Бихме искали да благодарим на д-р Джоузеф Пур, че предостави основните данни за този анализ, и на д-р Мишел Кейн за обратна връзка относно по-ранните проекти на тази статия.

Както вече показах, има големи разлики във въглеродния отпечатък на различните храни. По-специално говеждото и агнешкото месо имат много по-високи емисии на парникови газове, отколкото алтернативите на пилешко, свинско или растителна основа.

Тези данни показват, че най-ефективният начин за намаляване на въздействието на вашата диета върху климата е да ядете по-малко месо като цяло, особено червено месо и млечни продукти (вж. тук).

Показатели за количествено определяне на емисиите на парникови газове

В този пост искам да проуча дали тези заключения зависят от конкретната метрика, на която разчитаме, за да определим количествено емисиите на парникови газове (ПГ). Може да се твърди, че червеното месо и млечните продукти имат много по-висок отпечатък, тъй като неговите емисии са доминирани от метан - парников газ, който е много по-мощен, но има по-кратък живот в атмосферата от въглеродния диоксид. Досега емисиите на метан доведоха до значително затопляне - с оценки, вариращи от около 23% до 40% от общото количество. 1

В карето в края на тази статия обсъждам по-подробно дебата за показателите за емисиите и третирането на метана. Но тук ще го съкратя:

Тъй като има много различни парникови газове, изследователите често ги обединяват в обща мерна единица, когато искат да направят сравнения. 2 Най-често срещаният начин да направите това е да разчитате на метрика, наречена „еквиваленти на въглероден диоксид“. Това е показателят, приет от Междуправителствената група по изменението на климата (IPCC); и се използва като официален показател за отчитане и определяне на целите в рамките на Парижкото споразумение. 3

„Въглеродният диоксид-еквиваленти“ (CO2eq) обобщава въздействията на всички парникови газове в един показател, използвайки „потенциал за глобално затопляне“. По-конкретно, потенциалът за глобално затопляне в рамките на 100-годишен период (GWP100) - период, който представлява средносрочен и дългосрочен период за политиката в областта на климата.

За да се изчисли CO2eq, трябва да се умножи количеството на всяка емисия на парникови газове по неговата стойност GWP100 - стойност, която има за цел да представи количеството затопляне, което всеки специфичен газ генерира спрямо CO2. Например, IPCC приема стойност на GWP100 от 28 за метан въз основа на обосновката, че отделянето на един килограм метан ще има 28 пъти по-голямо въздействие от затоплянето за 100 години като един килограм CO2. 4

Метанът е краткотраен, CO2 е дълготраен: това затруднява агрегирането

За да се разбере защо конверсионният коефициент от 28 се критикува, трябва да се знае, че различните парникови газове остават в атмосферата за различно време. За разлика от CO2, метанът е краткотраен парников газ. Има много силно въздействие върху затоплянето в краткосрочен план, но бързо се разпада. Това е за разлика от CO2, който може да се задържи в атмосферата в продължение на много векове. 5 Следователно метанът има силно въздействие върху затоплянето в краткосрочен план, но слабо въздействие в дългосрочен план. Това означава, че често има объркване относно това как трябва да определим количествено въздействието на метана върху климата.

Следователно изследователите разработват нови показатели и методи с цел да осигурят по-подробно представяне на потенциала за затопляне на различни газове.

Мишел Кейн, Майлс Алън и колеги от Университета на Оксфорд, Мартин училище, ръководят изследователска програма за замърсителите на климата, която поема това предизвикателство. Д-р Мишел Кейн, един от водещите изследователи в тази област, обсъжда предизвикателствата на показателите за парниковите газове и ролята на нов начин за използване на GWP, който отчита по-краткия живот на метана (наречен GWP *), в статия в Carbon Brief тук.

По-краткият живот на метана означава, че обичайната еквивалентност на CO2 не отразява как влияе на глобалните температури. Така че CO2eq отпечатъци от храни, които генерират висок дял от емисиите на метан - главно говеждо и агнешко месо - не отразяват по дефиниция тяхното краткосрочно или дългосрочно въздействие върху температурата.

Колко големи са разликите със или без метан?

Тогава въпросът е: Тези въпроси за измерването имат ли значение за въглеродния отпечатък на различните храни? Дали големите разлики са само заради метана?

Във визуализацията сравнявам средния глобален отпечатък на различни хранителни продукти, с и без включване на емисии на метан. 6

Както в моя оригинален пост, тези данни са получени от най-големия метаанализ на глобалните хранителни системи до момента, от Джоузеф Пур и Томас Немечек (2018), публикуван в списание Science. 7 Проучването разглежда въздействието на храните върху околната среда в повече от 38 000 търговски жизнеспособни ферми в 119 страни.

