtproduktionen.

men effektivare användning av gödselmedel kan begränsa kväveoxidutsläpp. N2O-utsläppen från jordbruket i Europa minskade med 21 procent mellan 1990 och 2010 som svar på jordbrukspolitiken som gynnar optimering och minskning av gödselanvändningen, enligt studien. Politiken, känd som ”nitratdirektivet”, utvecklades för att skydda europeiska vatten från kväveföroreningar, vilket orsakar algblomningar och ”döda zoner” i sötvatten och marina miljöer och uppstår när för mycket kvävegödsel eller gödsel används.

Tian säger att politiken kan fungera som en modell för andra regioner.

” folk tror att livsmedelsproduktion och kväveoxidutsläpp strider mot, men den europeiska erfarenheten ger hopp om att vi kan öka livsmedelsproduktionen men också minska N2O-utsläppen,” sade Tian.

David Kanter, professor i miljöstudier vid New York University, sa att kväveföroreningar fortfarande är en viktig fråga i Europeiska vatten och unionens regleringspolitik skulle vara svår att replikera någon annanstans.

”EU-systemet har varit delvis framgångsrikt men inte en fullständig framgångshistoria”, säger Kanter, vice ordförande för International Nitrogen Initiative, en insats som syftar till att optimera fördelarna med kväveanvändning i livsmedelsproduktion och samtidigt minimera dess negativa miljöpåverkan. ”Det kommer verkligen att bero på andra länders regleringsstatus. Gårdslobbyn, som är en av de mäktigaste politiska krafterna, särskilt i utvecklingsländerna, gör det verkligen svårt att reglera.”

Kanter noterade att kväveoxid är den största återstående orsaken till ozonnedbrytning och varnade för att om utsläppen fortsätter att öka, kan de undergräva årtionden långa ansträngningar för att återställa det så kallade ”ozonhålet” enligt Montrealprotokollet.

”det finns några framgångshistorier, men totalt sett är det inte en rosig bild”, sa Kanter. ”Det här är en väckarklocka.”

antropogena utsläpp av kväveoxid kan faktiskt vara något högre än de som rapporterats i den aktuella studien. Elva adipinsyraanläggningar i Kina, kemiska anläggningar som gör en viktig ingrediens i nylon och polyuretan, släpper sannolikt ut hundratusentals ton kväveoxid per år trots bevisad lågkostnadsminskningsteknik som kan minska 95 procent eller mer av de totala utsläppen, enligt en nyligen InsideClimate News-undersökning.

undersökningen visade att kväveoxidutsläpp från adipinsyraanläggningar i Kina kan motsvara växthusgasutsläppen på cirka 25 miljoner bilar, mer än alla bilar i Kalifornien, Peking och Shanghai tillsammans.

den nya studien i Nature använder utsläppsinventeringar som antar att de flesta av anläggningarnas utsläpp minskar. Intervjuer med anläggningsoperatörer, regeringstjänstemän och externa experter tyder dock på att minskningsteknik som tidigare installerades under ett internationellt utsläppshandelsprogram kan ha upphört när finansieringen för programmet torkade upp.

om den stora majoriteten av utsläppen från växterna inte minskar kan Globala antropogena utsläpp av kväveoxid vara ungefär två procent högre än vad som anges i studien.

Wilfried Winiwarter, en senior forskare om växthusgaser med International Institute for Applied Systems Analysis, baserat i Laxenburg, Österrike och en medförfattare, sa att viss osäkerhet fortfarande är relaterad till utsläpp från de kinesiska växterna och den högre siffran ”kan inte uteslutas.”

Winiwarter sa att ökningen inte skulle väsentligt förändra resultaten av den nuvarande bedömningen, men kan erbjuda en möjlighet att hoppa på utsläppsminskningar.

”vi bör börja där det är lättast möjligt, och det är här det är lättast möjligt”, sa Winiwarter om eventuella utsläppsminskningar vid adipinsyraanläggningar. ”Du har ett dussin eller mindre växter som måste utrustas. Detta är lätt att göra.”

klimatpolitiska förespråkare sa att den aktuella studien ger större tydlighet om enorma globala kväveoxidutsläpp och understryker behovet av beslutsamma åtgärder för att minska utsläppen.

”studien hjälper till att bygga grunden för en global plan för att minska N2O-utsläppen till hållbara nivåer”, säger David Doniger, en senior strategisk chef med Natural Resources Defense Council.

Doniger och andra sa att det bästa sättet att minska utsläppen av kväveoxid är genom Montrealprotokollet, ett bindande internationellt avtal som har visat sig vara mycket framgångsrikt för att minska andra föroreningar som bryter ut Atmosfäriskt ozon och värmer planeten.

tillsats av dikväveoxid skulle fortsätta att avsevärt utöka protokollets omfattning, som nyligen ändrades för att inkludera fluorkolväten (hfc), kemiska köldmedier som är både ozonnedbrytande och potenta växthusgaser.

att tillsätta kväveoxid skulle kräva ett brett internationellt stöd, men om det godkänns skulle det ge ett starkare regelverk för utsläppsminskningar än Paris Klimatavtal, vilket är frivilligt.

Durwood Zaelke, ordförande för Institute for Governance & hållbar utveckling, sade att den höga utsläppshastigheten som rapporterats i studien och ”klimatnödsituationen” som står inför planeten, är ytterligare motivering för Montrealprotokollet att börja reglera kväveoxid.

”det kan röra sig snabbt och det har varit effektivt med nästan 100 kemikalier som det har kontrollerat tidigare”, sa Zaelke. ”Du måste sätta dina bästa spelare i spelet, och om vi försöker lösa klimatförändringar är den bästa spelaren Montrealprotokollet.”