出人意料的甲烷:沼气池释放的温室气体比储存的还多

出人意料的甲烷:沼气池释放的温室气体比储存的还多康奈尔大学的研究表明,池塘可能是温室气体的净排放者,尤其是甲烷。解决甲烷释放问题有可能将池塘从温室气体源变成温室气体汇。根据康奈尔大学研究人员的两项相关研究,虽然人造池塘既能吸收温室气体,也能释放温室气体,但两者相加,它们可能是温室气体的净排放者。这两项研究开始量化人造池塘和天然池塘对全球温室气体预算的重大影响,而对这些影响的测量还不是很清楚。"全球气候模型和预测依赖于温室气体排放和碳储存的精确计算,"农业与生命科学学院生态学和进化生物学助理教授、研究报告的资深作者梅雷迪斯-霍尔格森说。霍尔格森实验室的博士后研究员尼古拉斯-雷(NicholasRay)是两篇论文的共同作者。池塘影响和碳埋藏率霍尔格森及其同事曾估计,池塘(定义为5公顷或以下,地球上可能有10亿个池塘)向大气排放的甲烷可能占全球总量的5%。但是,由于没有对许多水体进行精确测量,真正的数字可能只有这个百分比的一半或两倍。与此同时,对池塘中碳埋藏率的估计却很少。8月18日,《湖沼学与海洋学通讯》(LimnologyandOceanographyLetters)杂志发表了一篇题为《人工池塘中碳埋藏率高与自生生产有关》(HighRatesofCarbonBurialLinkedtoAutochthonousProductioninArtificialPonds)的论文,研究了22个康奈尔实验池塘的碳埋藏率。这些相同的池塘(共有50个)建于1964年,提供了高度受控的环境,并有以往研究的详细记录。这些数据使霍尔格森和雷能够评估管理活动对碳储存的贡献。康奈尔大学50个实验池塘中的两个,建于1964年,用于研究。资料来源:ChristineBogdanowicz在这项研究中,研究人员考察了过去的管理活动,同时还对22个研究池塘中的每个池塘进行了沉积物取芯和沉积物厚度测量。他们测量了沉积物中的碳含量,将这些测量结果推断到整个池塘,然后将该数字除以池塘的年龄,得出每平方米每年固碳的数量,这个数字与湿地和红树林的数量级相同,高于湖泊。他们还发现,碳埋藏率受到水生植物(那些大到足以被看到的植物)、鱼类以及相对于磷的高氮添加量的影响。添加适当种类和比例的养分可促进植物生长,而植物生长需要使用碳来制造细胞,当植物死亡时,这些养分就会沉积在池塘底部。虽然缺乏有关天然池塘有机碳固存的数据,但科学家们推断了他们的研究结果,以估算全球天然池塘和人工池塘的总碳埋藏率。他们的结论是,天然池塘和人工池塘的固碳量占所有湖泊估计储存总量的65%至87%,这表明科学家低估了全球池塘和湖泊的固碳量。气体排放的季节性变化9月19日发表在《地球物理研究快报》(GeophysicalResearchLetters)杂志上的第二项研究名为"温带建造池塘温室气体排放的季节内高变异性"(HighIntra-SeasonalVariabilityinGreenhouseGasEmissionsFromTemperateConstructedPonds),该研究考察了康奈尔大学四个实验池塘的温室气体(主要是二氧化碳和甲烷)的季节性排放情况。在这项研究中,研究人员测量了这些池塘在2021年无冰期大约每两周的气体排放量。该研究的主要作者雷说:"全球对池塘温室气体预算的估计非常不确定,部分原因是缺乏时间测量。研究人员发现,甲烷--一种比二氧化碳强25倍的温室气体--占每年排放气体的大部分,二氧化碳和甲烷的排放量因季节而有很大不同。"在植物生长的初夏季节,池塘吸收二氧化碳,到了晚些时候,植物腐烂时,池塘又排放二氧化碳。甲烷在整个温暖的月份都有排放,但每周的排放量变化很大,这说明需要经常采样以进行准确核算。研究人员发现,当水被分层(一层温暖的水位于寒冷的底层水之上)时,甲烷就会积聚起来,导致甲烷的总体排放量高于因风或突然冷却而混合的水。这是因为产生甲烷的池塘床微生物需要低氧条件,而混合会破坏这种条件。潜在的解决方案和资金如果把两篇论文的结果结合起来看,池塘是温室气体的净排放者,因为甲烷的释放量超过了沉积物中储存的碳量。但这些发现也提供了利用气泡器或水下循环器减少甲烷排放的可能性。霍尔格森说:"如果我们能减少甲烷的数量,我们就有可能把这些池塘从净排放池变成净吸收池,但我们必须控制甲烷的排放量。"...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1385917.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1385917.htm

