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

科学家研制益生菌 奶牛食用后甲烷排放少了

科学家研制益生菌奶牛食用后甲烷排放少了10月17日消息，据老板联播报道，在新西兰北帕默斯顿的一个研究农场，研究者将Kowbucha粉末混合成一种类似牛奶的饮料喂给小奶牛。研究人员指出，Kowbucha是一种益生菌，研究表明它可以减少打嗝，从而减少甲烷排放。相关试验表明，当小牛吃了益生菌补充剂后，它们的甲烷排放量减少了20%。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1327953.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1327953.htm

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

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（GlobalCarbonProject）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（GlobalCarbonProject）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JosepCanadell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：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1434404.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1434404.htm

NASA用传感器帮助检测垃圾填埋场排放的甲烷

NASA用传感器帮助检测垃圾填埋场排放的甲烷甲烷是一种强有力的温室气体，是人类造成的全球变暖的大约四分之一到三分之一的来源。这项新举措的目的是建立一个全球废物场地的基线评估，这些场地的甲烷排放率很高。这一信息可以支持决策者努力减少大气中的气体浓度并限制气候变化。由废物部门产生的甲烷估计占人类造成的甲烷排放量的20%。以吨为单位，甲烷在大气中捕获热量的能力是二氧化碳的80多倍。但是，二氧化碳在空气中可以停留几个世纪，甲烷在大气中的寿命只有大约10年或20年，这意味着如果甲烷的排放被大大减少，就可以立即减缓大气层的变暖。"目前，关于全球废物部门的甲烷排放的可操作信息有限。全面了解来自垃圾场的高排放点源是缓解它们的一个关键步骤，"CarbonMapper首席执行官RileyDuren说。"新的技术能力使这些排放变得清晰可见--因此也是可操作的，这有可能改变游戏规则，提升我们对这个经常被忽视的部门的近期机会的集体理解。"CarbonMapper获得了格兰瑟姆环境保护基金会的资助，以支持其与废物场倡议有关的业务，包括利用NASA机载资产进行机载甲烷调查的潜在资金。该项目将需要在2023年对美国和加拿大以及拉丁美洲、非洲和亚洲的关键地点的1000多个管理垃圾填埋场进行初步的遥感调查。为了收集这些地区的数据，研究人员将使用基于飞机的传感器，包括机载可见光/红外成像光谱仪-下一代（AVIRIS-NG），它是由位于南加州的美国航空航天局喷气推进实验室开发的。此外，他们将使用亚利桑那州立大学的全球发现和保护科学中心的全球机载观测站，该观测站使用另一个由JPL建造的成像光谱仪。作为CarbonMapper项目的一部分，研究人员也将分析EMIT的甲烷数据。2022年7月，JPL管理的成像光谱仪被安装在国际空间站上，以测量地球主要产尘区表面的矿物含量。10月，科学家们证明EMIT也可以识别来自"超级发射器"的甲烷羽流。在这样做的过程中，该团队增加了另一个工具，以帮助NASA监测温室气体的更广泛努力。"美国宇航局JPL在使用机载成像光谱仪对甲烷点源排放进行高质量观测方面有十年的记录，"JPL的EMIT首席调查员RobertGreen说。"通过EMIT，我们在一个空间仪器中采用了同样的技术，使我们能够从轨道上收集关于局部甲烷源的信息。在CarbonMapper项目的第一年之后，研究人员将利用CarbonMapper卫星项目中的两颗卫星对全世界超过10,000个垃圾填埋场进行更广泛的调查。这对航天器将配备由JPL开发的成像光谱仪技术。该团队的目标是在2023年底与PlanetLabsPBC及其他合作伙伴协调发射。来自该项目的数据将可在"CarbonMapper数据门户"上获取：https://carbonmapper.org/data/...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1336659.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1336659.htm

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