2018年1月26日全球甲烷分布的可视化图。红色为大气中甲烷浓度较高的区域。 图片来源：Cindy Starr, Kel Elkins, Greg Shirah and Trent L. Schindler, NASA Scientific Visualization Studio.
全球甲烷排放量已达到历史最高水平。其增长的主要原因是煤矿开采、石油和天然气生产、牛羊放牧以及垃圾填埋场的排放量增长。
根据气候模式的预测，这种强效温室气体在2000年至2017年间不断上升的趋势，将导致本世纪末之前全球升温3-4摄氏度。这是一个危险的温度阈值，根据科学家的警告，在该温度阈值下，野火、干旱和洪水等自然灾害，以及饥荒和大规模迁徙等社会混乱的现象会近乎司空见惯。全球碳计划（Global Carbon Project，由斯坦福大学科学家Rob Jackson领导）的研究人员在7月14日发表于《地球系统科学数据》和《环境研究快报》上的两篇论文中概述了这些发现。
2017年，也就是有完整全球甲烷数据的最后一年，地球大气层吸收了近6亿吨这种无色无味的气体。在100年之内，这种气体的吸热能力是二氧化碳的28倍。目前，一半以上的甲烷排放源自人类活动。与2000年代初（当时大气中的甲烷浓度相对稳定）相比，如今每年的甲烷排放量增加了9％，即每年增加5000万吨。
就增温潜力而言，自2000年以来，大气中增添了大量甲烷，相当于在世界的道路上增加3.5亿辆汽车，或者令德国或法国的总排放量增加一倍。斯坦福大学地球、能源与环境科学学院的Jackson教授说：“我们尚未扭转甲烷的局面。”
甲烷来源不断增加
在全球范围内，化石燃料源和奶牛是推动甲烷含量上升的双引擎。Jackson说：“牛和其他反刍动物的甲烷排放量几乎同化石燃料工业的甲烷排放量一样大。人们拿牛打嗝开玩笑，但却没有意识到这一甲烷来源有多大。”
在整个研究期间，与人类活动有关的甲烷排放总量的近三分之二都来自农业；化石燃料占了剩余三分之一的大部分。 然而，这两个来源对自2000年代初以来的增长所起的作用大致相同。
2017年，农业产生的甲烷排放量上升至2.27亿吨，比2000-2006年的平均水平增长近11％。 2017年，化石燃料生产和使用产生的甲烷达到1.08亿吨，较上年同期增长近15％。
在冠状病毒大流行期间，由于制造和运输业停顿，碳排放量暴跌。Jackson说，甲烷的排放量不可能因这种病毒而像二氧化碳那样下降。“我们仍在为房屋和建筑物供暖，农业仍在不断发展。”
基于卫星传感器数据的2017年全球甲烷预算。 橙色显示与人类活动有关的资源； 绿色表示该气体的天然源和汇； 阴影线橙绿色表示与人类活动和自然都有关的甲烷源，例如野火和燃烧生物质。 图片来源：Jackson等。2020 Env. Res. Lett.
全球排放
非洲和中东、中国、南亚和大洋洲（包括澳大利亚和许多太平洋岛屿）的甲烷排放量增长最快。在研究期间，这三个地区中的每一个区域每年都增加了约1000-1500万吨的排放量。美国紧随其后，甲烷排放量增加了450万吨，这主要是由于天然气的钻探、分配和消费增加所致。
Jackson说：“美国和全球范围内的天然气使用量正在迅速增加。这抵消了电力部分的煤炭使用，减少了二氧化碳的排放，但增加了该部分的甲烷排放。”美国和加拿大也在生产更多的天然气。Jackson说：“结果是，我们从油气井和泄漏的管道中排放出更多的甲烷。”Jackson还是斯坦福的伍兹环境研究所（Stanford's Woods Institute for the Environment）和普雷科特能源研究所（Precourt Institute for Energy）的高级研究员。
在过去的20年中，只有欧洲的甲烷排放量有所减少，其部分原因是该地区减少了化学制造业的排放量，提高了粮食的种植效率。“在欧洲，政策的出台和更好的管理减少了来自垃圾填埋场、粪便和其他来源的排放。人们也减少了牛肉摄入，更多地食用家禽和鱼类。”
法国凡尔赛大学圣昆丁分校（Université de Versailles Saint-Quentin）的Marielle Saunois说，他是这篇发表在《地球系统科学数据》上的论文的主要作者。
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可能的解决方案
热带和温带地区的甲烷排放量增长最快，寒带和极地的增长次之。尽管人们担心北极地区的融化会释放永久冻土中的甲烷，造成甲烷暴发，但研究人员没有发现任何证据表明北极地区的甲烷排放量会增加（至少到2017年是这样）。
与自然来源相比，人类驱动的排放在许多方面更易确定。Jackson表示：“由于土壤积水程度会在日际至季节际尺度上发生变化，我们很难确定热带地区和其他地方甲烷排放的时间。”他还领导了斯坦福大学的一个小组，利用卫星和通量塔等工具绘制全球湿地和积水土壤的图像。
Jackson及其同事认为，想要遏制甲烷排放，就需要减少化石燃料的使用，控制管道和水井的泄漏等逸散性排放，并改变我们饲养牛、种稻谷和吃东西的方式。 Jackson说：“我们将需要少吃肉，并减少与牛和稻谷种植相关的排放，且取代汽车和房屋中的石油和天然气。”
诸如藻类之类的饲料补充剂可能有助于减少奶牛产生的甲烷，而水稻种植可以使用其他方法，避免在永久性积水的低氧环境中将甲烷产量最大化。飞机、无人机和卫星显示出监测油井和气井中甲烷的前景。Jackson说：“对于未来五年内在这一领域取得真正的进展，我感到乐观。”
翻译：陈泓宇
审校：黄薇
引进来源：斯坦福大学地球、能源与环境科学学院（Stanford's School of Earth, Energy & Environmental Sciences）
本文来自：中国数字科技馆
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