全球甲烷排放量飙升至历史新高

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全球甲烷排放量飙升至历史新高

全球甲烷排放量达到了有记录以来的最高水平。煤炭开采、石油和天然气生产、牛羊牧场和垃圾填埋场排放的增加,是导致排放增加的主要原因。

从2000年到2017年,这种强效温室气体的水平急剧上升,气候模型显示,在本世纪末之前,这种气体将导致全球变暖3-4摄氏度。这是一个危险的温度阈值,科学家警告说,在这个阈值上,包括野火、干旱和洪水在内的自然灾害以及饥荒和大规模迁徙等社会动荡几乎成为家常便饭。这些发现在7月14日发表在《地球系统科学数据》和《环境研究快报》上的两篇论文中得到了概述。这两篇论文是由斯坦福大学科学家罗伯·杰克逊领导的全球碳项目的研究人员发表的。

2017年,也就是有完整全球甲烷数据的最后一年,地球大气层吸收了近6亿吨这种无色无味的气体,在100年的时间里,这种气体的吸热能力是二氧化碳的28倍。目前,超过一半的甲烷排放来自人类活动。从本世纪初开始,大气中的甲烷浓度相对稳定,甲烷的年排放量增加了9%,即每年5000万吨。

就变暖的可能性而言,自2000年以来向大气中增加这么多甲烷,相当于世界上增加了3.5亿辆汽车,或者是德国或法国总排放量的两倍。斯坦福大学地球、能源和环境科学学院(斯坦福地球)的地球系统科学教授杰克逊说:“我们仍然没有在甲烷问题上扭转乾局。”

不断增长的甲烷来源

在全球范围内,化石燃料和奶牛是推动甲烷上升的双引擎。“牛和其他反刍动物的排放量几乎和化石燃料工业的甲烷排放量一样大,”杰克逊说。“人们开玩笑说牛打嗝,却没有意识到源头到底有多大。”

在整个研究期间,与人类活动有关的所有甲烷排放中,农业大约占了三分之二;剩下的三分之一大部分来自化石燃料。然而,这两个来源对本世纪初以来的增长贡献大致相当。

2017年,农业排放的甲烷增加到2.27亿吨,比2000-2006年的平均水平增加了近11%。2017年,化石燃料生产和使用产生的甲烷达到1.08亿吨,同比增长近15%。

在冠状病毒大流行期间,由于制造业和运输业陷入停顿,碳排放大幅下降。“甲烷的排放量不可能因为病毒而像二氧化碳那样减少,”杰克逊说。“我们的家庭和建筑仍在供暖,农业也在持续增长。”

全球排放

非洲和中东的甲烷排放量增长最快;中国;以及南亚和大洋洲,包括澳大利亚和许多太平洋岛屿。在研究期间,这三个地区每年的排放量估计增加了1 000万至1 500万吨。美国紧随其后,增加了450万吨甲烷排放量,主要是由于更多的天然气钻探、分销和消费。

杰克逊说:“美国和全球的天然气使用量正在迅速上升。”“这抵消了电力部门的煤炭排放,减少了二氧化碳排放,但增加了该部门的甲烷排放。”美国和加拿大的天然气产量也在增加。“因此,我们从油井和气井以及泄漏的管道中排放出更多的甲烷,”杰克逊说。他同时也是斯坦福大学伍兹环境研究所和普莱库能源研究所的高级研究员。

欧洲是过去二十年来唯一一个甲烷排放有所减少的地区,部分原因是减少了化工生产的排放,提高了粮食种植的效率。“欧洲的政策和更好的管理已经减少了垃圾填埋场、粪肥和其他来源的排放。人们吃的牛肉越来越少,家禽和鱼类越来越多,”法国凡尔赛圣昆廷大学的Marielle Saunois说,她是地球系统科学数据论文的第一作者。

可能的解决方案

热带和温带地区的甲烷排放量增幅最大。北方和极地系统所起的作用较小。尽管人们担心北极的融化可能会从融化的永久冻土中释放出甲烷,但研究人员没有发现北极甲烷排放量增加的证据——至少到2017年是这样。

在许多方面,人为排放比自然排放更容易确定。“我们有一个令人惊讶的是很难确定甲烷排放在热带地区和其他地区,因为每天的季节性变化的土壤,”杰克逊说,他也领导着一群斯坦福工作使用卫星地图全球湿地和浸饱水的土壤,通量塔和其他工具。

据Jackson和他的同事们说,控制甲烷的排放需要减少化石燃料的使用,控制管道和油井的泄漏等短期排放,还需要改变我们喂牛、种大米和吃东西的方式。杰克逊说:“我们需要少吃肉,减少与养牛和种植水稻有关的排放,并在汽车和家庭中取代石油和天然气。”

藻类等饲料补充物可能有助于减少奶牛的甲烷打嗝,水稻种植也可以从长期的水涝过渡到低氧环境中最大限度地增加甲烷产量。飞机、无人机和卫星显示了监控油气井甲烷的希望。杰克逊说:“我很乐观,在未来五年内,我们将在这一领域取得真正的进展。”