科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜

科学家揭开北极湿地甲烷排放量激增之谜 畜牧业和化石燃料生产每年向大气中排放数吨甲烷，其作用已被充分研究。尽管不确定性更大，但量化自然湿地的排放量对于预测气候变化非常重要。科学家们预计，湿地甲烷排放量正在上升，因为北方地区和北极地区生态系统的气温正在以大约全球平均气温四倍的速度上升，但是很难说上升了多少，因为在这些广阔且经常被水淹没的环境中监测排放量一直非常困难直到现在。伯克利实验室研究科学家、资深作者朱清（音译）与伯克利实验室博士后研究员袁坤晓佳（音译）解释说："北方和北极环境富含碳，容易受到气候变暖的影响。本周发表在《自然-气候变化》上的一篇论文介绍了他们的研究方法。""气温升高会增加微生物活动和植被生长，"朱清说，"这与甲烷等气体的排放有关。通过了解甲烷的自然来源是如何变化的，我们可以更准确地监测温室气体，让科学家们了解当前和未来的气候变化状况。通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"高纬度湿地：量化甲烷排放量及其变化情况尽管甲烷在大气中停留的时间远远少于二氧化碳（10 年对 300 年），但甲烷的分子结构使其使大气变暖的能力是二氧化碳的 30 倍。气温升高不仅会增强饱和土壤中甲烷释放微生物的活动，而且还会增加水渍土壤的面积，因为冰冻的土壤会解冻，更多的降水会以雨水而不是雪水的形式降下，这些微生物会在水渍土壤中茁壮成长。这就是为什么科学家们预计这些高纬度地区的甲烷排放量会增加，以及为什么迫切需要更准确地量化甲烷。出版物中的地图，显示了北极和北方地区湿地甲烷热点的具体位置和面积。资料来源：伯克利实验室测量温室气体释放的最常见方法是在一个室内的固定位置捕捉土壤中释放的气体，让它们在一定时间内积累。另一种方法是更自主的数米高的涡度协方差塔，它可以在生态系统的大片区域内通常是在湿地等难以到达的地方持续测量土壤、植物和大气之间的温室气体交换。伯克利实验室的研究团队结合使用这两种方法获得的数据，分析了北极-北方地区各湿地超过 307 年的甲烷排放数据，从而更好地了解了影响数百英亩土地和数分钟至数十年内甲烷排放的各种因素。研究小组发现，从 2002 年到 2021 年，这些地区的湿地平均每年释放 20 太克（teragrams）甲烷，相当于约 55 座帝国大厦的重量。他们还发现，自 2002 年以来，排放量增加了约 9%。此外，研究人员还考虑了北极和北方地区的两个"热点"地区，与周围环境相比，这两个地区的单位面积甲烷排放量要高得多。他们发现，大约一半的年均排放量来自这些热点地区，这有助于为缓解工作和未来的测量提供信息并确定目标。影响湿地排放的环境因素研究人员还调查了甲烷排放量增加的环境因素，发现有两个主要驱动因素：温度和植物生产力。气温升高会增加微生物的活动；当气温升高时无论是由于气候变化造成的平均气温升高，还是由于气候变异造成的某些特定年份的气温升高，都会在这一过程中释放出更多的甲烷。研究小组发现，温度是控制北极-北方生态系统湿地排放及其变化的主要因素。这可能会导致气候反馈，即微生物活动增加所产生的甲烷排放会提高大气温度，从而导致更多的甲烷排放，如此循环。植物生产力越高，土壤中的碳含量就越高，从而促进甲烷微生物的繁殖。研究人员发现，当植物的生产力更高、更活跃，释放出有助于微生物生长的基质时，湿地的甲烷排放量就会增加。研究小组还发现，湿地甲烷排放量最高的 2016 年也是高纬度地区自 1950 年以来最温暖的一年。由于甲烷在大气中的停留时间很短，因此可以相对较快地减少和清除，"朱解释说。"通过更准确地了解湿地在全球气候系统中发挥的作用，以及湿地甲烷排放量的增加方式和速度，这项研究可以提供一个科学基线，帮助理解和应对气候变化。"编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

