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環保科學：全球甲烷排放量攀至曆史新高
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環保科學：全球甲烷排放量攀至曆史新高
2018年1月26日全球甲烷分布的可視化圖。紅色為大氣中甲烷濃度較高的區域。 圖片來源：Cindy Starr, Kel Elkins, Greg Shirah and Trent L. Schindler, NASA Scientific Visualization Studio
全球甲烷排放量已達到曆史最高水平。其增長的主要原因是煤礦開采、石油和天然氣生產、牛羊放牧以及垃圾填埋場的排放量增長。
全球甲烷排放量已達到曆史最高水平。其增長的主要原因是煤礦開采、石油和天然氣生產、牛羊放牧以及垃圾填埋場的排放量增長。
根據氣候模式的預測，這種強效溫室氣體在2000年至2017年間不斷上升的趨勢，將導致本世紀末之前全球升溫3-4攝氏度。這是一個危險的溫度閾值，根據科學家的警告，在該溫度閾值下，野火、幹旱和洪水等自然災害，以及饑荒和大規模遷徙等社會混亂的現象會近乎司空見慣。全球碳計劃（Global Carbon Project，由斯坦福大學科學家Rob Jackson領導）的研究人員在7月14日發表於《地球係統科學數據》和《環境研究快報》上的兩篇論文中概述了這些發現。
2017年，也就是有完整全球甲烷數據的最後一年，地球大氣層吸收了近6億噸這種無色無味的氣體。在100年之內，這種氣體的吸熱能力是二氧化碳的28倍。目前，一半以上的甲烷排放源自人類活動。與2000年代初（當時大氣中的甲烷濃度相對穩定）相比，如今每年的甲烷排放量增加了9％，即每年增加5000萬噸。
就增溫潛力而言，自2000年以來，大氣中增添了大量甲烷，相當於在世界的道路上增加3.5億輛汽車，或者令德國或法國的總排放量增加一倍。斯坦福大學地球、能源與環境科學學院的Jackson教授說：“我們尚未扭轉甲烷的局麵。”
甲烷來源不斷增加
在全球範圍內，化石燃料源和奶牛是推動甲烷含量上升的雙引擎。Jackson說：“牛和其他反芻動物的甲烷排放量幾乎同化石燃料工業的甲烷排放量一樣大。人們拿牛打嗝開玩笑，但卻沒有意識到這一甲烷來源有多大。”
在整個研究期間，與人類活動有關的甲烷排放總量的近三分之二都來自農業；化石燃料占了剩餘三分之一的大部分。 然而，這兩個來源對自2000年代初以來的增長所起的作用大致相同。
2017年，農業產生的甲烷排放量上升至2.27億噸甲烷，比2000~2006年的平均水平增長近11％。 2017年，化石燃料生產和使用產生的甲烷達到1.08億噸，較上年同期增長近15％。
在冠狀病毒大流行期間，由於製造和運輸業停頓，碳排放量暴跌。Jackson說，甲烷的排放量不可能因這種病毒而像二氧化碳那樣排放量下降。“我們仍在為房屋和建築物供暖，農業仍在不斷發展。”
基於衛星傳感器數據的2017年全球甲烷預算。 橙色顯示與人類活動有關的資源； 綠色表示該氣體的天然源和匯； 陰影線橙綠色表示與人類活動和自然都有關的甲烷源，例如野火和燃燒生物質。 圖片來源：Jackson等。2020 Env. Res. Lett.
全球排放
非洲和中東、中國、南亞和大洋洲（包括澳大利亞和許多太平洋島嶼）的甲烷排放量增長最快。在研究期間，這三個地區中的每一個區域每年都增加了約1000~1500萬噸的排放量。美國緊隨其後，甲烷排放量增加了450萬噸，這主要是由於天然氣的鑽探、分配和消費增加所致。
Jackson說：“美國和全球範圍內的天然氣使用量正在迅速增加。這抵消了電力部分的煤炭使用，減少了二氧化碳的排放，但增加了該部分的甲烷排放。”美國和加拿大也在生產更多的天然氣。他說：“結果是，我們從油氣井和泄漏的管道中排放出更多的甲烷。”Jackson還是斯坦福的伍茲環境研究所（Stanford's Woods Institute for the Environment）和普雷科特能源研究所（Precourt Institute for Energy）的高級研究員。
在過去的二十年中，隻有歐洲的甲烷排放量有所減少，其部分原因是該地區減少了化學製造業的排放量，提高了糧食的種植效率。“在歐洲，政策的出台和更好的管理減少了來自垃圾填埋場、糞便和其他來源的排放。人們也減少了牛肉攝入，更多地食用家禽和魚類。”
法國凡爾賽大學聖昆丁分校（Université de Versailles Saint-Quentin）的Marielle Saunois說，他是這篇發表在《地球係統科學數據》上的論文的主要作者。
圖片來源：Pixabay
可能的解決方案
熱帶和溫帶地區的甲烷排放量增長最快，寒帶和極地的增長次之。盡管人們擔心北極地區的融化會釋放永久凍土中的甲烷，造成甲烷爆發，但研究人員沒有發現任何證據表明北極地區的甲烷排放量會增加（至少到2017年是這樣）。
與自然來源相比，人類驅動的排放在許多方麵更易確定。Jackson表示：“由於土壤積水程度會在日際至季節際尺度上發生變化，我們很難確定熱帶地區和其他地方甲烷排放的時間。”他還領導了斯坦福大學的一個小組，利用衛星和通量塔等工具繪製全球濕地和積水土壤的圖像。
Jackson及其同事認為，想要遏製甲烷排放，就需要減少化石燃料的使用，控製管道和水井的泄漏等逸散性排放，並改變我們飼養牛、種稻穀和吃東西的方式。 Jackson說：“我們將需要少吃肉，並減少與牛和稻穀種植相關的排放，且取代汽車和房屋中的石油和天然氣。”
諸如藻類之類的飼料補充劑可能有助於減少奶牛產生的甲烷，而水稻種植可以使用其他方法，避免在永久性積水的低氧環境中將甲烷產量最大化。飛機、無人機和衛星顯示出監測油井和氣井中甲烷的前景。Jackson說：“對於未來五年內在這一領域取得真正的進展，我感到樂觀。”
翻譯：陳泓宇
審校：黃薇
引進來源：斯坦福大學地球、能源與環境科學學院（Stanford's School of Earth, Energy & Environmental Sciences）
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