研究人员揭示了未被认识到的全球变暖的因素：城市甲烷排放的隐藏来源

研究人员揭示了未被认识到的全球变暖的因素：城市甲烷排放的隐藏来源2020年，由麦吉尔大学领导的一个团队测量了整个蒙特利尔市各种来源的甲烷排放。研究人员发现，该市四个最重要的甲烷排放源中的两个（历史上的垃圾填埋场和沙井）没有包括在该市的城市温室气体清单中，这使得该市难以全面解决这个问题，也难以实现到2050年实现碳平衡的目标。该研究提供了按来源，如沙井的类型或天然气基础设施的类型以及对甲烷排放的详细和具体测量。这些结果强调了收集有关甲烷排放的具体来源的信息的重要性，以制定适应每个具体情况的缓解战略，这不仅应引起加拿大和世界各地的研究人员的兴趣，也应引起政策制定者的兴趣。麦吉尔大学土木工程系助理教授、最近发表在《环境科学与技术》上的论文的资深作者MaryKang说："城市在缓解甲烷排放方面具有独特的优势，因为它们比省、州、地区或国家等大型机构面临的政治挑战更少。然而，城市温室气体清单往往低估了排放量，而且往往基于其他地方的少数测量结果，因此很难制定可操作的缓解战略。"为了向该市提供可操作的缓解策略，该团队测量了整个城市600多个不同来源的甲烷排放，涵盖了历史上的垃圾填埋场和沙井（分别为第二和第三大甲烷排放源）以及天然气输送的泄漏。"关于如何以有效和具有成本效益的方式减少甲烷排放的选择将涉及平衡各种考虑因素，这取决于排放源，"作为论文第一作者的博士生JamesWilliams解释说。"例如，历史悠久的垃圾填埋场有可能最大限度地减少甲烷排放量，但将涉及最高的碳排放缓解成本，除非选择只关注排放量最高的垃圾填埋场。对于天然气泄漏的排放，提高高排放工业仪表的维修率可以大大减少缓解成本和排放。但是，当涉及到住宅电表时，做同样的事情会导致较小的减排量，而成本却高得多。"为了全面了解如何减少甲烷排放，研究人员计划对城市周围的所有甲烷来源进行额外的测量，以确保他们没有错过最高的排放者。他们还计划研究来自城市水道和运河等来源的甲烷排放。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1340529.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1340529.htm

科学家发现以前未知的甲烷排放源

科学家发现以前未知的甲烷排放源甲烷是继二氧化碳之后人类活动产生的第二大温室气体。在二十年内，甲烷的全球升温潜能值比二氧化碳高出80多倍，其中最主要的排放源来自湿地、农业、废物和化石燃料生产。尽管甲烷在大气中的存在时间相对较短，约为12年，而二氧化碳的存在时间则长达数百年，但减少甲烷排放对于在近期和中期内遏制全球变暖具有重大意义。全球甲烷排放的很大一部分发生在城市。许多地方都会有意或无意地排放甲烷。慕尼黑工业大学（TUM）的研究团队选择汉堡作为追踪甲烷泄漏和其他未知来源的地点。汉堡不仅是德国人口第二大城市，也是一个港口和工业城市。它还是港口和工业中心。汉堡拥有各种甲烷来源，为该项目提供了理想的条件。通过该项目，研究小组成功地在汉堡发现了许多以前未被发现的甲烷源。除了易北河等自然排放源之外，人类活动也是甲烷排放的主要来源。这些排放物中约有一半来自泄漏的天然气管道、不完全燃烧以及其他工业和逃逸性排放物。通过移动测量，研究人员还发现了未知的甲烷来源。他们发现，汉堡约有2%的人为甲烷排放来自一家炼油厂和附近一家养牛场的泄漏管道，而最新的排放清单中对这一比例的估计严重不足。研究人员从荷兰研究机构TNO的排放地图入手。该地图提供了汉堡温室气体排放的空间分布图，其依据是使用替代数据（人口密度图等）进行空间分布的国家报告排放量。为了检查和更新地图上显示的数值，团队选择了两种方法："首先，我们使用装有传感器的汽车进行移动测量。我们驾驶汽车经过预计会检测到甲烷排放的地区，以便更好地了解空间分布情况。其次，我们利用传感器网络来测量城市的总体排放量。"慕尼黑工业大学环境传感与建模教授陈佳说："该网络由四个测量装置组成，我们在以前的研究中曾用它们来测量慕尼黑的排放量。我们的传感器网络使用太阳作为光源。由于大气中的每个分子都只吸收特定频率的阳光，因此我们可以确定测量设备和太阳之间的气柱中各种温室气体的浓度"。为了了解汉堡市内温室气体的排放量，研究人员将一个测量装置放置在市中心，其他测量装置分别放置在东郊、南郊和西郊。"这意味着，一个传感器始终位于城市的上风处，而另一个传感器则位于下风处。如果第二个测量值高于第一个测量值，我们就可以利用大气传输模型来量化城市中释放的温室气体。"该研究的第一作者、环境传感与建模教授研究员AndreasForstmaier说："为此，我们使用光学风力激光雷达测量风速、风向和湍流。"为城市设计的方法今后将扩展到利用卫星进行全球测量。研究人员希望通过这项工作，为了解气候变化和减缓气候变化进程做出决定性贡献。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386947.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386947.htm