不断增长的氧化亚氮排放量促使科学家们发出警报

不断增长的氧化亚氮排放量促使科学家们发出警报 从 1980 年到 2020 年，一氧化二氮一种比二氧化碳或甲烷更强的温室气体的排放量有增无减，仅 2020 年就有超过 1000 万公吨被释放到大气中，这主要是由于耕作方式造成的。这一发现来自全球碳项目（Global Carbon Project）的一份新报告。这份由波士顿学院研究人员领导撰写的题为《2024 年全球氧化亚氮预算》的报告今天（6 月 11 日）发表在《地球系统科学数据》杂志上，报告指出，在 2010 年代，农业生产造成的氧化亚氮排放量占人类排放总量的 74%。这些排放主要是由于在耕地上使用化肥和动物粪便造成的。与二氧化碳和甲烷一样，温室气体一氧化二氮也在全球变暖中扮演着重要角色。虽然它是自然产生的，但也主要由农业活动产生。根据波士顿学院研究人员为全球碳项目（Global Carbon Project）撰写的一份新报告，1980 年至 2020 年间，人类驱动的一氧化二氮排放量有增无减，到 2020 年，将有超过 1000 万公吨的一氧化二氮被释放到大气中。资料来源：全球碳项目减少排放的紧迫性国际研究小组报告说，在温室气体排放量必须下降以减少全球变暖的时代，2020 年和 2021 年一氧化二氮流入大气的速度比历史上任何时候都要快。在地球上，过量的氮会造成土壤、水和空气污染。在大气中，氮会消耗臭氧层，加剧气候变化。这项研究由来自 15 个国家 55 个组织的 58 位研究人员组成，是对全球一氧化二氮排放量和吸收汇进行的最全面的研究。报告的主要作者、波士顿学院席勒全球可持续发展研究所教授田汉钦说："人类活动产生的一氧化二氮排放量必须减少，才能将全球气温升幅限制在《巴黎协定》规定的2摄氏度以内。减少一氧化二氮的排放是唯一的解决方案，因为目前还不存在能够从大气中清除一氧化二氮的技术。"2022 年大气中一氧化二氮的浓度达到了十亿分之 336，比工业化前的水平增加了 25%，远远超过了政府间气候变化专门委员会之前做出的预测。代表全球碳项目协调这项研究的田说："如果我们有机会避免气候变化带来的最坏影响，全球温室气体的排放量就应该迅速减少，实现净零排放，而这种排放量的增加恰恰发生在这个时候。"1980 年，全球农民使用了 6000 万吨商用氮肥。到 2020 年，该行业的用量将达到 1.07 亿吨。同年，动物粪便的用量为 1.01 亿吨，2020 年的总用量为 2.08 亿吨。温室气体无限制地增加，其全球升温潜能值约为二氧化碳的 300 倍，给地球带来了可怕的后果。研究人员利用过去四十年间在陆地、大气、淡水系统和海洋中进行的数百万次一氧化二氮测量结果，对全球一氧化二氮进行了迄今为止最全面的评估。研究人员检查了在世界各地收集到的导致一氧化二氮排放的所有主要经济活动的数据，并报告了全球一氧化二氮的 18 个人为和自然来源以及 3 个吸收"汇"。研究人员发现氧化亚氮排放量最大的 10 个国家是：中国、印度、美国、巴西、俄罗斯、巴基斯坦、澳大利亚、印度尼西亚、土耳其和加拿大。报告称，一些国家在实施减少一氧化二氮排放的政策和实践方面取得了成功。自 2010 年代中期以来，中国的排放量已经放缓；过去几十年来，欧洲的排放量也是如此。在美国，农业排放量继续攀升，而工业排放量则略有下降，总体排放量持平。来自土壤、淡水和海水的一氧化二氮自然排放源保持稳定。全球碳项目成立于 2001 年，该项目分析人类活动对温室气体排放和地球系统的影响，为三种主要温室气体二氧化碳、甲烷和氧化亚氮编制全球预算，评估排放和吸收汇，为进一步的研究、政策和国际行动提供信息。改进农业生产方式，限制氮肥和动物粪便的使用，有助于减少温室气体排放和水污染。田说，有必要进行更频繁的评估，以便针对高排放地区和活动开展减缓工作。如果要在《巴黎协定》的目标方面取得进展，就需要改进源和汇的清单。"虽然不同地区已经采取了一些成功的减氮举措，但我们发现这十年大气中氧化亚氮的积累速度加快了，"全球碳项目执行主任、澳大利亚国家科学机构CSIRO的研究科学家Josep Canadell说。"2020年和2021年大气中氧化亚氮的增长率高于以往任何一个观测年份，比前十年的平均增长率高出30%以上。"编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：