Тази диаграма сравнява емисиите в килограми CO2eq, произведени на килограм хранителен продукт.

Червените ленти показват парникови емисии, които бихме имали, ако премахнем метана напълно; сивата лента показва емисиите от метан. Следователно червената и сивата лента са общите емисии, включително метан.

Като пример: средните глобални емисии за един килограм говеждо месо от млечни стада говеждо месо са 100 килограма CO2eq. На метана се падат 49% от емисиите му. Така че, ако премахнем метана, оставащият отпечатък е 51 kg CO2eq (показан в червено).

Както виждаме, емисиите на метан са големи за говеждо и агнешко месо. Това е така, защото добитъкът и агнешкото са това, което наричаме „преживни животни“, в процеса на смилане на храната те произвеждат много метан. Ако премахнем метан, техните емисии ще паднат около половината. Също така има голямо значение за производството на млечни продукти и разумно количество за отглежданите скариди и риба.

Това не важи за растителните храни, с изключение на ориза. Неолющеният ориз обикновено се отглежда в наводнени полета: микробите в тези преовлажнени почви произвеждат метан.

Това означава, че говеждото, агнешкото и млечните продукти са особено чувствителни към това как се отнасяме към метана в нашите показатели за емисиите на парникови газове. Малцина биха спорили, че трябва да премахнем метана изцяло, но, както беше обяснено, има постоянен дебат за това как да се претеглят емисиите на метан - дали сивата лента трябва да се свие или да расте при тези сравнения.

Така че вярно ли е, че червеното месо и млечни продукти имат голям въглероден отпечатък само заради метана? Както показват червените ленти, не е така.

Въпреки че големината на разликите се променя, класирането на различните хранителни продукти не се променя.

Разликите все още са големи. Средният отпечатък на говеждото, с изключение на метана, е 36 килограма CO2eq на килограм. Това все още е почти четири пъти средния отпечатък на пилето. Или 10 до 100 пъти отпечатъка на повечето храни на растителна основа.

Откъде идват неметановите емисии от говеда и агнешко месо? За повечето производители ключовите източници на емисии са поради промени в земеползването; превръщането на торфените почви в земеделие; земята, необходима за отглеждане на храна за животни; управлението на пасищата (включително варуване, торене и напояване); и емисиите от кланични отпадъци.

Какво ще кажете за въздействието на производителите, които не отглеждат добитък върху преобразувана земя? Имат ли нисък отпечатък? В свързаната ни статия разглеждам подробно разпределението на емисиите на парникови газове за всеки продукт, от най-ниските до най-високите емисии. Когато изключим метана, абсолютният най-нисък производител на говеждо месо в този голям глобален набор от данни от 38 000 ферми в 119 страни имаше отпечатък от 6 килограма CO2eq на килограм. Емисиите в този случай са резултат от азотен оксид от оборски тор; машини и оборудване; транспорт на крави до клане; емисии от клане; и хранителни отпадъци (които могат да бъдат големи за прясно месо). 6 килограма CO2eq (без метан), разбира се, е много по-ниско от средното за говеждото месо, но все пак няколко пъти по-високо от повечето храни на растителна основа.

храните

Сравняване на отпечатъците на богати на протеини храни

Възможно ли е подвеждащо сравняването на храни на базата на маса? В края на краищата един килограм говеждо месо няма същата хранителна стойност като един килограм тофу.

Следователно в другата визуализация показвам тези сравнения като въглероден отпечатък на 100 грама протеин. Отново емисиите от метан са показани в сиво; но този път емисиите без метан са показани в синьо.

Резултатите отново са подобни: дори и да изключим метана напълно, отпечатъкът от агнешко или говеждо от млечните стада е пет пъти по-висок от тофу; десет пъти по-висока от фасула; и повече от двадесет пъти по-високи от граха за същото количество протеин.

Теглото, което придаваме на метана, е от значение за големината на разликите във въглеродния отпечатък, които виждаме между хранителните продукти. Това обаче не променя общото заключение: месото и млечните продукти все още са начело в списъка и разликите между храните остават големи.

Допълнителна информация: как да определим количествено емисиите на парникови газове?

