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尽管在2019冠状病毒病疫情封锁期间，人为甲烷排放可能有所减少，但2020年大气甲烷增长速度异常快。

2022年12月14日，北京大学彭书时及法国巴黎萨克雷大学Xin Lin共同通讯在Nature在线发表题为“Wetland emission and atmospheric sink  changes explain methane growth in 2020”的研究论文，该研究表明湿地排放和大气汇变化解释了2020年甲烷的增长。该研究量化了2020年与2019年相比甲烷来源及其大气汇的变化。该研究发现，在全球范围内，人为排放总量每年减少1.2±0.1太克甲烷(Tg CH₄ yr⁻¹)，火灾排放减少6.5±0.1 Tg CH₄ yr⁻¹，湿地排放增加6.0±2.3 Tg CH₄ yr⁻¹。与2019年相比，对流层OH浓度下降了1.6%±0.2%，主要原因是在大流行封锁期间，人为氮氧化物(NO_x)排放减少，与此相关的对流层游离臭氧减少。

根据大气逆温，研究人员还推断出2020年全球净排放量相对于2019年增加了6.9±2.1 Tg CH₄ yr⁻¹，与OH反应的全球甲烷去除率减少了7.5±0.8 Tg CH₄ yr⁻¹。因此，该研究将2020年相对于2019年的甲烷增长率异常归因于较低的OH汇(53±10%)和较高的自然排放(47±16%)，主要来自湿地。与之前的研究结果一致，结果表明，湿地甲烷排放对气候变暖和湿润敏感，并可能在未来发挥正反馈机制的作用。该研究还表明，在实施全球人为甲烷减排承诺时，需要考虑氮氧化物排放趋势。

甲烷(CH₄)对人类活动排放的温室气体辐射强迫增加的贡献为15-35%。在过去十年中，大气甲烷增长率(MGR)一直很高，可能是由于化石燃料和微生物源的共同增加。2020年，NOAA全球监测实验室(GML)网络地面站点观测到的MGR达到15.1±0.4 ppb yr⁻¹，是1984年至2020年的最高值。北半球的MGR比南半球更大，这乍一看表明北半球源的增加。温室气体观测卫星的总柱浓度测量(XCH₄)也检测到类似的异常大的14.8 ppb yr⁻¹的增长速度。

根据国际能源机构(IEA)的报告和对二叠纪盆地等开采盆地排放的区域估计，同年，冠状病毒大流行导致化石燃料使用量大幅减少，可能与此同时，石油和天然气开采产生的CH₄排放量下降了10%。碳燃料燃烧减少和火灾排放减少也减少了在2020年上半年向大气中释放的一氧化碳(CO)和氮氧化物(NO_x)。

2020-2019年氮氧化物季节性排放的空间差异格局（图源自Nature ）

CO和NOx都影响大气中羟基自由基(OH)的浓度，OH是CH₄的主要汇。OH的微小变化对MGR的影响也很大。同时，大气中的CH₄浓度也反馈给可用的OH，以去除CO和NO_x等空气污染物。减少CO排放会增加OH的浓度，而减少NO_x排放会降低OH，除非在污染严重的地区。因此，COVID-19排放变化对MGR的净影响是不确定的。2020年早春至夏末欧亚大陆北部异常炎热，这是湿地、永久冻土洼地和北极湖泊等生物源甲烷排放的敏感地区，预计随着温度升高，这些生物源将排放更多的甲烷。

在这里，该研究结合了自下而上和自上而下的方法，以了解2020年相对于2019年的高MGR异常，以及地表源和全球大气OH汇中的量化异常。该研究强调，未来通过减少氮氧化物排放来改善空气质量可能会延长大气中甲烷的寿命，因此需要进一步减少甲烷排放才能实现《巴黎协定》的目标。

原文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-022-05447-w

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