谷歌去年碳排放量较 2019 年增长 48% AI 整合将导致能耗继续增加

谷歌去年碳排放量较 2019 年增长 48% AI 整合将导致能耗继续增加 谷歌发布年度环境报告，该报告提到该公司 2023 年的温室气体排放总量达到 1430 万吨二氧化碳当量，比 2019 年的基准增长 48%，较 2022 年增长 13%。谷歌表示，主要驱动因素是数据中心能耗和供应链排放量增加。谷歌还指出，“随着我们进一步将人工智能整合到产品中，减排可能会面临挑战，原因是 AI 计算强度增加导致能源需求走高，此外还存在与技术基础设施投资预期增长相关的排放。”

分析报告：中国碳排放量去年或达峰值

分析报告：中国碳排放量去年或达峰值 最新分析报告显示，中国煤炭发电量占比在5月写下历史新低，非化石燃料来源占比则创下历史新高。如果这一趋势持续下去，这表明中国碳排放量可能在去年达到峰值。 据路透社星期四（7月11日）报道，美国亚洲协会政策研究所高级研究员米利维尔塔（Lauri Myllyvirta）为专业刊物《碳简报》（Carbon Brief）撰文指出，中国煤炭发电量占比在5月同比减少七个百分点至53%，非化石燃料来源为44%。 这份分析报告显示，可再生能源发电量增加，促使电力行业的二氧化碳排放量在5月下降了3.6%。电力行业占中国整体排放量的约40%。 米利维尔塔写道：“如果现有快速部署风能和太阳能的行动持续下去，中国的二氧化碳排放量可能会继续下降，使2023年成为该国排放量达到峰值的年份。” 分析报告显示，太阳能发电量占比在5月升至12%，风能发电量占比则升至11%。 2024年7月11日 3:27 PM