Стандартната метрика, използвана за количествено определяне на емисиите на парникови газове, е „еквиваленти на въглероден диоксид“. Това е показателят, приет от Рамковата конвенция на ООН за изменението на климата (UNFCCC); се използва в официалното отчитане и определяне на целите на ПГ от държави и институции; и е най-широко възприетата метрика, използвана в научната литература. Както подчертаха някои изследователи, липсата на данни за оценка на жизнения цикъл, дезагрегирани по газ, може да доведе до загуба на важна информация, която може да ни помогне да разработим по-оптимални стратегии за смекчаване на климата. 8

Какво представляват еквивалентите на въглероден диоксид? Въглеродният диоксид (CO2) е най-важният парников газ, но не единственият - газове като метан и азотен оксид също са двигател на глобалното затопляне. Въглеродният диоксид-еквиваленти (CO2eq) се опитват да обобщят всички въздействия от затоплянето на различните парникови газове заедно, за да дадат единна мярка за общите емисии на парникови газове. Две неща правят това по-сложно: газовете имат различни „силни страни“ на затопляне; и газовете се задържат за различно време в атмосферата.

За да превърнем газове, които не са СО2, в техните еквиваленти на въглероден диоксид, ние умножаваме тяхната маса (напр. Изхвърлени килограми метан) по техния „потенциал за глобално затопляне“ (GWP). GWP измерва въздействието на затоплянето на газ в сравнение с CO2; основно измерва „силата“ на парниковия газ, осреднена за избран времеви хоризонт. Стандартният начин да се направи това е да се оцени GWP за 100-годишен мащаб (GWP100). GWP100 е счетоводната метрика, приета от Междуправителствената група за изменение на климата (IPCC) в насоките за инвентаризация, въпреки че техният доклад за пета оценка (AR5) не препоръчва изрично използването му. Глава 8 от този доклад описва както GWP, така и глобалния потенциал за промяна на температурата (GTP) като примери за различни показатели, които са полезни в зависимост от зададения въпрос.

Стойността на GWP100 за метан от AR5 е 28 (или 34, ако са включени процеси за обратна връзка с климата). 9 Това означава, че отделянето на един килограм метан създава 28 пъти по-голямо количество затопляне като средно един килограм CO2 през следващите 100 години. Но това не отчита факта, че метанът е краткотраен парников газ. Оказва силно затоплящо въздействие при първото му излъчване, но това затоплящо въздействие намалява през следващите десетилетия. Докато, ако излъчите същото количество CO2, то може да продължи векове.

Следователно използването на този показател GWP100 може да представи погрешно въздействието на краткотрайни газове като метан в двете посоки. 10 Той подценява краткосрочното затопляне: въздействието на затопляне на метана, когато се отделя за първи път и през следващите години е много по-високо от стойността ‘28’, определена от GWP100. Ето защо някои хора твърдят, че трябва да използваме стойност, която представлява потенциала за глобално затопляне в продължение на 20 години (GWP20), тъй като дава по-добра индикация за краткосрочното затопляне. IPCC отчита стойност на GWP20 от 84 за метан (86, ако са включени обратни връзки). Други твърдят, че GWP100 надценява дългосрочните въздействия на метана; метанът, излъчен днес, няма да бъде след около век. Тези разлики се отразяват от големите промени в GTP през различните времеви хоризонти. Стойността на GTP100 за метан е 4, докато GTP20 е 67.

Това затруднява съгласуването на тези затоплящи въздействия в една метрика. И изборът ни на метрика може да окаже влияние върху начина, по който даваме приоритет на стратегиите за намаляване на парниковите газове: първо ли се насочваме към силни, но краткотрайни газове като метан? Това може да забави затоплянето в краткосрочен план - разумен аргумент, ако сме загрижени за наближаване на температурно-индуцираните точки на връх Или вместо това се фокусираме върху постоянните емисии на CO2, които ще бъдат основният двигател на дългосрочните температурни въздействия?

Някои изследователи са разработили нови методи, които имат за цел да осигурят по-близко представяне на действителната температурна реакция към различни газове. Майлс Алън, Мишел Кейн и колеги от университета в Оксфорд „Мартин Школа” ръководят изследователска програма за замърсителите на климата, които гледат директно на това предизвикателство.

Те предложиха нов начин за представяне на краткотрайните емисии на парникови газове - GWP * - който има за цел да бъде по-представителен за реакцията на затопляне. 11, 12 Д-р Мишел Кейн, един от водещите изследователи в тази област, обсъжда предизвикателствата на показателите за парниковите газове и ролята на нова метрика на GWP * в статия в Carbon Brief тук.

