研究发现,热带地区对全球甲烷浓度的增加贡献最大。
利用日本碳监测卫星的甲烷观测数据,中国科学院大气物理研究所等单位的研究人员对2010至2019期间的甲烷排放进行了深入研究。他们发现从2010年到2019年,热带陆地的甲烷排放对全球甲烷浓度增加的贡献超过80%,并首次提出海洋表面温度的变化可以用来预测全球大气甲烷的变化。相关研究成果于3月16在线发表在Nature-Communication上。
甲烷在自然界中分布广泛,是天然气和沼气的主要成分。甲烷排放源主要分为人为源和自然源,其中人为源主要包括煤炭和油气开采、农业生产、牲畜和垃圾填埋等。自然资源包括湿地、内陆淡水、生物质燃烧、地质渗漏和冻土。
除了二氧化碳,甲烷是导致全球变暖的第二大人为因素。相比二氧化碳在大气中百年左右的滞留时间,甲烷的“寿命”要短得多,其生命周期只有8-11年。
然而,甲烷是一种温室气体,对大气的影响比二氧化碳更大。与二氧化碳相比,同样质量的甲烷引起的变暖强度要远远高于二氧化碳。
“在20年的时间尺度内,甲烷导致的变暖强度是二氧化碳的84倍。”论文作者之一、中国科学院大气物理研究所研究员刘一表示,因此,与控制二氧化碳相比,减少甲烷排放可以在短时间内达到抑制全球变暖的目的。
自工业革命以来,大气中甲烷的浓度增加了一倍多,甲烷增加一倍导致的温室效应对全球变暖的贡献约为20%。
热带地区是甲烷排放的主要来源,其甲烷排放量约占全球总排放量的60%。但“我们发现2010-2019年热带地区甲烷排放对同期全球大气甲烷浓度增长变化的贡献可达84%。”刘一强调说。
同时,“如何利用现有的观测和预报方法预测大气甲烷浓度的变化?这个问题比较难,这方面还是研究的薄弱环节。”刘一指出。
利用日本碳监测卫星(GOSAT)甲烷柱浓度反演数据和温室气体地面监测网(NOAA/GML)甲烷浓度站观测数据,结合碳同化模型,研究人员首次发现海洋表面温度变化与热带南美和中非甲烷排放变化之间存在很强的季节相关性。
“我们认为,目前的海温预报可以用来帮助预测全球大气甲烷的变化。”论文第一作者、英国爱丁堡大学地球科学学院冯亮博士说。
甲烷排放在中国温室气体减排总体格局中占有重要地位。但是,“目前国际上对中国甲烷排放及其变化还没有一个统一的认识。未来,研究团队将进一步利用多平台观测数据,提供更加准确的中国甲烷排放评估结果,为中国实现‘双碳’目标提供科技支撑。”刘一说。