2019年美国的甲烷排放量激增 高于环保局的估计值

2019年美国的甲烷排放量激增 高于环保局的估计值 甲烷是一种强效温室气体，其排放量可能比以前想象的要高，尤其是垃圾填埋场的甲烷排放量。甲烷是一种比二氧化碳更强的温室气体，是导致全球变暖的主要因素。一项利用卫星数据和大气模型进行的新研究显示，2019 年美国的甲烷排放量高于环保局的估计值，尤其是来自石油和天然气作业以及垃圾填埋场的甲烷排放量。这些发现强调了改进甲烷监测和报告的必要性，以便更有针对性地开展减排工作。甲烷是一种气候"超级污染物"，每吨甲烷造成的变暖效应是二氧化碳的 30 倍。目前，在所有温室气体中，甲烷造成的全球变暖约占三分之一。由于甲烷的强大威力，美国签署了《全球甲烷承诺书》，旨在到 2030 年将全球甲烷集体排放量从 2020 年的水平减少 30%。减少排放的第一步是了解有多少甲烷被释放到大气中。在一项新的卫星分析中，科学家们计算出 2019 年美国毗连地区的甲烷排放量高于之前的估计。美国环境保护局 (EPA) 通过盘点已知的排放源，如垃圾填埋场、畜牧业、石油和天然气设施，来评估人为甲烷排放。然后向《联合国气候变化框架公约》报告这些排放量。卫星观测和大气模型提供了一种方法，可以确定哪些地方的排放量可能过高或过低。一个国际科学家团队将前兆哨兵-5 号卫星上的对流层监测仪器（TROPOMI）的观测数据与 GEOS-Chem 大气传输模型相结合，生成了 2019 年美国甲烷排放总量的高分辨率地图。领导这项研究的美国国家航空航天局喷气推进实验室（JPL）博士后研究员汉娜-内瑟（Hannah Nesser）说："通过这种方法，我们可以追溯到从大气层到地面源头的排放路径。"页面顶部的地图显示了卫星估算的 2019 年人为甲烷排放量。科学团队将该地图与美国环保局同年的温室气体清单进行了比较。他们发现，卫星得出的 2019 年甲烷排放量似乎比 EPA 的估计值高出 13%（在 EPA +/-14% 的不确定性范围内，但处于高端）。卫星衍生地图中最浅色的黄色表示排放总量达到或超过每平方公里 50 公吨的地方。(最高值达到每平方公里 384 公吨）。美国最大的两个甲烷排放源石油和天然气作业以及畜牧业生产的卫星和模型估算值分别比 EPA 的估算值高 12% 和 11%。煤炭开采产生的甲烷排放量比美国环保局的清单低 28%。作为第三大排放源，垃圾填埋场的甲烷排放量估计比 EPA 的清单高出 50%。高排放的垃圾填埋场必须每年通过温室气体报告计划报告其排放量。一些垃圾填埋场根据垃圾存储量和其他垃圾填埋场特定信息估算其排放量，而其他垃圾填埋场则根据其捕获的甲烷量和运营信息推断其排放量。不过，有些排放源，如垃圾填埋场的运营或建设变化，并没有计算在内。利用机载观测加强甲烷监测科学团队对全美 70 个高排放垃圾填埋场的子集进行了放大研究，发现排放量的中位数比这些设施向环保局报告的排放量高出 77%。在这 70 个垃圾填埋场中，有 38 个进行了气体回收，其平均排放量比报告的排放量高出 200%。上图显示了这 70 个垃圾填埋场向 EPA 报告的排放量与 2019 年卫星甲烷排放量之间的差异。科学小组将其结果与飞机观测结果进行了对比。机载观测有助于完善卫星对温室气体的估算，尤其是当垃圾填埋场靠近其他甲烷来源（如湿地或油气作业）时。美国国家航空航天局戈达德太空飞行中心的研究科学家本-保尔特（Ben Poulter）说，这项分析表明，某些来源的甲烷排放量比以前想象的要大。但他指出，遥感技术现在提供了更多的监测资源，可以支持通过各种管理措施来减少这些排放。将基于卫星的详细估计值与美国环保局的州级清单进行比较后，研究小组发现，2019 年甲烷产量最高的 10 个州的排放量平均高出 27%。这 10 个州占美国人为甲烷排放量的 55%。作为美国温室气体中心的一部分，环保局、美国国家航空航天局（NASA）、国家海洋和大气管理局（NOAA）和美国国家标准技术研究院（NIST）正在合作，为环保局的网格甲烷清单系统提供定期更新。他们还在开发美国自然甲烷排放和吸收汇的网格时间序列，并利用新的观测数据跟踪大规模甲烷排放事件。Michala Garrison 利用Nesser 等人（2024 年）提供的数据拍摄的 NASA 地球观测站图像。这项研究得到了美国宇航局碳监测系统（CMS）的部分支持。编译来源：ScitechDaily ... PC版： 手机版：