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好消息:大幅减少全球温室气体排放仍是可能的温室气体排放指的是有害气体的排放,如二氧化碳、甲烷和氧化亚氮,进入大气层。这些排放物是导致全球变暖和气候变化的重要因素,因为它们将热量截留在地球的大气层中并导致温度上升。来自麦吉尔大学的一个研究小组,以及来自卡内基梅隆大学、约翰霍普金斯大学、德克萨斯大学(奥斯汀)和马里兰大学的同事估计全球天然气发电厂的二氧化碳(CO2)排放总量为每年36亿吨。这一估计是通过收集全球108个国家的数据并按国家量化排放而得出的。该小组发现,如果在全球范围内采用各种缓解技术,这一数量可以减少多达71%。更有效的工厂可以大大减少温室气体"我们对到2050年,甚至到2030年温室气体的潜在减少量如此之大感到惊讶,"麦吉尔大学土木工程系和Trottier工程与设计可持续发展研究所的副教授SarahJordaan说,他是这篇论文的第一作者,这篇论文最近发表在《自然-气候变化》上。"如果天然气要在低碳的未来中发挥作用,即使是在过渡时期,也需要提高发电厂的效率,减少天然气生产中的甲烷排放,以及捕获和储存二氧化碳。""我们发现,减少温室气体排放最有效的方法是碳捕获和储存,其次是使发电厂更有效率,"参与研究的康奈尔大学化学和生物分子工程专业的博士生AndrewRuttinger补充说。"但在任何特定国家最成功的缓解方案将取决于区域背景和现有的基础设施"。识别排放的驱动因素使政府有了采取行动的工具该团队计算出,最大的缓解潜力(39%)在于五个最大的排放国,即美国、俄罗斯、伊朗、沙特阿拉伯和日本,除了日本之外,它们都是全世界最大的天然气生产国和消费国。"气候变化是一个全球性的挑战,实现低碳能源系统指出需要减少从天然气开采到最终使用的整个供应链的排放,"德克萨斯大学奥斯汀分校石油和地理系统工程系的研究副教授ArvindRavikumar说。"我们的分析表明,要从目前的排放水平过渡,需要作出重大努力,但同时也表明,通过确定天然气供应链中的排放驱动因素,政府可以采取战略性的、全国性的行动来减少其排放"。...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1344703.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1344703.htm

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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

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美国温室气体中心启动:NASA领导的气候数据合作中心2021年地球大气中二氧化碳总量的可视化图源:NASA美国国家航空航天局(NASA)局长比尔-纳尔逊(BillNelson)、美国环境保护署(EPA)署长迈克尔-雷根(MichaelRegan)和其他美国政府领导人于12月4日在第28届联合国气候大会(COP28)期间为美国温室气体中心揭幕。"美国国家航空航天局(NASA)的数据对于在实地做出保护气候所需的改变至关重要。美国温室气体中心是拜登-哈里斯政府努力向更多人提供关键数据的另一种方式--从进行数据分析的科学家,到制定气候政策的政府官员,再到希望了解气候变化将如何影响他们的公众,"纳尔逊说。"我们正在把太空技术带到地球上,使全国各地的社区受益。"美国温室气体中心将成为美国政府各机构以及非营利和私营部门合作伙伴之间的合作枢纽。从国际空间站、各种卫星和机载任务以及地面站观测到的数据、信息和计算机模型均可在线获取。作为该中心的牵头执行机构,美国国家航空航天局(NASA)与美国环保署(EPA)、美国国家标准与技术研究院(NationalInstituteofStandardsandTechnology)和美国国家海洋与大气管理局(NationalOceanicandAtmosphericAdministration)合作。这些美国联邦机构的科学专家共同策划了这份温室气体数据集和分析工具目录。"美国温室气体中心的目标之一是加快地球科学数据的合作使用,"位于华盛顿的美国国家航空航天局总部的中心项目经理ArgyroKavvada说。"我们正在努力将正确的数据提供给能够利用这些数据管理和跟踪温室气体排放的人们。"该中心的数据目录包括经过整理的数据集,这些数据集提供了对温室气体源、汇、排放和通量的深入了解。中心网站上的初始信息主要集中在三个方面:人类活动产生的温室气体排放量估算陆地和海洋中自然存在的温室气体源和汇利用飞机和天基数据识别和量化大型甲烷排放事件美国国家航空航天局的EMIT(地球表面矿物尘埃源调查)任务检测到的甲烷气体信息就是一个数据集实例。EMIT位于国际空间站上,是一个成像光谱仪,可以测量可见光和红外波段的光,因此可以测量地球上甲烷的释放情况。美国温室气体中心以开源原则为基础,其数据集、相关算法和支持代码都是完全开源的。这使得任何人都可以测试数据、算法和结果。该中心还包括用户支持和分析中心,供用户利用计算资源和交互式可视化界面进行高级数据分析。美国国家航空航天局鼓励对该中心的发展提出反馈意见和想法。最近发布的《推进美国温室气体测量、监测和信息系统一体化的国家战略》概述了政府为加强温室气体信息所做的广泛努力,该中心是其中的一部分。编译自:ScitechDaily...PC版:https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1403409.htm手机版:https://m.cnbeta.com.tw/view/1403409.htm

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