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在Bakken页岩地层中泵入石油时,天然气被燃烧掉。资料来源:Jim West / Alamy Stock Photo E1MT0N
天然气被爆炸,因为油被泵入Bakken Shale Cloction - 北达科他州沃特福德市。 资料来源:Jim West / Alamy Stock Photo
温室气体和气溶胶
2020年7月14日23:01

科学家们担心全球甲烷排放量创历史新高

罗伯特在筹划

罗伯特在筹划

14.07.2020 | 11:01pm
温室气体和气溶胶 科学家们担心全球甲烷排放量创历史新高

一个国际科学家团队称,全球甲烷排放量已达到“有记录以来的最高水平”。

这一发现来自于最新的全球甲烷预算这是一个评估全球甲烷来源和排放的国际合作项目。

他们2017年的估计 - 已经产生了全面预算的最近一年 - 显示年度全球排放达到近600万吨。这比2000-06平均值高出9%。

研究人员表示,到2019年底,大气中的甲烷浓度达到了约1875 ppb,是工业化前水平的2.5倍多。

对不同来源进行分类后,该预算显示,来自“农业和废物部门以及化石燃料部门的排放量增加,可能是全球排放量增加的主要原因”。研究人员说,这突出了“在这两个领域需要更有力的缓解”。

这项研究还表明“到目前为止没有证据表明北极的甲烷释放在增加”。另一位科学家告诉碳简报,这一“关键”发现意味着“我们还没有被大量的反馈搞糊涂”,这些反馈可能会使实现1.5摄氏度和2摄氏度的变暖限制更加困难。金宝搏bet188

甲烷的预算

甲烷是一种温室气体是人类导致全球变暖的第二大因素,仅次于二氧化碳。每单位质量,甲烷是84-86倍比二氧化碳强超过20年,是100年的28-34倍。

全球甲烷预算提供了一种追踪甲烷排放的来源,以及通过温室气体吸收多少的方法。”“,因此,在大气中留下了多少。

甲烷预算是全球碳项目(GCP),国际研究计划的倡议,目标是“开发全球碳循环的完整画面”。GCP成立于2001年,提供了一个年度更新关于全球碳排放。

对于甲烷,“情况有点复杂”,解释道博士Marielle Saunois他是麻省理工学院的助理教授凡尔赛大学圣昆汀分校他领导着全球甲烷预算。索诺伊斯对碳简报说金宝搏bet188美国地球物理联盟2019年12月秋季会议并通过电子邮件给出了进一步的评论。

索诺伊斯说,造成这种复杂性的部分原因是,科学界仍在寻找解决甲烷预算的方法,但也因为它需要长时间的模型运行。(详见下一节。)这使得要求相关科学家每年做这项工作变得“困难和苛刻”。

因此,甲烷预算每两到三年更新一次。这是继2013年10月发布首期预算和2016年12月发布第二版之后的第三次迭代。

研究人员在《科学》杂志上发表了一篇完整的技术论文地球系统科学数据188bet博彩公司怎么样并附一篇“透视”论文环境研究快报

双重方法

全球甲烷预算采用两种不同的方法来估算来源和汇。

第一种是“自下而上”,从源头上关注甲烷排放。它使用了各国提交的排放数据国家温室气体清单到联合国去。这些清单包括人为造成的来源,例如化石燃料的开采家畜,水稻种植和垃圾填埋场。

这些估算值与其他甲烷来源的模型模拟相结合,比如湿地森林大火白蚁。例如,全球被火灾烧毁区域的卫星数据与“考虑了被烧毁植被的类型、地表被烧毁、火灾持续时间以及火灾类型(阴燃还是燃烧)”的模型相结合,索诺瓦解释说。

南美洲圭亚那Mahaica Miconi Abari的Abari沼泽湿地。资料来源:自然图片库/ Alamy Stock Photo K2DA76
南美洲圭亚那Mahaica Miconi Abari的Abari沼泽湿地。资料来源:自然图片库/阿拉米图片库

第二种方法称为“自顶向下”。这一研究从观察全球范围内的甲烷浓度开始,然后利用模型模拟来推算甲烷的来源。

两种方法都不是完美无缺的,而且这两种方法“并不完全匹配”,索诺伊斯说。但这种双重方法也有好处。索诺伊斯说,虽然自上而下的方法“是对全球甲烷排放总量的更可靠的估计”,但自下而上的估计在确定特定地区和行业的排放方面具有自己的作用。

例如,卢诺伊斯说,湿地和淡水排放特别令人棘手,估计估计,意思是自上而下和自下而上的数字之间的差异。这尤其是因为来源重叠,她增加了,因此可以在多个类别下计算。

下面的图表是该项目的一部分,显示了使用自上而下方法的2017年全球甲烷的完整预算。彩色箭头表示人为原因(橙色)、自然原因(绿色)或两者的某种组合(阴影)。

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2017年全球甲烷预算(每年甲烷的TERAGRAM),基于自然来源和水槽(绿色),人为(橙色)和混合天然和人为源(孵化橙绿色)的自上而下方法‘biomass and biofuel burning’). Source: Jackson et al. (2020

总体而言,自上而下的估计表明,2017年世界散发了596亿吨甲烷。这是5000万吨,或9%,高于2000 - 06年的平均值。

该论文称,人为和自然来源造成的甲烷排放约占60% - 40%,但“据估计,2017年向大气中排放的几乎所有额外甲烷都是人为来源造成的”。该报补充说:

