title: Consideration of methane emissions in the modelling of ozone concentrations in chemical transport models
title: Consideration of methane emissions in the modelling of ozone concentrations in chemical transport models
titleType: AlternativeTitle
Creators: name: Butler, Tim
name: Leitao, Joana
name: Lupascu, Aurelia
Publisher: name: Umweltbundesamt
Year: 2020
Subjects: subject: Methan
subject: Ozon
subject: Ozongehalt
subject: methane
subject: ozone
subject: ozone formation
subject: methane emissions
subject: oxidation of methane
subject: Chemie-Transport-Modellierung
subject: Methanemissionen
subject: Emissionen
subject: Methanoxidation
subject: Ozonkonzentration
subject: Luft
subject: Air

description: Methan ist ein besonders wirksames Treibhausgas sowie ein Vorläufer von bodennahem Ozon, einem Schadstoff, der die menschliche Gesundheit und Ökosysteme belastet. Die Methankonzentrationen sind derzeit etwa dreimal höher als in vorindustriellen Zeiten und steigen weiter an. Eine genaue Abschätzung der Folgen erfordert hochwertige Modellierungswerkzeuge und gute Emissionsdaten. Wir haben die Behandlung von Methan in einer Auswahl von repräsentativen und verbreitet benutzten Modellen untersucht. Drei Modellen im regionalen Maßstab und einem Modell im globalen Maßstab wurden ausgewählt, mit einem besonderen Fokus darauf, wie die Behandlung von Methan die Ozonproduktion beeinflusst. Die weltweiten Methanemissionen, insbesondere aus natürlichen Quellen, sind nach wie vor mit erheblichen Unsicherheiten behaftet. Die hier untersuchten Modelle stützen sich nur begrenzt auf Methanemissionsdaten, sondern passen die modellierten Methankonzentrationen so an, dass sie mit den Beobachtungen übereinstimmen. Aufgrund der relativ langen Lebensdauer von Ozon in der Troposphäre müssen alle Modelle Informationen über die Ozonproduktion aus Methan im globalen Maßstab enthalten. Basierend auf vorhandenen Modelldatensätzen haben wir den Beitrag von Methan zum jährlichen durchschnittlichen bodennahen Ozon in Deutschland auf 20 ÎÌg/m3 quantifiziert, wobei nur 3,2 ÎÌg/m3 davon auf die Oxidation von Methan im europäischen Raum zurückzuführen sind. Zukünftige Arbeiten sollten sich auf den Vergleich alternativer Methoden zur Quellenzuordnung von Ozon konzentrieren, einschließlich des Beitrags verschiedener Ozonvorläufer zu politisch relevanten Expositionsmetriken. Bei der Simulation von bodennahem Ozon bestehen weiterhin große Unterschiede zwischen den Modellen. Ein besseres Verständnis dieser Unterschiede ist für eine genauere Simulation von bodennahem Ozon weiterhin erforderlich. Quelle: Forschungsbericht
description: Methane is a powerful greenhouse gas as well as a precursor of ground-level ozone, a pollutant which is damaging to the health of both humans and ecosystems. Methane concentrations are currently about 3 times higher than in pre-industrial times, and are still rising. Accurate assessment of the consequences requires high quality modelling tools along with good emission data. We systematically examine the treatment of methane in a representative selection of widely-used models: three regional-scale models and one global-scale model, with a special focus on how this treatment of methane influences the production of ozone. There is still considerable uncertainty about global methane emissions, especially from natural sources. None of the models studied here rely exclusively on methane emission data, but rather adjust their modelled methane concentrations to be consistent with observations. Due to the relatively long lifetime of ozone in the troposphere, all models must include information about ozone production from methane at the global scale. Based on existing model datasets, we quantify the contribution of methane to annual-average surface ozone in Germany at 20 ÎÌg/m3, with only 3.2 ÎÌg/m3 of this due to oxidation of methane in the European region. Future work should focus on intercomparison of alternative methods for source attribution of ozone, including the contribution of different ozone precursors to policy-relevant exposure metrics. Large inter-model differences remain in the simulation of ground-level ozone. A better understanding of these differences is still required for more accurate simulation of ground-level ozone. Quelle: Forschungsbericht
description: Methan ist ein besonders wirksames ⁠Treibhausgas⁠ sowie ein Vorläufer von bodennahem Ozon, einem Schadstoff, der die menschliche Gesundheit und Ökosysteme belastet. Die Methankonzentrationen sind derzeit etwa dreimal höher als in vorindustriellen Zeiten und steigen weiter an.Aufgrund der relativ langen Lebensdauer von Ozon in der ⁠Troposphäre⁠ müssen Chemie-Transport-Modelle Informationen über die Ozonproduktion aus Methan im globalen Maßstab enthalten. Basierend auf vorhandenen Modelldatensätzen wurde der Beitrag von Methan zum bodennahen Ozon in Deutschland auf durchschnittlich 20 µg/m³ quantifiziert, wobei davon nur etwa 3 µg/m³ auf die Oxidation von Methan im europäischen Raum zurückzuführen sind.Zukünftige Arbeiten sollten sich auf den Vergleich alternativer Methoden zur Quellenzuordnung von Ozon konzentrieren. Bei der Simulation von bodennahem Ozon bestehen weiterhin große Unterschiede zwischen den Modellen. Ein besseres Verständnis dieser Unterschiede ist für eine genauere Simulation von bodennahem Ozon weiterhin erforderlich. Ein relevantes Senken des Beitrages von Methan zur Bildung bodennahen Ozons erfordert globales Handeln.