2023年全球二氧化碳排放量飙升至创纪录水平

2023年全球二氧化碳排放量飙升至创纪录水平 根据一个国际科学家小组的估计，化石燃料产生的二氧化碳排放量在2023年再次上升，达到创纪录的水平。科学家们说，石油、煤炭和天然气燃烧产生的排放量持续上升，阻碍了限制全球变暖的进程。全球碳预算评估这一发现是一项名为"全球碳预算"的地球碳循环年度检查的一部分。在这项年度评估中，科学家们量化了燃烧化石燃料和土地利用变化给大气增加了多少碳，以及从大气中清除并储存在陆地和海洋中的碳有多少。科学家对2023 年数据的早期分析表明，2023 年化石燃料的排放量比 2022 年增加了 1.1%，使 2023 年化石燃料的二氧化碳总排放量达到了 368 亿吨。如果将其他来源（如加拿大的森林砍伐和极端野火季节）包括在内，2023 年的总排放量估计为 409 亿吨。分析显示，2023 年和 2022 年化石燃料产生的二氧化碳排放量都创下了历史新高。气候影响和研究成果报告合著者、美国宇航局戈达德太空飞行中心科学家本-保尔特说："排放的方向是错误的，我们需要限制全球变暖。大气中的二氧化碳浓度已从工业时代开始的 1750 年的约百万分之 278 上升到 2023 年的百万分之 420。"导致地球气温飙升的主要原因是二氧化碳和其他温室气体的增加。2023 年的全球地表温度比美国国家航空航天局基准期（1951-1980 年）的平均温度高出 1.2摄氏度（2.1华氏度），成为有记录以来最热的一年。上面的可视化图像显示了 2021 年（可获得数据的最近一整年）二氧化碳进入、围绕和流出地球大气层的情况。它们依靠的是美国宇航局的戈达德地球观测系统（GEOS），这是一个用于研究地球天气和气候的建模和数据同化系统。为了描绘碳排放或吸收的位置，研究人员使用了植被、人口密度以及野火、发电厂、公路、铁路和其他基础设施位置的数据。可视化显示的二氧化碳主要来自四个方面：化石燃料（黄色）、生物质燃烧（红色）、陆地生态系统（绿色）和海洋（蓝色）。虽然陆地和海洋都是碳汇这意味着它们通过从大气中清除二氧化碳而储存的碳多于排放的碳但在某些时间和地点，它们也可能是碳源。绿点和蓝点代表被陆地和海洋吸收的碳。海洋和陆地吸收"令人惊讶的是，海洋和陆地继续吸收我们排放的碳的一半左右，"保尔特说。"每年只有约 44% 的排放量留在大气中，减缓了气候变化的速度，但却造成海洋酸化，改变了陆地生态系统的功能。"在过去的 60 年中，即使人类造成的排放量持续增加，停留在大气中的二氧化碳比例（即空气中的部分）仍然保持着惊人的稳定。但是，科学家们对这种稳定是否会持续以及会持续多久提出了质疑。美国国家海洋和大气管理局（NOAA）领导的一项研究发表于 2023 年，该研究分析了二十年来海洋中的碳储存情况，发现有证据表明这种碳汇可能正在失去部分储存能力。他们推测，由于海洋已经积累了大量的二氧化碳，因此海洋的吸收速度已经放缓。全球海洋环流的变化可能会减少从表层水转移到海底的碳量，而碳可以在海底储存数百年。上图显示了从 1960 年到 2023 年全球碳循环的综合组成。它显示了化石燃料（黄色）和土地利用变化（橙色）排放了多少碳，以及大气（紫色）、海洋（蓝色）或陆地（绿色）吸收了多少碳。全球碳循环与排放趋势全球碳预算依靠多种数据来源来绘制地球碳循环的完整图景。主要数据来源是各国政府和能源机构收集的排放清单。美国国家航空航天局（NASA）的 OCO-2（轨道碳观测站-2）仪器提供的卫星数据也被用来估算陆地和大气之间的碳通量。报告显示，包括欧洲和美国在内的一些地区的二氧化碳排放量略有下降，但全球排放量仍在上升。2023 年排放量增幅最大的国家是印度和中国。2015年12月，来自196个国家的代表通过谈判达成了《巴黎协定》，呼吁将全球平均气温控制在"远低于工业化前水平2摄氏度"，同时"努力将气温升幅限制在1.5摄氏度以内"。全球碳预算小组还分析了在排放将地球温度推高到 1.5 度之前的剩余碳预算。他们估计，按照目前的排放水平，"全球变暖有50%的可能会在大约7年内持续超过1.5℃"。美国国家航空航天局（NASA）和其他美国联邦机构定期收集温室气体浓度和排放数据，如上图中的可视化数据。这些数据现在可在最近启动的美国温室气体中心获取，该中心由多个机构组成，整合了来自观测和模型的信息，目的是为决策者提供一个数据和分析地点。编译自:ScitechDaily ... PC版： 手机版：