“农业和废物占增长的60%,化石燃料占剩余的40%,而生物质和生物燃料的燃烧估计略有减少。”

甲烷水槽也有所增加,纸质笔记 - 从2000-06左右的546亿吨,2017年为571亿吨。甲烷在大气中平均停留9年,通常通过生产二氧化碳和水的化学反应来破坏。土壤中的细菌也消耗了相对较小的部分。

行业和地区

研究人员说,非洲和中东、中国、南亚和大洋洲三个地区的甲烷排放量增长最快。从2000- 2006年的平均水平到2017年,这两个国家的排放量都跃升了1000 - 1500万吨。

预算显示,排在第二位的是北美,增幅为510万吨至670万吨,主要是受到美国440万吨至510万吨增长的推动。

相比之下,欧洲的排放量略有下降,约为160万至430万吨——主要是因为农业排放减少。

这与其他地区的趋势相反,农业排放的增加是非洲、南亚和大洋洲总排放量增加的主要原因。

在化石燃料方面,中国的甲烷排放量增幅最大,达50 - 120亿吨,北美、非洲、南亚和大洋洲的排放量增加了400 - 600万吨。美国与化石燃料相关的甲烷排放量增加了340 - 400万吨。

最近的研究化石燃料的甲烷排放已经严重低估了”。)

下图显示了2017年按地区、来源和类别划分的甲烷排放总量。深色的橙色阴影表示每个地区的排放量大小,而上面的饼状图显示了按类别分列的排放量。地图右侧的附加饼状图按纬度显示排放量。

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按地区、来源类别和纬度划分的甲烷排放量(以每年甲烷的图解表示)。所示的平均估计是基于sanois等人(2020)。资料来源:Jackson等人(2020

总体而言,热带地区和南半球约占全球甲烷排放的64%,而北半球中纬度地区占32%,高纬度地区仅占4%。

该地图强调了资源的地区差异,索努瓦解释道:

“通常情况下,你会发现大部分湿地排放在热带和高纬度地区,而由于化石燃料的生产,中国、北美、欧洲和中东的人为排放更多。”

反馈

随着2017年甲烷排放的增加,主要来自热带和温带地区,研究人员发现“没有证据迄今为止从北极释放的迹象”。

这一发现是“至关重要的”,也可能是“令人惊讶的”,他说克里斯•琼斯博士他是华盛顿大学地球系统和减缓科学的研究人员188bet博彩公司怎么样英国气象局哈德利中心。没有参与预算的琼斯讲述碳简介:金宝搏bet188

这让我们感到安心,因为它向我们展示了一些假设地球系统反馈涉及高纬度湿地、永冻层或水合物,目前还没有导致甲烷含量明显增加。”

永久冻土层——常年冰冻的岩石和土壤——横跨北半球高纬度的大片地区。这片土地含有数十亿吨的碳,随着该地区变暖和土壤融化,这些碳可能会以二氧化碳和/或甲烷的形式释放出来。这是一个“正反馈”的例子,随着全球气温上升,更多的温室气体被释放,从而加剧了全球变暖。

这是琼斯及其同事的一项研究随着气候变暖,湿地和冻土融化产生的二氧化碳和甲烷排放增加,可能会减少温室气体的排放量碳预算巴黎协议温度限制大约5年。

Permafrost的广泛解冻也被视为潜力“引爆点“在地球系统中响应变暖。(金宝搏bet188最近有一篇关于这个话题的客座文章。)

琼斯说,尽管“全世界重新努力实现《巴黎协定》的气候目标仍然至关重要”,但这些最新发现表明,“我们还没有被大量反馈搞糊涂,这些反馈会让这项任务更加困难”。

此外,“非常重要”的甲烷预算更新是气候模型的“一个巨大的数据来源”,旨在代表气候变化和甲烷循环之间的反馈地球系统模型,琼斯补充道。

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历史新高

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这份展望报告说,来自农业、废物和化石燃料的排放量不断增加,突出了“需要更有力的缓解”。

创纪录的高甲烷排放量意味着大气中的甲烷含量也在上升。测量由美国国家海洋和大气管理局美国国家海洋和大气管理局(NOAA)的数据显示,2018年和2019年,大气甲烷含量分别增加了8.5ppb和10.7ppb。在21世纪,有两次年度增长是最大的。

这些浓度正在跟踪预测中使用的较高的排放场景政府间气候变化专门委员会(IPCC),注释索道尼斯,下降“下面RCP8.5路径,但在上面RCP6.0.”。

作者在这篇技术论文中表示,这是“令人担忧的”,因为这些路径对应着“到本世纪末温度升高3摄氏度以上”。他们补充说:

“这一轨迹意味着,要实现《巴黎协定》的1.5-2C目标,就需要大幅减少甲烷排放。”

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全球平均值,每月平均大气甲烷丰度从海洋表面点确定。来源:美国国家海洋和大气管理局

Saunois, M.等人(2020)全球甲烷预算,地球系统科学数据,188bet博彩公司怎么样doi: 10.5194 / essd - 12 - 1 - 2020

杰克逊,r。等。(2020)增加人为甲烷排放量同样来自农业和化石燃料来源,环境研究字母,1748 - 9326 . doi: 10.1088 / / ab9ed2

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