Large lakes’ methane release to the atmosphere : A study of three Swedish lakes’ spatial variation of diffusion and ebullition

Sedan förindustriell tid har atmosfärens metankoncentration ökat med 150 % vilket bidragit och fortsätter att bidra till en global medeltemperaturökning. En stor andel av metanet släpps ut från sjöar, detta trots att sjöar utgör en liten del av jordens yta. Av den totala sjöarealen utgör stora sjöar en betydande del men trots detta har tidigare studier främst utgått från små sjöar. Det finns osäkerheter kring metanutsläppen och hur väl den rumsliga variationen både mellan och inom sjöar representeras av den data som finns. För att få mer representativa data behöver fler studier göras på stora sjöars metanutsläpp. Även variationen inom och mellan stora sjöar behöver undersökas på samma sätt som man tidigare har gjort i små sjöar. Syftet med denna studie var att undersöka rumsliga variationer av olika metanutsläpp både inom och mellan tre olika typer av stora svenska sjöar. Studien gjordes på Roxen, Vättern och Glan under två veckor i juni och två veckor i augusti 2018. Flödesmätningar av ebullition och diffusion gjordes med hjälp av kammare. Majoriteten av mätningarna gjordes över 24 timmar på olika djup samt olika delar av sjöarna. Vid varje flödesmätning samlades även prover in för vattnets metankoncentration, vilket diffusionen är beroende av. Med hjälp av data av vattnets metankoncentration och metanflödet kunde även möjligheten till gasutbyte undersökas. För att sammanställa och analysera hur skillnader såg ut mellan olika flödesmätningar samt koncentrationen av metan i sjöarna, i relation till djup, användes lådagram, sambandsdiagram, statistiska jämförelsetester och korrelationsanalys. Resultaten visade stor variation mellan de stora sjöarnas metanflöden då Vättern hade väldigt låga flöden i jämförelse med Roxen och Glan. Inom sjöarna har ingen skillnad i metanflöden säkert kunnat konstateras. Vattnets metankoncentration varierade både inom och mellan vissa sjöar. Samtliga skillnader i metanflöden och koncentrationer mellan sjöarna kan bero på djupskillnader då signifikanta korrelationer har hittats. Statistiskt signifikanta korrelationer har även hittats för vattnets metankoncentration och djup inom Roxen och Glan.Since preindustrial times the atmosphere's methane concentration has risen by 150% which has contributed and continue to contribute to global temperature increase. A big part of methane is released by lakes, even though lakes cover a small part of the earth's surface. Of the total lake area, large lakes make up for a substantial part but despite this, previous studies have primarily been based on small lakes. There are also uncertainties regarding methane release and how well the spatial variation both within and between lakes is represented by the available data. To acquire more representative data, more studies need to be made on methane release from large lakes. Also, the variation within and between large lakes must be studied in the same way as have previously been done in small lakes. The aim of this study was to examine spatial variations of methane release both within and between three large lakes of different types. The study was made on Roxen, Vättern and Glan during two weeks in June and two weeks in August 2018. Flux measurements of ebullition and diffusion were made using chambers during 24 hours on different depths and different parts of the lakes. At every flux measurement, a sample was taken of the water's methane concentration, which diffusion is dependent upon. Using the water's methane concentration and the methane flux, the possibility for gas exchange could also be studied. To compile and analyse how differences between different flux measurements as well as the water's methane concentrations in the lakes, in relation with depth, boxplots, scatterplots, statistical comparisons tests and correlation analysis were used. The results show large variation in methane fluxes between the large lakes as Vättern had very low fluxes in comparison with Roxen and Glan. No confident difference in methane fluxes could be found within the lakes. The water's methane concentration varied both within and between some of the lakes. All differences in methane fluxes and concentrations between the lakes could be because of difference in depth as significant correlations have been found. Statistically significant correlations have also been found between the water's methane concentration and depth within Roxen and Glan