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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。 信用:吉姆西部/ alamy股票照片
温室气体和气溶胶
2020年7月14日23:01

科学家们关心的“记录高”全球甲烷排放

罗伯特麦克韦尼

罗伯特麦克韦尼

14.07.2020 |晚上11:01
温室气体和气溶胶 科学家们关心的“记录高”全球甲烷排放

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。

预算显示不同来源,“农业和废物行业和化石燃料部门的排放量上升可能是这一全球增加的主导原因”。研究人员表示,这突出了“在两个地区更强大的缓解”。

这项工作还显示出“没有证据迄今为止甲烷从北极释放的证据”。这种“至关重要的”发现意味着“我们尚未受到大量反馈”,这可能会使1.5C和2C升温限制更加困难,另一个科学家讲碳简介。必威手机官网

甲烷的预算

甲烷是一种温室气体和二氧化碳后的人类引起全球变暖的第二大贡献者。每单位质量,甲烷为84-86次比二氧化碳强超过20年,是100年的28-34倍。

全球甲烷预算提供了一种跟踪甲烷排放来自的方式,通过““,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Marielle Saunois博士他是麻省理工学院的助理教授凡尔赛大学圣昆汀他领导着全球甲烷预算。索诺伊斯对碳简报说必威手机官网美国地球物理联盟2019年12月秋季会议并通过电子邮件进一步发表评论。

这种并发症部分是因为科学界仍然用甲烷预算来找到它的脚,也因为它需要长期模型运行。(在下一节见更多。)这使得询问所涉及的科学家每年涉及的科学家们会“困难和苛刻”。

因此,甲烷预算每两年到三年更新。这是第三次经济预算在2013年10月和2016年12月发表的第二版后第三次迭代。

研究人员在完整的技术纸中发表了他们的调查结果地球系统科学数据biwei6868并附一篇“透视”论文环境研究字母

双方法

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全国温室气体库存向联合国。这些库存涵盖人类导致的来源,如化石燃料的开采家畜,水稻种植和垃圾填埋场。

这些估计与其他甲烷的模型模拟一起添加,例如湿地野火白蚁。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。信用:自然图片库/ alamy股票照片

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。

下面的图形作为项目的一部分,显示了2017年完整的全球甲烷预算,使用自上而下的方法。彩色箭头表示人为(橙色),自然(绿色)或两种(阴影)的某种组合的来源和沉积。

global-methane-budget-infographic
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:

“农业和废物贡献了60%的增长和化石燃料剩下的40%,估计生物量和生物燃烧估计略微减少。”

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。

预算表明,下一个最大增长5.0-6.7米吨,该预算显示,这主要是在美国增长4.4-51亿吨的推动。

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。

这雄性雄厚的趋势在其他地方看到,农业排放量增加了非洲和南亚和大洋洲总排放的主要原因。

对于化石燃料,甲烷排放量最大 - 5-12亿吨 - 在中国记录,北美,非洲和南亚和大洋洲,看到4-6米吨的增加。化石燃料相关的甲烷排放量增加3.4-4.0米。

最近的研究已经表明,化石燃料的甲烷排放已经“严重低估了”。)

下图显示2017年按地区,来源和类别的总甲烷排放量。橙色阴影的黑暗表示每个区域的排放大小,而覆盖的饼图显示排放的分布。地图右侧的附加饼图显示了纬度的排放。

甲烷地图
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%。

该地图突出了来源的区域差异,解释说:

“通常,由于生产化石燃料,您会发现热带地区和高纬度和高纬度的湿地排放,以及中国,北美,欧洲和中东的更多人类排放。”

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”,也许“令人惊讶”,说克里斯琼斯博士,地球系统研究员和缓解科学biwei6868达德利中心。没有参与预算的琼斯讲述碳简介:必威手机官网

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为了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。(必威手机官网有一个关于该主题的最近的访客文章。)

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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记录高

术语表
RCP8.5:rcp(代表性浓度路径)是未来温室气体浓度和其他强迫的情景。RCP8.5是一个“非常高的基线”排放情景带来的快速人口增长,高能量…必威体育在线注册阅读更多

透视论文说,农业,垃圾和化石燃料的排放量越来越大,“需要更强劲的减缓”。

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途径,但高于RCP6.0.“。

这是“关注”,作者在技术论文中说,由于这些途径对应“到本世纪末的3C以上的温度增加”。他们补充说:

“这种轨迹意味着需要弥补甲烷排放的较大减少,以满足巴黎协定的1.5-2C目标。”

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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:Noaa.

Saunois, M.等人(2020)全球甲烷预算,地球系统科学数据,biwei6868DOI: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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  • 科学家们关心的“记录高”全球甲烷排放
  • 全球甲烷排放达到“纪录高”水平

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