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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1418537.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1418537.htm

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（HannahNesser）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（BenPoulter）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。MichalaGarrison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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434297.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434297.htm

北极的冰川融化揭示了其中暗藏的“甲烷定时炸弹”

北极的冰川融化揭示了其中暗藏的“甲烷定时炸弹”这项研究的主要作者、剑桥大学地球科学系的加布里埃尔-克莱伯说："这些泉水是一个相当大的、可能不断增长的甲烷排放源--直到现在我们对全球甲烷预算的估计中还没有这个来源。"科学家们担心，北极解冻所释放的额外甲烷排放会加剧人类引起的全球变暖。研究人员所研究的泉水以前并没有被认为是甲烷排放的潜在来源。克莱伯花了近三年时间监测斯瓦尔巴群岛上一百多个泉水的水化学成分，那里的空气温度上升速度比北极地区的平均速度快两倍。她把斯瓦尔巴群岛比作全球变暖的金丝雀，"由于它比北极其他地区变暖得更快，我们可以预先了解整个地区可能发生的更大规模的甲烷释放。"挪威斯瓦尔巴群岛上的冰川洞由夏季流过的大量冰川融水形成。在冬季，在其口部形成广泛的冰川结冰，并延伸到冰川前面的整个洪泛区，通过图片中的洞口可以看到。来自斯瓦尔巴大学中心的研究报告共同作者安德鲁-霍德森教授说："生活在斯瓦尔巴，你就会暴露在北极气候变化的第一线。我想不出有什么比在冰川退缩的直接前场看到甲烷放气更鲜明的了。"以前，研究的中心是融化的永久冻土（冻结的地面）的甲烷释放。研究报告的共同作者、同样来自剑桥大学地球科学系的AlexandraTurchyn教授说："虽然重点通常是在永久冻土上，但这个新发现告诉我们，还有其他的甲烷排放途径，这些途径在全球甲烷预算中可能更加重要。"霍德森补充说："在进行这项工作之前，我们并不了解这种气体的来源和途径，因为我们读到的是来自北极完全不同地区的研究，那里没有冰川。"挪威斯瓦尔巴群岛的冰川洞穴。他们发现的提供甲烷的泉水是由隐藏在大多数冰川下面的管道系统提供的，该系统利用了底层沉积物和周围基岩中的大量地下水储备。一旦冰川融化和退却，泉水就会出现在这个地下水网络冲到地面的地方。研究人员发现，整个斯瓦尔巴群岛的冰川地下水泉的甲烷排放量在一年内可能超过2000吨--这相当于挪威每年石油和天然气能源行业所产生的甲烷排放量的大约10%。克莱伯说："如果全球变暖继续不受控制，那么冰川地下水泉的甲烷释放可能会变得更加广泛。随着更多泉水的暴露，这种甲烷的来源可能会变得更加重要。"冰川地下水泉并不总是容易识别的，所以克莱伯训练她的眼睛从卫星图像中挑选出它们。放大整个斯瓦尔巴群岛78个冰川退却后暴露出来的土地区域，克莱伯寻找地下水渗漏到地表并冻结的明显的蓝色冰滴。然后，她乘坐雪地车前往这些地点，在因水和气体积聚而使冰面起泡的地方采集地下水样本。当克莱伯和研究小组对这些泉水的化学成分进行分析时，他们发现，除了一个地点外，所有研究的地点都有高度集中的溶解甲烷--这意味着，当泉水到达地表时，有大量多余的甲烷可以逃到大气中。研究人员还确定了局部的甲烷排放热点，这些热点与地下水所产生的岩石类型密切相关。某些岩石，如页岩和煤，含有天然气体，包括甲烷，在岩石形成时由有机物分解产生。这种甲烷可以通过岩石的裂缝向上移动，进入地下水。克莱伯说："在斯瓦尔巴群岛，我们开始了解由冰川融化引发的复杂和级联的反馈--似乎很可能有更多类似的结果，我们还没有发现。"霍德森说："从我们测量的泉水中泄漏的甲烷量很可能与躺在这些冰川下面等待泄漏的被困气体总量相比相形见绌，这意味着我们迫切需要确定甲烷泄漏突然增加的风险，因为在我们努力遏制气候变化的同时，冰川只会继续退缩。"...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1369585.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1369585.htm