GWP * се използва за изчисляване на еквивалентни на затопляне на CO2 емисии, което отразява, че (а) нарастващите емисии на метан биха незабавно повишили глобалната температура, (б) бързо намаляващите емисии на метан незабавно биха намалили глобалната температура и (в) постепенно намаляване на метана емисиите биха стабилизирали глобалната температура, приписвана на метана. Сценариите (b) и (c) са много различни от CO2, тъй като бързото или постепенно намаляване на емисиите на CO2 води до по-нататъшно повишаване на глобалната температура (само скоростта на повишаване на температурата се забавя).

Това е изследвано по-нататък в намерена кратка бележка за училище в Оксфорд Мартин тук, и неотдавнашната публикация на изследователите Джон Линч, Мишел Кейн, Реймънд Пиерхумбер и Майлс Алън (2020). 13

Крайни бележки

Etminan et al. (2016) изчислява радиационното принудително изменение на концентрацията на метан от 1750 до 2011 г. на 0,62 вата на метър на квадрат. Общият радиационен натиск за този период се изчислява на 2,75 вата на метър на квадрат. Следователно метанът е отговорен за 23% [0,62/2,75 * 100] от затоплянето.

Тези 23% се посочват и от глобалния бюджет за метан. Той също така признава, че общото му въздействие вероятно ще бъде по-голямо, след като включим процеси на обратна връзка за други форсинг: CH4 допринася за производството на озон, водни пари в стратосферата и CO2 и най-важното засяга собствения му живот. Докладът на IPCC AR5 предполага, че излъчването на радиация от метан от 1750 до 2011 г. е 0,97 Wm 2 - около 40% от общото принудително въздействие от 2,29 Wm 2 .

Myhre, G., D. Shindell, F.-M. Bréon, W. Collins, J. Fuglestvedt, J. Huang, D. Koch, J.-F. Lamarque, D. Lee, B. Mendoza, T. Nakajima, A. Robock, G. Stephens, T. Takemura и H. Zhang, 2013: Антропогенна и естествена радиационна сила. В: Изменение на климата 2013: Основата на физическата наука. Принос на работна група I към петия доклад за оценка на междуправителствения комитет по изменението на климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex и P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Кеймбридж, Великобритания и Ню Йорк, Ню Йорк, САЩ.

Въглеродният диоксид, метанът и азотният оксид са най-често обсъжданите парникови газове, но този списък включва също хлорфлуорвъглеводороди, хидрофлуоровъглеводороди, перфлуорвъглеводороди, серен хексафлуорид, озон и водни пари.

IPCC, 2013: Изменение на климата 2013: Основата на физическата наука. Принос на работна група I към петия доклад за оценка на междуправителствения комитет по изменението на климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex и P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom и New York, NY, USA, 1535 pp.

Тази стойност на GWP100 за метана е 34, ако са включени отзиви за климатичните промени.

На повечето парникови газове се присвоява оценка за целия живот - това измерва колко дълго ще отнеме „импулс“ на този газ, изпуснат в атмосферата, до около една трета (0,368 (= 1/e)) от първоначалната му стойност. CO2 е газ, за ​​който е трудно да се присвои единична стойност през целия живот: това е така, защото има много сложни биогеохимични процеси и цикли, които могат да отстранят CO2 от атмосферата. Повечето оценки попадат в диапазона от 100 до 300 години, но това може да варира от десетилетия до хиляди години.

Данните представляват средните глобални емисии за всеки хранителен продукт. Това може да бъде доста различно от средния отпечатък - който представяме тук - когато има значително количество изкривяване в данните. Данните за отпечатъка на хранителните отпечатъци могат да възникнат, когато въздействията са доминирани от малък брой производители с голямо въздействие.

IPCC, 2013: Изменение на климата 2013: Основата на физическата наука. Принос на работна група I към петия доклад за оценка на междуправителствения комитет по изменението на климата [Stocker, T.F., D. Qin, G.-K. Plattner, M. Tignor, S.K. Allen, J. Boschung, A. Nauels, Y. Xia, V. Bex и P.M. Midgley (eds.)]. Cambridge University Press, Cambridge, United Kingdom и New York, NY, USA, 1535 pp.

Balcombe, P., Speirs, J. F., Brandon, N. P., & Hawkes, A. D. (2018). Емисии на метан: избор на правилната климатична метрика и времеви хоризонт. Наука за околната среда: процеси и въздействия, 20 (10), 1323-1339.

Повторно използвайте нашата работа свободно

Можете да използвате всичко, което намерите тук, за собствени изследвания или писане. Ние лицензираме всички класации под Creative Commons BY.