我科學家揭開大氣甲烷“平台期”之謎
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天然氣泄漏、垃圾填埋、牛羊打嗝,都往大氣裡排甲烷,這是僅次於二氧化碳的全球第二大溫室氣體。21世紀初,全球經濟擴張,人為甲烷排放隨之增加﹔然而,1999年到2006年,大氣甲烷濃度卻反常停滯,成了地球科學界近20年沒解開的一道謎題——大氣甲烷“平台期”。日前,北京大學城市與環境學院彭書時、物理學院沈路路研究團隊聯手國內外合作者首次闡明了甲烷“平台期”的維持機制:排放在漲,只是大氣裡清甲烷的“清潔隊”恰好擴編了。
彭書時介紹,大氣甲烷的濃度,由兩頭拉扯:一頭是排放,一頭是清除。排放這頭人人都盯著,人類活動越來越密,往大氣裡添的“柴”隻多不少﹔清除那頭卻少有人留意:低空大氣裡游蕩著一種叫OH自由基的“清潔工”,專門把甲烷分解掉。
這支“清潔隊”,是不是早就悄悄變了樣?“答案確實如此,而‘擴編’它的,是一種污染物:氮氧化物。汽車尾氣、電廠煙囪、遠洋輪船排出的氮氧化物,向來被當作霧霾、酸雨的‘幫凶’,研究發現它們‘歪打正著’,能催化低空大氣生成更多OH自由基,相當於給清甲烷的‘清潔隊’招兵買馬。1999年到2006年,全球人為氮氧化物排放的增速達到20世紀90年代的5.8倍,背后是全球經濟增長和國際航運擴張﹔排放重心還從北半球中高緯度一路南移,轉向熱帶和海洋。”彭書時說。
“南移這一步,是關鍵。”沈路路指出,大氣化學模擬顯示,與1999年相比,2000—2006年全球低空OH自由基濃度平均上升約1.4%,大氣對甲烷的清除能力跟著增強約2.2%,其中76%發生在熱帶。
研究團隊又對照甲烷濃度和碳同位素觀測確認:那幾年人為甲烷排放確實在漲,增量主要來自化石燃料和廢棄物處理。可“清潔隊擴編”后多清掉的部分,恰好把排放的增量抵消了。一進一出,濃度穩穩停在“平台”上。
“這也給減排政策提了個醒:治理空氣污染、削減氮氧化物沒有錯,但大氣‘清潔隊’可能跟著縮編,清甲烷的能力也會打折扣。”彭書時認為,未來在制定空氣污染治理和溫室氣體減排政策時,須充分考慮大氣氧化能力的動態響應,從而為實現《巴黎協定》目標提供更准確的科學依據。(記者晉浩天)
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