在牛粪中添加一种红色藻类可使甲烷排放量减少近一半

在牛粪中添加一种红色藻类可使甲烷排放量减少近一半瑞典的研究人员发现，通过在奶牛粪便中添加热带Aparagopsistaxiformis(AT)（又称红海翎），可将粪便中的甲烷产生量减少近一半。虽然粪便排放的甲烷仅占动物反刍时产生的甲烷的一小部分，但仍占美国排放到大气中的气体的10%左右。总体而言，奶牛产生的甲烷约占甲烷总排放量的37%。据美国农业部估计，全美有9000万头牛在持续养殖。瑞典农业科学大学的动物科学研究人员MohammadRamin说："我们的研究表明，与不添加AT的粪便相比，在奶牛粪便中添加AT可显著减少44%的甲烷产生量。结果还表明，在日粮中补充AT的奶牛粪便中甲烷的产生量并不比未喂食藻类的奶牛粪便中甲烷的产生量低。"这一切都归因于藻类的主要化合物溴甲烷，它能自然阻断甲烷气体的生成过程。然而，这是科学家们第一次在粪便中挖掘出这种植物的力量。Ramin说："已经有许多研究利用奶牛日粮中的AT来减少肠道甲烷的产生。但是，还没有关于减少粪便甲烷排放的研究报告。"从前端解决问题的一个顾虑是AT含碘量高。在奶牛中，这有可能使牛奶中的碘含量升高，从而导致甲状腺问题等问题，极端情况下还会产生毒性。研究人员正在研究一种含碘较少的AT菌株。虽然甲烷仅占温室气体排放量的20%左右，仅次于二氧化碳，但它在大气中捕获热量的效率至少是二氧化碳的25倍。Ramin说："粪便甲烷的产生确实造成了全球温室气体的排放，需要加以减少。我们的研究显示了如何利用甲烷抑制剂来实现这一目标的潜在途径。"虽然这只是一项小型研究，但科学家们希望它能为其他人研究AT如何阻止粪便中甲烷的产生铺平道路。这项研究发表在《可持续食品系统前沿》（FrontiersinSustainableFoodSystems）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1370651.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1370651.htm