甲烷对全球气候的影响 不应低估甲烷在全球变暖中的作用

（新华社 丹麦国防部供图/图）

当谈到全球气候变暖时，二氧化碳首先会占据头条，但考虑到甲烷作为一种强效温室气体的地位，其在全球变暖和气候变化中的作用也不应被低估。

2022年10月，联合国世界气象组织发布的年度温室气体公报警告称，使地球变暖的三种主要温室气体，即二氧化碳、甲烷和一氧化二氮的大气水平在2021年都达到了历史新高，其中，从将近四十年前开始系统监测以来，2021年的甲烷浓度同比增幅最大。

甲烷如何影响地球气候

决定不同温室气体对气候影响的两个关键特征分别是气体在大气中停留的时间长度和吸收能量的能力。甲烷在大气中的寿命比二氧化碳短得多，停留时间大约是12年，而二氧化碳在大气中的时间长达几个世纪，不过甲烷在大气中吸收的能量却比二氧化碳多得多。因此在大气中，甲烷是仅次于二氧化碳的第二大人为因素产生的温室气体。

甲烷的来源可以大致分为两类:自然来源和人类活动产生的甲烷排放。前者主要来自湿地、森林火灾等。后者包括农业、能源和石化工业的排放，以及人类排泄物的产生和处置等。在过去的200年里，由于人类活动的急剧增加，大气中甲烷的浓度以惊人的速度激增。事实上，现代的甲烷监测方法已经表明，目前环境中的甲烷含量大约是工业革命之前的2.5倍。

长久以来，科学界对甲烷排放量的估计具有高度的不确定性。2000年至2007年期间，大气中甲烷的浓度似乎趋于稳定，这就引发了关于大气中甲烷是否为气候变化主要驱动因素的持续争论。但在2007年之后，大气中甲烷浓度开始持续上升。目前的测量结果表明，大气中甲烷浓度还将继续上升。《全球甲烷预算》提供的最新综合评估显示，每年全球甲烷排放量约为580亿吨，这包括来自自然来源的排放(约占排放量的40%)，以及来自人类活动的排放(称为人为排放，占60%)。

2022年2月斯坦福大学的科学家在《环境研究快报》（Environmental Research Letters）发表研究结论称，在100年的时间尺度上人类或许大大低估了甲烷这种“短期气候污染物”对气候的影响。

去除甲烷的理由

甲烷之所以令人担忧，是因为它对气候有着巨大的影响。2021年8月《自然》（Nature）发表的一篇文章中称，大气中二氧化碳含量是甲烷的两百多倍，甲烷虽然在大气中只占很小的一部分，但在释放后的头20年里，甲烷在地球大气中吸收热量的能力是二氧化碳的80倍左右。它的分解速度也比二氧化碳快得多，平均寿命约为10年，而二氧化碳的平均寿命为数百年。自前工业化时代以来，甲烷对全球变暖的贡献高达0.5℃，仅次于二氧化碳。

甲烷的化学结构在吸收热量方面非常有效，这意味着在大气中甲烷含量稍微增加一点，就会对地球变暖的程度和速度产生重大影响。这是一个令人生畏的现实，但也提供了巨大的机会。由于甲烷在大气中停留的时间短，所以当排放减少时，它在大气中的浓度下降相对较快，这就能极大地抑制温度上升，因此有专家认为减少甲烷排放或许是改变未来10年全球气温变化路径的最容易的方法。2021年联合国的一份报告认为，减少人为造成的甲烷排放是迅速降低全球变暖速度的最具成本效益的战略之一，并为将气温上升限制在1.5℃的全球努力作出重大贡献。

为了减少甲烷排放，科学家们一直在研究两个相关的问题。首先，甲烷的主要来源是什么?其次，最严重的影响在哪里?牲畜是最大的来源，占全球总量的31%。石油和天然气紧随其后，排放26%。其他来源包括垃圾填埋场、煤矿、稻田和水处理厂。

在甲烷的自然排放源中，特别值得注意的是，虽然永久冻土系统不是最大的甲烷排放源，但它极易受到气候变化的影响。在一个更温暖的未来，这些系统排放的甲烷比例可能会显著增加，有研究估计，每年从北半球冻原陆地生态系统释放进入大气的甲烷约占全球自然界释放甲烷总量的25%。另一方面，减少牲畜产生的甲烷是一项巨大的挑战。人们可以少吃肉，但说服人们改变饮食习惯往往是困难的。此外，随着收入的增加，低收入和中等收入国家的肉类消费也在增加。从这个角度看，遏制其他行业的排放似乎相对容易一些。考虑到能源和石化工业是甲烷排放的两个主要来源，人类摆脱对化石燃料的依赖或许会成为控制地球大气中甲烷浓度的巨大一步。

只要二氧化碳继续被排放到大气中，世界就会继续变暖。但控制甲烷和其他强效温室气体的排放可能会减轻负担。2021年9月27日发表在《皇家学会哲学汇刊A》（Philosophical Transactions A）上的分析显示，如果消除人类3年时间造成的强效温室气体的排放，将使全球表面温度降低约0.21℃，同时可以减少大气臭氧水平，每年可以防止约5万人过早死亡。这一发现打开了与二氧化碳去除直接比较的大门，科学界已经开展相关研究，并可能有助于塑造未来的国家和国际气候政策。

南方周末特约撰稿 祝叶华